（环境工程专业论文）造纸苛化白泥开发利用研究.pdf

西南科技大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 本文介绍了造纸苛化白泥的产生及危害，并详细介绍了国内外造纸白泥 资源化利用研究开发现状。 研究了以造纸白泥和页岩为主要原料，在不改变页岩烧结砖现有主体工 艺的基础上，制备页岩烧结砖的工艺条件。利用正交试验得出，造纸白泥掺 量对烧结砖抗压强度的影响最为显著，直接决定了烧结砖的抗压强度，其次 是烧结温度、保温时间。烧结砖的抗压强度随白泥掺量的增加而降低，随烧 结温度、保温时间增加而增大。从抗压强度考虑，在一般页岩砖的烧结工艺 下，白泥掺量应使生坯中c a o 含量低于2 2 0 6 ，其产品抗压强度才能达到 国家标准( g b 5 1 0 1 2 0 0 3 ) 中的m u l o 强度等级要求。 将造纸白泥掺入页岩中生产陶瓷釉面砖素坯的研究表明：陶瓷釉面砖素 坯的抗折强度随白泥掺量的增加而降低，随烧结温度的升高而增大；吸水率、 孔隙率随造纸白泥掺量的增加而增大，随烧结温度的升高而降低。当白泥掺 量为1 0 1 8 ，烧结温度在1 0 2 0 1 1 0 0 ，保温时间3 h 制备的陶瓷釉面 砖素坯的性能满足国家标准陶瓷砖( g b t 4 1 0 0 2 0 0 6 ) 中的陶质砖坯体的 相关要求。 利用苛化白泥与石英粉为原料，采用高温固相反应法合成了大长径比的 针状硅灰石，其较优的合成条件为石英与白泥质量比为0 6 6 ：l ，在1 1 2 0 下 保温4 h 。在此条件下合成的样品，硅灰石相对含量高，结晶程度好，最大长 径比可以达到3 0 。 研究结果表明：以上对造纸白泥的资源化利用技术，白泥消耗量大，不 产生二次污染、工艺简单等特点，符合我国发展循环经济的思路。 关键词：造纸苛化白泥；页岩烧结砖； 陶瓷釉面砖；针状硅灰石 a b s t r a c t t h i sp a p e rr e v i e w e dt h ep r o d u c t i o n i n d u s t r y , t h ep r e s e n tr e s o u r c eu t i l i z a t i o n a n da b r o a dw a si n t r o d u c e di nd e t a i l a n dh a z a r d so ft h ew h i t em u d o fp a p e r o fw h i t em u dr e s e a r c hs t a t u sa th o m e w i t h o u tc h a n g i n gt h ep r e s e n tp r o d u c i n gp r o c e s so ff i r e ds h a l e b r i c k t h e p r o c e s so fp r o d u c i n gf i r e ds h a l eb r i c kb yu s i n gt h ew h i t em u da n ds h a l ew a s s t u d i e d t h er e s u l to f o r t h o g o n a lt e s t s h o w e dt h a tt h eb r i c k s c o m p r e s s i v e s t r e n g t hw a ss t r o n g l yi n f l u e n c e db yt h em i x i n ga m o u n to fw h i t em u d ，w h i c h i n d i r e c t l yd e t e r m i n e dt h ec o m p r e s s i v es t r e n g t ho ff i r e db r i c k ，n e x tc a m es i n t e r i n g t e m p e r a t u r ea n dh