碱回收白泥轻钙技术的开发和优化.doc

碱回收白泥轻钙技术的开发和优化中国造纸学会第十五届学术年会 朱松岭上世纪八十年代以来，国内部分浆纸企业陆续开始碱回收白泥制备轻质碳酸钙技术的探索和研发，至今已有三十多年的时间，具不完全统计，先后约有近二十家纸厂付诸了试生产。本文以白泥轻钙为主线，对项目的研发和优化过程进行简要梳理，以期引起与会代表的注意和重视，水平有限难免不妥，望请各位专家学者批评指正。一、碱回收白泥现状碱回收白泥是制浆造纸企业碱回收车间产生的固体废弃物，其主要成分是绿液和石灰发生消化苛化反应后生成的沉淀碳酸钙，呈较强的碱性。通常纸厂处理白泥只是简单的外运填埋或者墩放，一方面是企业需要投入大量的人力、物力组织场地和运输等，另一方面也对环境，尤其是对土壤和水资源造成很强的二次污染。草苇蔗竹木多纤维制浆是我国造纸的一大特色，也符合我国的基本国情。在碱回收白泥治理方面，除白泥轻钙项目技术以外，由于煅烧石灰的成本较高且投资较大，通常并不像国外用以煅烧石灰返回到消化苛化直接回用，同时由于钠碱盐及硅胶等杂质的存在，也不能送电厂进行烟气脱硫以顶替重钙粉。少数有条件的造纸企业有时能就近送往要求不高的水泥厂或者砖厂来解决部分白泥的出路，而绝大多数企业对待白泥还是采取外运填埋或者直接排放，随着时间的推移和制浆碱回收的不断扩充，由此产生的白泥二次污染将日趋突出，同时也浪费了大量的碳酸钙资源。二、白泥轻钙开发过程上世纪八十年代末，湖南沅江某纸厂率先尝试碱回收白泥制备填料轻钙，主要是通过延长绿液澄清、简易水洗和跳筛的方式进行回收，期间由于白泥粒度的不匀整以及絮状结构等问题无法克服，最终的回收率仅达到10%左右，引发的成纸掉粉也时有发生。此后广西、湖北、山东等地又有四五家纸厂相继进行过类似的尝试，也都受阻于相同或者类似的技术瓶颈而基本放弃。九十年代末，湖南岳阳某大型纸厂在跳筛的基础上，改进试验绿液絮凝、石灰预处理和辅助苛化技术继续探索白泥轻钙，其中：绿液絮凝主要针对于净化绿液提高白泥轻钙的白度；石灰预处理主要针对于改善白泥轻钙的细度和粒度；辅助苛化主要针对于转化白泥轻钙中存在的过量灰。除绿液絮凝能单独实现外，石灰预处理和辅助苛化两项技术都需要镶嵌在现有的消化苛化工艺过程中进行，非常遗憾也正是因为对现有消化苛化工艺的过于限制和干扰，严重影响了碱回收苛化的运行效率、总碱和苛化度，最终还是回到了简易过筛进行回收。像所有新技术一样，先前的努力没有白费，也更激发了技术人员进一步研发的高度热情，特别是为后续的白泥轻钙研发指明了问题所在以及前进方向：一是要净化绿液提高白泥轻钙的白度；二是要改善白泥轻钙的细度和粒度；三是要转化白泥轻钙中存在的过量灰。二一年，河北廊坊某公司开始整理分析当时的白泥轻钙技术，首先对白泥轻钙的解絮细化和基本粒度维护组织攻关，特别是通过借鉴德国先进的塔磨机分级分区原理，开发出了白泥轻钙解絮机，投入使用后基本解决了白泥轻钙的细度和粒度问题，生产白泥轻钙用于抄纸存在多年的成纸掉粉也随之攻克。因为解絮细化是在碱回收的苛化工段之后进行的，摆脱了对现有消化苛化工艺的影响，同时也开启了白泥轻钙的“后处理”时代。二六年，廊坊公司开发液体二氧化碳碳化技术终获重大进展，并在湖南某大型纸厂成功投入生产，首开了白泥轻钙项目在国内正常运行的先河。碳化技术像解絮细化技术一样，也是在碱回收的苛化工段之后进行，完全摆脱了对现有消化苛化工艺的干扰，进一步拓展了白泥轻钙的“后处理”技术并取得全线突破。