[发明专利]碳酸钙的制造方法

说明书

                      技术领域

本发明涉及一种霰石型结晶碳酸钙的制造方法，该霰石型碳酸钙在硫酸盐法或苏打法制造纸浆的苛性化操作中能够提供作为造纸填料及造纸用涂布颜料的有用性能，更具体而言，本发明涉及一种利用生石灰和/或消石灰搅拌时的碱性水溶液提供作为造纸填料的有用性能的霰石型结晶碳酸钙的制造方法。

                     背景技术

通常在印刷用纸或书写用纸中添加填料，目的在于改善制品纸的白度、不透明度、平滑性，书写性、手感、可印刷性等。作为此种造纸方法，使用滑石、白土、氧化钛等填料，有在pH4.5附近造纸的所谓酸性造纸和在pH7.0-8.5的中性—弱碱性区造纸的所谓中性造纸。关于中性造纸，进口高价滑石、白土已被国产碳酸钙取代用作填料。近年来由于保存性问题，出自中性造纸的中性纸引人注目，加上纸质、成本、环境策略等方面也有优势，中性造纸今后的普及无疑有扩大的趋势。

从最近对制品纸的需求看，商业印刷的广告单、商品目录、小册子、直接邮寄等领域，另外，出版印刷中随着信息技术的发展，计算机、多媒体、系列计算机相关书籍、杂志和连环画用纸等领域的成长很快，因此，制品纸用户的降低成本的呼声进一步增强，就使用的制品纸而言，要求低品位化和轻质化。

在对上述廉价、轻质中性纸的要求持续提高的状态下，填料碳酸钙所处的地位非常重要。在此种用作中性造纸填料的碳酸钙中，有重质碳酸钙和沉淀碳酸钙(合成碳酸钙)，前者来自天然石灰石的干、湿式机械粉碎，后者来自化学反应。

可是，在天然石灰石球磨制得的重质碳酸钙用作添加填料的场合，造纸之际塑料网受到严重磨蚀。而且用这种填料造一般的优质纸、涂布纸的场合，制品纸的松厚度、不透明度、平滑性、书写性、手感、可印刷性等不能令人满意。

轻质化的最近进展，使上述问题更突出。迄今，作为提高轻质印刷用纸不透明度的一般手段是使用比表面积大的填料(如细碎的氧化硅、白炭黑等)或折射率高的填料(如二氧化钛)。但是，使用这些填料只提高了不透明度而不能提高松厚度(低密度化)，因而不显示挺度。提高松厚度的手段之一可以举出提高所用纸浆的打浆度，而在此场合，因蓬松而达到低密度的同时，纸层结构变疏松，透气度、平滑度下降。在这种疏松、透气性差的未加工纸上涂布颜料涂布液时，因涂布液过多进入纸中，产生下列问题：纸的涂布性降低，干燥后的表面平滑性、白纸光泽度降低，光泽不匀、表面形态低劣、各种可印刷性降低等。

可用沉淀碳酸钙来解决上述问题。已知沉淀碳酸钙的制造方法有：(1)来自石灰石煅烧装置的二氧化碳与石灰乳反应的二氧化碳法，(2)由碳酸钠与氯化钙反应的氯化钙苏打法，(3)由碳酸钠与石灰乳反应的石灰苏打法等。此等方法中，(2)、(3)中的碳酸钙都是副产物，生产因转向生产主产物的新方法而中止。而且就所得碳酸钙对纸可应用性的探讨还很少进行。另一方面，(1)中就各种形状碳酸钙的制法等做了广泛研究，也看到造纸厂现场实际制造的几个例子。特别是针状、柱状、芒刺状碳酸钙的霰石型晶体在纸中使用的场合，大大改善了不透明性、松厚度，这是已知事实。

但是此法的碳酸钙是唯一产物，因而制造成本极高，违背了用户殷切希望的低成本化，不能用在廉价制品纸上，或它的使用量大大受到限制。

那么可以考虑的是，把硫酸盐浆制造操作中回收、再生蒸煮药品的苛性化操作副生的碳酸钙用作造纸原料的方法。

硫酸盐法或苏打法制造纸浆操作中，要用氢氧化钠和硫化钠混合液在高温、高压下蒸煮木材以析出其中的纤维素。然后纤维素以固相分离精制成纸浆，化学溶液(包含木材中溶出的除纤维素以外的成分)作为纸浆废液(黑液)回收、浓缩、燃烧。此时来自木材的溶出成分作为热源回收，反应液中的无机物以碳酸钠及硫化钠作为主成分回收，水或叫做稀液的由下述反应形成的碳酸钙淤渣洗净之际生成的白液成分由部分溶解的稀反应液溶解生成绿液。

把生石灰混入绿液，按照[1]、[2]式反应生成碳酸钙以供使用。

                      [1]

           [2]