o l d i n gt i m e t l l ec o m p r e s s i v es t r e n g t ho fb r i c kd e c r e a s e dw i t h t h ei n c r e a s eo ft h em i x i n ga m o u n to fw h i t em u d ，i n c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo f s i n t e r i n gt e m p e r a t u r ea n dh o l d i n gt i m e c o n s i d e r i n gt h ec o m p r e s s i v es t r e n g t ho f b r i c k ，t h ec o m p r e s s i v es t r e n g t ho fp r o d u c t sw e r ea tl e a s ta c c o r dw i t hn a t i o n a l s t a n d a r do ff i r e dc o m m o nb r i c k s ( g b 5 1 0 1 - 2 0 0 3 ) m u i or e q u e s tw h e nt h e w h i t em u dm i x e di ng r e e nb o d y , a n dt h ec o m p o s i t eo fc a ow a sl o w e rt h a n 2 2 0 6 t h ep r o c e s so fp r o d u c i n gb i s q u eb o d yo fg l a z e dt i l eb yu s i n gt h ew h i t em u d a n ds h a l ew a ss t u d i e d 弛er e s u l ts h o w e dt h a tt h ef i e x u r a ls t r e n g t ho f p r o d u c i n g b i s q u eb o d yd e c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo ft h em i x i n ga m o u n to fw h i t em u d ， i n c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo fs i n t e r i n gt e m p e r a t u r e ，t h ew a t e ra b s o r p t i o na n d p o r o s i t yi n c r e a s e dw i t hd e c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo ft h em i x i n ga m o u n to f w h i t em u d ，d e c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo fs i n t e r i n gt e m p e r a t u r e t h ef l e x u r a l s t r e n g t ho fb i s q u eb o d yw h i c hs i n t e r e da t10 2 0 - - - ll0 0 ，h o l d3h o u r sa n dt h e m i x i n ga m o u n to fw h i t em u dw a s10 t o18 ，w e r l ga c c o r dw i 也n a t i o n a l s t a n d a r do fc e r a m i ct i l e ( g b 510 1 2 0 0 3 ) r e