三、白泥轻钙升级优化1、绿液压力过滤净化技术二八年，河南新乡某纸厂已投产的白泥轻钙白度突然下降，严重影响到抄纸加填的使用。究其原因主要是绿液中出现大量的炭点炭末，这些炭点炭末由于比重较轻，普通的绿液加药絮凝已很难再实现沉降去除，造成相当多的炭点炭末悬浮在绿液澄清器的上清液表层，并随着绿液的消化苛化混进了白泥轻钙产品。这里面固然有燃烧不稳定的因素，但在黑液燃烧很难保证不波动的现实面前，研发更有效的绿液杂质去除方法就显得更为重要。为此，廊坊公司针对绿液杂质的构成及其特点再次组织攻关，特别是借鉴了非矿行业的箱式压力过滤技术，最终开发出了绿液压滤机，投入使用后对绿液的净化效果良好。通过压力过滤，使全部绿液都得到了充分的净化，既能去除原来绿液中较重的泥沙杂物（相当于原来的绿泥），又能去除新增较轻的炭点炭末，使绿液悬浮物指标稳定实现在20ppm以下，可以说对现有的澄清器技术实现了质的飞跃。绿液压滤净化的成功，在摆脱依赖燃烧状况、稳定白泥轻钙白度的同时，也附带提高了苛化外送浓白液的纯净度，可谓一举两得。2、燃烧炉尾气净化碳化技术二九年，还是在河南新乡某纸厂，廊坊公司针对白泥轻钙采用液体二氧化碳碳化的成本问题又一次组织攻关，特别是借鉴了轻钙行业的烟气净化碳化技术，最终开发出了炉气净化塔，投入使用后碳化成本大幅降低，效果显著。之前采用液体二氧化碳碳化，二氧化碳的采购成本约占到白泥轻钙总成本的40%左右，成本比重相当大。通过燃烧炉尾气净化碳化，使白泥轻钙的生产成本至少降低了100元以上，在摆脱依赖商品二氧化碳、降低白泥轻钙成本的同时，也附带减排了燃烧炉尾气中的二氧化碳，又是一举两得。3、白泥轻钙的项目意义碱回收白泥制备轻质碳酸钙属于典型的变废为宝循环利用，完全符合国家推进节能减排和可持续发展战略的政策和导向，从生态角度、社会角度和经济角度都具有显著的效益和优越性。从生态方面来看，目前我国沉淀轻钙的生产规模在300万吨左右，而碱回收白泥折干量也接近200万吨，白泥轻钙项目可以有效地缓解碳酸钙矿山资源的开采规模和速度；从社会方面来看，国内碱回收白泥绝大多数的处理方式一直采取外运填埋或者直接排放，对土壤和水资源的污染日益突出，回收轻钙可以彻底消除白泥产生的二次污染；从经济方面来看，参照500目的商品轻钙来说，其市场售价一般不低于700元，白泥轻钙也具有显著的成本优势和利润空间。四、白泥轻钙项目概况1、荣誉和认定国家重点环境保护实用技术项目（2005编号：A-011）。国家先进污染治理示范技术名录（2006第一批）。国家先进污染防治技术示范名录（2007第62项）。2、白泥轻钙主要技术指标细 度： 500 mesh 白 度： 90 %D98粒径： 28 m D50粒径： 5 m沉降体积： 2.4 ml/g 325目筛余物： 0.3 %PH 值： 910 游离碱： 0.05 %磨耗值： 2.5 mg/2000 尘埃度： 0.1 mm2/g3、白泥轻钙主要成本构成单位：元/干吨序号项 目单 价浆料成本干粉成本1清水5.00元/吨40.0020.002电0.65元/度90.00120.003蒸汽0.14元/kg210.004包装1.00元/袋40.005管理费70.00110.00合 计200.00500.004、白泥轻钙项目投资估算序号碱炉吨位固形物白泥回收量浆料项目干粉