导　　师： 樊慧明

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 粉煤灰是我国最大的固体废弃物排放源之一,全国每年产量近6亿吨,且目前已有约20亿吨的堆存量。粉煤灰的堆放将会直接或间接引发大气、土壤、河流等一系列环境问题,同时造成极大的资源浪费。多年来,国内外对于粉煤灰的利用多集中在建筑、道路、农业等低附加值领域。由于粉煤灰具有和造纸行业用填料高岭土相似的化学组成和独特的表面孔洞结构,非常适合造纸加填,但是白度低,只能适用于一些低白度要求的纸种。本论文采用鼓泡碳化装置,以粉煤灰、氧化钙和CO2为原料,探索一种利用非均匀成核在粉煤灰表面结晶一层粒径小而均匀的碳酸钙晶体,得到一种改性粉煤灰作为造纸填料。本文通过采用鼓泡碳化装置,以改性粉煤灰白度、加填纸白度和尘埃度为粉煤灰改性效果的衡量指标,分析了粉煤灰粒径、包覆结晶次数、消化温度、搅拌速度、CO2通入速率、终点pH值、氢氧化钙浓度、静置时间等因素的影响,并通过正交实验得到较佳的工艺条件。实验表明当搅拌速度为500rpm/min,二氧化碳通入速率为0.15L/min,终点pH值为7,氢氧化钙浓度为7%,改性后粉煤灰白度为62.27%ISO,改性粉煤灰加填纸白度为72.64%ISO,改性粉煤灰加填纸尘埃度为350个/m2。本文在正交优化工艺的基础上,研究了四种晶型控制剂(分别为六偏磷酸钠、ZnCl2、硼砂、AlCl3)的添加对在粉煤灰表面结晶的碳酸钙晶体形貌的影响,实验表明,六偏磷酸钠、ZnCl2、硼砂、AlCl3在合适用量下能够控制粉煤灰表面分别结晶形成针状、类球状、类片状和类链球状晶体颗粒,而当ZnCl2用量为0.35%时,粉煤灰包覆效果较好,粉煤灰表面被均匀的包覆上了一层类球状形貌的碳酸钙晶体,改性粉煤灰白度达到最大值65.33%ISO,粉煤灰加填纸为白度75.59%ISO,改性粉煤灰加填纸尘埃度降低到200个/m2。本文对最终包覆效果较好的改性

关 键 词： 粉煤灰 碳酸钙 结晶 白度 晶型控制剂

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