q u e s t s l a r g ea s p e c t r a t i oo fa c i c u l a rw o l l a s t i o n i t ew a ss y n t h e s i z e di n h i g h t e m p e r a t u r es o l i d s t a t er e a c t i o nm e t h o db yu s i n gq u a r t zp o w d e ra n dw h i t em u do f p a p e rm i l la sr a wm a t e r i a l t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eh i g hr e l a t i v ec o n t e n to f a c i c u l a rw o l l a s t i o n i t ew a sh i g h ，i th a dh i g hc r y s t a l l i n ed e g r e e ，t h el a r g e s ta s p e c t r a t i or e a c h e dt o30 ，w h e nm a s sr a t i oo fq u a r t zp o w d e ra n dw h i t em u do fp a p e r m i l lw a so 6 6 ，a n di tw a sc a l c i n e da t11 2 0 ，h o l d4h o u r s 、 t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ea b o v et e c h n o l o g yo fr e s o u r c eu t i l i z a t i o no f 西南科技大学硕士研究生学位论文第i 页 w h i t em u d ，w h i c hc o n s u m e dg r e a ta m o u n to fw h i t em u d ，d i d n tc a u s es e c o n d a r y p o l l u t i o na n do p e r a t e ds i m p l e ，w a sa c c o r d e dw i t ht h o u g ho fd e v e l o p i n gc i r c u l a r e c o n o m y k e yw o rds ：w h i t em u do fp a p e ri n d u s t r y ；f i r e ds h a l eb r i c k ；b i s q u eb o d yo f g l a z e dt i l e ；a c i c u l a rw o l l a s t i o n i t e 西南科技大学硕士研究生学位论文第1 页 1绪论 1 1引言 随着我国新一轮造纸工业的不断发展，多个大型漂白竹浆项目在四川、 福建、云南、广西、贵州、江西等省已投入规划或生产【l 】。 由于我国木材资源比较匮乏，目前造纸企业大多采用竹材代替木材进行 造浆。在我国，大型竹浆厂的竹浆黑液碱回收非常成功，然而没有一家浆厂 对碱回收所产生的造纸苛化白泥废渣进行再烧回用。竹浆大国印度，以全竹 为原料的浆厂也没有对造纸苛化白泥进行再烧回用，而全部作为固体废弃物 实行厂外排放。一家年产2 0 万t 的竹浆厂，年产生的造纸苛化白泥大约为 1 0 万t ，目前，全国每年产生白泥约5 0 0 多万吨以上【2 】。若全部厂外排放和 堆存，将占用大量土地，对环境产生严重污染。 将造纸白泥处理与处置有效地结合起来，利用各种技术方法，将造纸白 泥利用到实际应用生产中，以达到废弃物资源化利用的目的。这样不仅使企 业从出资处置白泥转换到利用白泥创收，而且可以使碳酸钙资源得到有效利 用，减少堆放用地，降低生产成本，增加经济效益，防止污染环境。 