[发明专利]低白度钙基膨润土的中性钠化和脱色漂白联合加工工艺及应用

说明书

本发明提供一种含Fe₂O₃低白度钙基膨润土的中性钠化和脱色漂白的联合加工工艺及应用，包括如下步骤：在干基钙基膨润土原料进入第一台钠化机的同时连续喷入40～70℃的中性钠化剂兼脱色漂白剂水溶液，对经多台钠化机挤压剥离钠化及漂白脱色的物料进行干燥；中性钠化剂兼脱色漂白剂是分子中含有至少一个胺烃基膦酸钠盐络合基团的化学品。经过漂白脱色改性，膨润土的白度得到提高，可用于造纸填料；经过中性钠化改性，钙基膨润土转变成中性钠基膨润土；同时改性后的膨润土分散性、膨润性和吸附能力得到提高，对纸浆的助留助滤、与纸纤维结合力和本身驻留能力得到增强。因此，既是造纸的优良的填料又是优良的助留助滤剂。

技术领域

本发明属于无机非金属材料生产加工领域，具体涉及含Fe₂O₃低白度钙基膨润土的中性钠化和脱色漂白的联合加工工艺及应用。

背景技术

由于钙基膨润土自身的性能缺陷，未经改性的钙基膨润土不适合作造纸微粒助留助滤剂，需对钙基膨润土钠化改性使之转换成钠基膨润土，因为钠离子比钙离子有更强的水合作用，同时钠离子作为一价阳离子使钠基膨润土比相应的钙基膨润土具有更高的zeta电位，对膨润土片层的结合力也小于二价的钙离子，膨润土分散于水中时，层间更容易剥离，具有更好的胶体稳定性。故钠基膨润土比钙基膨润土具有更优越的物化性能，如更好的分散性、更高的膨胀倍数和较强的吸附性能等。这些性能在造纸作业中的助留、助滤以及作为造纸填料本身的驻留性能都要明显优于钙基膨润土。

钠基膨润土可由钙基膨润土钠化改性获得，即利用Na⁺将钙基膨润土的可交换离子Ca²⁺、Mg²⁺置换出来，形成层间阳离子为Na⁺的蒙脱石。通常采用的改性剂有碳酸钠、氯化钠、柠檬酸钠、氟化钠、氢氧化钠等。其置换反应如下：

[bentonite]-Ca²⁺+2Na⁺＝[bentoni]-2Na⁺+Ca²⁺

[bentonite]-为带负电的蒙脱石晶体基体，Ca²⁺为层间可交换钙离子，Na⁺为用于交换的阳离子。

市场上商品钠化膨润土大部分是碳酸钠改性制得的钠基膨润土，呈碱性，加入造纸纸料中会改变体系的pH值，在要求低pH值造纸条件下的助留助滤效果会显著降低，这对碳酸钙粉填料和松香胶施胶的纸张尤为不利，它不是完美的造纸微粒助留剂，市场需要中性钠基膨润土代替碳酸钠改性的碱性钠基膨润土作为造纸助留助滤剂。