1 2 造纸白泥的产生及危害 造纸苛化白泥是造纸工业回收碱所产生的废渣，是以纯碱( n a 2 c 0 3 ) 溶 液和生石灰( c a o ) 为原料，在绿液中回收烧碱( n a o h ) 时，发生苛化反应 所产生的c a c 0 3 沉淀，也称苛化白泥，化学反应式如下： n a ，c o ，+ c a ( o h ) - - - - - + 2 n a o h + c a c 0 3 ( 1 - 1 ) 造纸白泥粒度约为3 0 - - - 4 0 1 x m ：含有苛化过程中过量的石灰 c a ( o h ) 2 】、 残碱( n a o h ) ，同时还有硅酸钙( c a s i 0 3 ) 、硫化钠( n a 2 s ) 、铝、镁、铁的 化合物及尘埃杂质等，含水率可达5 5 - - - 6 0 ，每吨粗浆可产0 5t 白泥( 干基) 。 其碱回收的具体工艺流程见图l l p j 。 西南科技大学硕士研究生学位论文第2 页 制浆黑液卜啼 提取、蒸发浓缩 一l 碱回收炉煅烧i - * i 熔融 1r 加入石灰苛化卜- - ! 形成绿液( 主要成分n a 2 c o ，) 卜 加水溶解 1r n a o h 和沉淀物，分离n a o h 、循环使用l 一沉淀物洗涤、过滤回收残余 i 上 沉淀性苛化废渣造纸苛化白泥 圈1 - 1碱回收工艺流程图 f i g 1 1 t h ep r o c e s sc h a r to fa i k a iir e c o v e r y 造纸厂在碱回收过程中会产生大量造纸苛化白泥，以木材为原料的造纸 苛化自泥，国外一些大型造纸厂多采用回转窑煅烧法使其再生，生产再生石 灰，在苛化过程中循环使用。通常作法是将沉淀的造纸白泥用膜泵抽出，送 至真空洗渣机，经洗涤后送至回转窑煅烧，使碳酸钙分解( c a c 0 3 一 c a o + c 0 2 】) ，生成的氧化钙可重新用于苛化，进行碱回收。但由于采用的回 转窑投资费用大，操作不易控制，造纸白泥含水量较高，生产能力较低，同 时由于煅烧时需要原油等作为燃料，从而使煅烧后的石灰成本大多高于外购 的石灰，所以即使有此设备的工厂，也由于多方面原因而废置不用，而将白 泥部分或全部排放，对碱回收白泥进行再烧回用的厂家也极少。其主要原因 是：以非木材纤维为原料的制浆造纸企业，由于白泥的硅含量高，如果回收 再生，在循环使用中，要加剧碱回收中硅的干扰，致使碱回收系统无法正常 运行。因此，对于这种苛化白泥废料，绝多数企业只是择地填埋或堆放。白 泥堆放要占用大量的土地，降雨使其中的残碱渗滤到周围农田，使土地盐碱 化，影响农作物生长，污染水域，极细的白泥一遇瀑雨还易随水流失，对环 境造成更大污染，长期以来是环保中的一大难题。 西南科技大学硕士研究生学位论文第3 页 1 3 造纸白泥的综合利用研究现状 1 3 1 精制碳酸钙 利用造纸白泥制备碳酸钙的研究已有大量报导，并有不少企业已经应用 于实践中4 。1 3 】。沈兴楠等1 4 1 提出了从造纸苛化白泥中提取碳酸钙方法，其流 程是：利用洗涤的方法以除去造纸白泥中的残余可溶性n a o h 、n a 2 s 等盐类； 并用筛选的方法除去或降低尘埃、杂质；再通入c 0 2 气体将过量投入的c a o 转化为碳酸钙沉淀。其化学反应式见式1 2 、1 3 。 c a o + h 2 0 _ c a ( o h ) 2 ( 1 - 2 ) c 0 2 + c a ( o h ) 2 _ h 2 0 + c a c 0 3 ( 1 3 ) 最后经过脱水、烘干、筛分可以使其各项技术性能指标达到普通沉淀 碳酸钙( h g 2 2 2 6 9 1 ) 的各项要求。 。 胡祥正等【1 5 1 对苇浆黑液碱回收白泥精制填料碳酸钙的研究中，设计了三 种精制方法：水洗法、干燥法和助剂法，找出了白泥精制填料碳酸钙的最佳 条件和可行性路线。其结论为利用水洗法、干燥法和助剂法生产精制碳酸钙 的白度由d , n 大依次增高；水洗法精制碳酸钙的产品白度较低，只有8 4 - - 8 6 i s o ；而干燥法较高，可以达到8 8 - - 8 9 i s o ；助剂法最高，可达到9 1 i s o 以上。各种方法中精制的产品碳酸钙中硅的含量基本稳定，残碱的含量也很 低。实施碳酸化操作制得的产品，碳酸钙的残碱含量比没有此步骤操作制得 的产品的要低。从物料和能源的消耗看，直接水洗法耗水量大，洗涤1 吨白 泥需要3 0 - 5 0 吨水，动力和能源消耗多，生产效率低；助剂法消耗水量较少， 1 吨白泥需水5 1 0 吨：直接碳酸化法精制1 吨白泥只需水3 6 吨，但碳酸 化需要c 0 2 。 - 李仲明掣1 3 】对碱回收白泥制备轻质碳酸钙进行了深入研究，通过对绿液 在苛化前便进行絮凝、提纯处理，以减少绿液中的炭末、硅胶、杂土及f c 、 m n 离子等杂质进入下一阶段的苛化系统，从而提高造纸白泥的纯度和白度； 并且开发了造纸白泥专用砂磨机对造纸白泥进行定向研磨、解絮、规整，使 其细度和微观结构能够满足造纸填料的需要，定向研磨同时又可筛除焦炭、 砂子等硬体杂质。其主要工艺包括：绿液提纯、苛化增白、清洗稳定、定向 西南科技大学硕士研究生学位论文第4 页 研磨、轻质c a c 0 3 浆液输送、干燥处理，其工艺流程图见图1 2 。 图1 - 2 白泥制备轻质c a c 0 。工艺流程图 f i g 1 2 t h ep r o c e s sc h a r to fc a i c i u _ c a r b o n a t ep r e p a r e db yu s i n gw h i t e m u d。 根据对造纸苛化白泥成分的分析以及工业沉淀碳酸钙技术指标的情况来 看，造纸白泥生产精制碳酸钙还有几个技术问题亟待解决： 造纸白泥中碳酸钙含量的提高技术。白泥中主要成分是碳酸钙，但除 此之外还含有可溶性盐成分氯化钙、氯化钠等，不溶性成分硫酸钙、氢氧化 镁以及少量的石英和铁化合物等杂质。水洗法可去除大部分可溶性物质，同 时降低白泥中的残碱。造纸白泥中残碱如n a o h 等，可采用重复洗涤至微碱 性，而不溶性成分中如硫酸钙物理性质与碳酸钙十分相似，水洗法无法有效 去除，用机械分离也很困难。水洗法会将造纸白泥中一些c a 2 + 带走，为提高 造纸白泥中的碳酸钙含量，还可考虑用化学法：先加入适量稀盐酸进行酸洗， 再加入适量的无水碳酸钠，使游离的钙离子与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀， 从而回收造纸白泥中的游离钙离子，提高碳酸钙的含量，但是成本偏高。 造纸白泥白度的提高技术。目前，沉淀碳酸钙行业标准要求其白度 9 0 i s o ，而市场上某些行业要求在9 2 i s o 以上，所以白度是沉淀碳酸钙的 重要指标之一【1 6 】。造纸白泥中的f e 、m n 等金属元素，大多以其氧化物的形 西南科技大学硕士研究生学位论文第5 页 式存在，降低了造纸白泥的白度的同时也影响了碳酸钙的品质。另外白泥中 还含有少量以s i 0 2 为主的酸不溶物，因此增加碳酸钙的白度，必须有效去除 上述物质，这是利用造纸白泥生产沉淀碳酸钙的最大技术难点i l6 1 。造纸白泥 中的铁大部分是以其氧化物的形式存在，而f e 3 0 4 带有磁性，因此可以考虑 使用物理磁选方法分选出杂质铁。由于较难分析出白泥中铁具体以什么氧化 物形式存在，所以此方法仍需改进；胡庆福等【1 7 】做过轻质碳酸钙的增白研究， 以除铁为例，使用化学助剂法将三价铁离子还原成可溶性的二价铁离子，再 通过水洗即可去除，以达到增白的目的。这项研究是在轻质碳酸钙的苛化或 碳化过程中进行的，我们可以将此法改进并应用于研究提高白泥的白度。 造纸白泥中氯离子的去除技术。由于在碳酸钙的应用中，氯离子含量 较高对产品质量和环境都有较大的影响，所以造纸白泥除氯技术是一个关键。 虽然已经从淡水、海水洗涤和从过滤去水设备方面做了大量的研究工作，但 都没有达到理想的效果。 1 3 2 用作水泥原料 利用造纸苛化白泥代替石灰石生产普通硅酸盐水泥是迄今为止碱回收白 泥综合利用取得成功的主要途型1 引。早在1 9 9 1 年，杨亚方【1 9 1 和黄家松【2 0 】等 就分别提出了利用纸厂白泥生产水泥熟料的构想。 傅其军等【2 卜2 2 】介绍了利用造纸苛化白泥生产水泥，并在2 0 0 3 年进行了实 践。介绍了蔗渣浆黑液经真空洗渣机、预挂式或真空过滤机脱水后，用热空 气干燥并与其它水泥生料配比生产水泥的工艺流程和生产工艺。 、 祖彬等【2 3 】对白泥粉煤灰烧制硅酸盐水泥熟料进行了研究。利用造纸厂碱 回收过程中产生的造纸白泥替代石灰石，以粉煤灰代替粘土，并引入铁质校 正原料以及一些复合矿化剂，在1 3 5 0 1 4 0 0 的条件下，烧制了普通硅酸盐 水泥。 李宁等【2 4 】研究了利用白泥与粉煤灰复合作水泥的掺和料。相对于纯水泥 而言，当粉煤灰与白泥质量比为6 ：4 时，采用干混法制成的试块在3d 与7 d 的抗压强度分别提高了3 2 5 、1 6 5 ，而2 8d 的抗压强度则达到了 7 3 。o m p a ；当粉煤灰与自泥质量比为5 ：5 时，采用湿混法制成的试块的3d 与7d 的抗压强度分别提高了9 3 、1 8 ，2 8d 抗压强度达到了7 2 2 m p a ： 当粉煤灰与白泥质量比为8 ：2 时，采用直接混法制成的试块的3d 、7d 与 2 8 d 的抗压强度分别达到2 3 5 m p a ，4 2 5 m p a ，6 4 o m p a 。这是由于造纸白泥 西南科技大学硕士研究生学位论文第6 页 和粉煤灰的引入使活性a 1 2 0 3 、s i 0 2 的反应加速，生成的水化产物较多，致 使试块结构更加密实。 时术兆等【2 习对利用造纸苛化白泥代替石灰石煅烧水泥熟料进行了研究。 由于造纸苛化白泥的轻质多孔，以白泥取代石灰石煅烧成水泥熟料，有利于 生料的易烧性的提高，即有利于f - c a o 的吸收和c 3 s 、c 2 s 生成，基本不含 有不利于水泥熟料质量的其他物质存在，熟料质量较好。白泥取代石灰石煅 烧水泥熟料，既可以缓解石灰石品位低的问题，又使资源得到合理利用，变 废为宝。 利用造纸苛化白泥来生产水泥也存在许多问题：一是白泥中大量的可溶 氯化物的脱除；为了脱除氯化物，必须进行水洗或真空过滤。二是白泥中残 碱的含量高。三是利用白泥生产水泥适合于湿法回转窑的生产，根据我国白 泥综合利用情况，造纸白泥用于生产建筑水泥时，突出的问题是能耗问题。 湿法生产水泥的单位产品能耗比干法生产工艺要高出2 0 9 3 2 9 3 0k j k g 熟料，。 不符合水泥工业发展方向【2 】。由于湿法水泥单位产品能耗高，其生产成本没 有市场竞争优势，经济效益差。 1 3 3 制备纳米复合材料 造纸苛化白泥的基本成分属沉淀碳酸钙，因此可当作轻质碳酸钙在轻工、 化工、建筑材料等领域采用。经充分洗涤处理后的白泥，残碱在l 以下， 白度在7 0 i s o 以上，细度小于3 0 岬，稍加处理细度可以达到8 p m 以下， 在涂料中不易沉淀，具有很强的覆盖力。因而很多学者对造纸白泥与复合物 结合从而制得复合材料进行了研究。 祖彬等f 2 6 】着重对造纸苛化白泥与聚合物共混制功能材料方面进行了相 应的分析和研究，制备了p v c 一改性白泥纳米复合材料、丁苯三嵌段共聚物 ( s a s ) - 改性白泥纳米复合材料、改性白泥一a b s ，p v c p e c 共混体系、白 泥增韧增强聚丙烯，并分析了复合材料的性能与应用前景。制备纳米复合材 料必须对白泥进行改性，白泥的改性方法是采用极性较高的二甲基亚砜 ( d m s o ) 作为先驱层间交换剂，再利用合成的白泥与l 一谷氨酸( g a ) 进一步合 成，最后将已制备好的白泥一g a 复合物与丙烯酸丁醋( b a ) 混合通过合成、 聚合反应制备成而成。p v c - - 改性白泥纳米复合材料制备方法是将p v c 和改 性白泥( 白泥- - p b a ) 按一定质量比于混炼机中，在1 6 0 下混炼约8r a i n ，并 用2 4t 电热平板硫化机在1 7 0 - 1 7 5 下层压制成。而丁苯三嵌段共聚物 西南科技大学硕士研究生学位论文第7 页 ( s b s ) 改性白泥纳米复合材料的制备方法是将不同质量配比的s b s 与白泥一 p b a 混合料下于混炼机中，在1 6 0 混炼约1 0m i r a 以2 5t 电热平板硫化机 在1 7 0 - 一1 7 5 下层压制成。 陈中华 2 7 1 通过多步交换反应及扩散一聚合的方法，使聚丙烯酸丁酯( p b a ) 嵌入到改性层状结构的白泥层间，得到白泥一聚丙烯酸丁酯( p b a ) 纳米复合 物的微米级粒子；然后将聚氯乙烯与白泥一聚丙烯酸丁酯进行熔融共混，制 得具有一定特性的有机无机纳米复合材料；并对复合材料的缺口冲击断面形 态及流变性能进行了研究。结果表明，复合材料的冲击断面具有明显的网状 结构和空洞化特征，属典型的韧性断裂；p v c 白泥- - p b a ( 质量分数0 5 7 o ) 纳米复合材料基本上保持了纯p v c 的加工性能。 制备达到实用标准的白泥纳米复合材料，必须对白泥进行改性处理。而 白泥改性较为复杂，增加了投资成本，与工业用轻质碳酸钙相比有较大的劣 势，这是其得不到大规模利用的主要原因。 1 3 4 应用于环保工程 近年来，国内外有单位已开始把造纸苛化白泥应用于环保工程上【2 8 3 3 1 ，。 在动力锅炉排烟的脱硫剂和型煤粘合剂等方面作了试验，并扩大了试验领域 【3 4 1 。已有许多人【3 5 4 5 1 研究了利用造纸白泥进行脱硫，还有研究4 6 1 表明草类纤 维制浆碱回收白泥中含有一定量锶( s r ) 化合物。含锶化合物的存在可以作为 煤炭的脱硫催化剂，白泥可以和其它化学品共同配制成煤用脱硫助剂。如在 使用煤炭的行业推广脱硫助剂，自泥的用量也比较大。目前世界上烟气脱硫 ( f g d ) 吸收剂以石灰石石灰为主，而石灰石又以其更廉价的优势成为f g d 装 置的首选脱硫剂。纸厂白泥废渣的主要成分是碳酸钙以及少量氢氧化钠，用 它作脱硫剂脱除烟气中的s 0 2 ，不仅可以降低运行费用，还可以达到“以废 治废的目的。 郭瑞霞等【4 7 4 3 】研究了利用造纸苛化白泥作为除磷剂，考察了初始溶液浓 度、时间、温度、p h 和白泥投加量等五种因素对磷去除率的影响。结果表明， 造纸白泥是一种有效的除磷剂，废水中磷的初始浓度越高，白泥对磷的去除 量就越大；在温度为2 5 ，白泥用量为8g 1 0 0 m l ，p h 为8 1 0 的实验条件 下，磷的去除率可达7 5 以上。 将造纸苛化白泥用于烟气脱硫时，含水率高的造纸白泥的p h 值较高， 长期使用会对脱硫设备产生腐蚀作用。因此，需要考虑设备的防腐蚀技术问 西南科技大学硕士研究生学位论文第8 页 题，如果是用含水率低甚至干燥后的造纸自泥，则能耗增加，又会导致使用 造纸白泥脱硫的成本提高；此外，在造纸白泥用于煤燃烧脱硫剂与型煤的粘 合剂( 含脱硫剂) 时，在一定温度下不能避免有少量的s 0 2 分解产生，增加了 污染环境的可能性；虽然利用白泥作为除磷剂已进行试验研究，但尚未应用 于实践，这些都是造纸苛化白泥应用于环保工程上的主要问题。 1 3 5 用于农业生产 造纸苛化白泥重金属离子含量较少，可在农业领域中用作树木增壮剂、 林区道路稳定剂、渔业用石灰原料以及土壤调理剂等，具有较好的应用前景 3 1 ，4 9 - 5 0 。 m a r y a m 等【5 l 】研究发现碱回收白泥中不仅含有c 、h 、o 组成的化合物， 而且还含有很多树木生长及繁殖所需要的营养元素，如k 、p 、m g 、c a 等。 由于碱回收白泥中含n 量极少，白泥完全可以作为于n 含量负荷较高的森林 中树木的增壮剂使用。碱回收白泥中含有大量的c a c 0 3 及少量残碱，其较低 的溶解速率可使白泥慢慢溶解到酸性林业土壤中，从而替代可导致p h 值迅 速变化，对森林生态环境产生不利影响的石灰。 s d e k a 等【5 2 】系统研究了造纸白泥与渔业用石灰的特性并反复试验得出： 为保持鱼塘维持在一定的酸度，在向鱼塘投加石灰时，当白泥的投加量约为 渔业用石灰投加量的1 5 倍时，就可以达到较好的效果。由于渔业用石灰成 本相对较高，而白泥中含有较多的c a c 0 3 ，考虑到原料成本等因素，造纸白 泥可用作鱼塘中加投石灰的主要来源d 引。 此外，白泥可用于农业土壤中的调理剂【5 5 卯，调节土壤中所需的成分； 也可用作酸碱中和剂，调节不同土质的酸碱度。 1 3 6 合成硅灰石 根据造纸苛化白泥和陶瓷制品的组成、性能、特点，国内已对利用造纸 白泥合成硅灰石进行了研究 何文等【5 6 】在2 0 0 4 年以造纸苛化白泥为主要原料，加入一定量硅质原料， 采用烧结法在低温( 11 0 0 c ) 下合成了硅灰石，并将合成的硅灰石综合用于一 次低温快烧釉面砖中，其理化性能指标均达到国家标准。通过实验配方的调 整，白泥在陶瓷石灰釉中的用量为1 5 - - - - 2 2 ，在水晶熔块中的用量为2 5 ， 在低温合成硅灰石中的用量可达7 0 ，合成的硅灰石用于试制釉面砖可实现 西南科技大学硕士研究生学位论文第9 页 低温一次快速烧成。其应用产品的理化性能指标均达到国家标准，每吨产品 可消耗白泥0 0 5 - 0 2t ，降低成本1 0 1 8 。虽然利用白泥合成硅灰石有 了一定的研究，但并不系统，有待进一步研究。 1 3 7 生产建筑砌块 将造纸苛化白泥用作生产建材原材料也已做了一定的研究。董萍等【5 7 】提 出了造纸苛化白泥与粉煤灰混凝土形成更加优良的复合型建筑材料的设想。 侯贵华【5 8 】以湿排粉煤灰、原状湿碱渣为主要原料，掺加适量的硅酸盐水泥熟 料及细集料，制得符合j e 2 9 3 - - 9 1 要求的粉煤灰一碱渣砖。该砖中粉煤灰与 碱渣的适宜配比为2 ：3 ( 干基质量比) ，熟料与细集料分别外掺1 0 。 周茂贤【5 9 】将造纸白泥用于蒸压灰砂砖生产。将造纸白泥经烘干后与蒸压 灰砂砖的其他原料如石灰、砂石等按照一定配方进行苛化4h ，经搅拌均匀 后用压砖机压制成砖坯体，在蒸压釜内高温高压养护8h ，即可生产出成品 蒸压灰砂砖。当造纸白泥掺量在3 0 和5 0 时，其生产出的蒸压灰砂砖经质 检部门检测，产品的抗压强度达到g b l l 9 4 5 1 9 9 9 标准m u l 0 级，但造纸白 泥掺量为5 0 砂砖的抗压强度比掺量为3 0 的蒸压灰砂砖的强度要低，而尺 寸偏差以及外观等技术要求均符合g b l1 9 4 5 1 9 9 9 标准。其主要问题是造纸 白泥在砖体的分布不均匀会导致有明显的斑点。 由于造纸白泥中含有一定的c l 、m 9 2 + 等会导致建材产品出现泛霜，影响 产品质量，影响了其在这方面的广泛应用。 1 3 8 用作建筑涂料 将白泥应用于建筑涂料行业国内已有人进行了研究，主要是用作固体建 筑涂料、防水建筑涂料和生产腻子。 固体建筑涂料 传统的固体建筑涂料常采用轻质碳酸钙加入少量的滑石粉、生石灰、立 德粉、p v a 、c m c 以及活性剂、色料经成分混匀而成。造纸自泥的主要成分 为沉淀碳酸钙，可完全取代轻质碳酸钙生产固体建筑涂料【6 们。 防水建筑涂料 建筑防水涂料可采用氧杂环树脂、轻质碳酸钙、磷酸三甲苯酯、乙醇或 氯化橡胶等制成【6 1 1 。利用造纸白泥替代轻质碳酸钙，使得其生产工艺简单， 对白度、杂质等要求不高，而且不造成二次污染。 西南科技大学硕士研究生学位论文第l o 页 腻子 腻子是平整墙体表面的一种装饰凝材料，是一种厚浆状涂料，直接刮涂 于物体上，用以清除被涂物表面高低不平的缺陷上面。腻子中颜料含量很高， 主要有油基腻子、酯胶腻子和石膏性腻子等，其成分以酚醛漆料、酯胶清漆 为油基，以白泥、滑石粉、重晶石粉、锌钡白等为基料加以少量溶剂油、炭 黑浆，制成灰色腻子6 2 l ，从而对白泥的白度要求就不是很重要。 1 3 9 其他利用研究 除了对造纸苛化白泥进行以上的应用研究外，国内外对其还做了其它方 面的应用研究，如用其生产去污粉【6 3 1 ，作填埋场覆盖材料畔。6 酬，油井暂堵剂 【6 7 】、用于发电行业【6 8 】等，但由于其存在种种问题，未得以广泛推广应用。 总的来说，从造纸苛化白泥现阶段综合利用研究与开发来看，目前存在 技术创新程度不够高，技术较低，研究和开发的深度及广度也不够等问题。 而且，科技投入不足是影响白泥综合利用技术研究与开发的一个重要问题， 使研究与开发难以深化与提高，更难以在