RU2504609C1 - Method of producing composite material - Google Patents
Method of producing composite material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2504609C1 RU2504609C1 RU2012125746/05A RU2012125746A RU2504609C1 RU 2504609 C1 RU2504609 C1 RU 2504609C1 RU 2012125746/05 A RU2012125746/05 A RU 2012125746/05A RU 2012125746 A RU2012125746 A RU 2012125746A RU 2504609 C1 RU2504609 C1 RU 2504609C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composite material
- dispersion
- fibers
- fibrillated cellulose
- fibres
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 30
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 4
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 28
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 14
- 241001135902 Peanut clump virus Species 0.000 description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 6
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Natural products O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 3
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 2
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 iron ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 description 1
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Paper (AREA)
Abstract
Description
Способ относится к технологиям получения композитных материалов на основе целлюлозных волокон и химически осажденных минеральных частиц, которые могут быть использованы в производстве бумаги и картона различного назначения в качестве наполнителя.The method relates to technologies for producing composite materials based on cellulose fibers and chemically deposited mineral particles, which can be used in the manufacture of paper and cardboard for various purposes as a filler.
Известен способ получения композитного материала, состоящего из фибриллированных целлюлозных волокон (ФЦВ) и неорганических частиц в виде частиц химически осажденного карбоната кальция, образованных при обработке в водной фазе одного реагента - гидроксида кальция, другим реагентом-осадителем - растворенным в воде диоксидом углерода, включающий две ступени обработки гидроксида кальция в водной среде растворенным в ней диоксидом углерода с получением на каждой из них дисперсий, содержащих гидроксид и карбонат кальция, и третью ступень обработки полученной дисперсии (взвеси) диоксидом углерода в присутствии в ней ФЦВ с образованием композитного материала (КМ), большая часть которого представляет собой механическую смесь частиц карбоната кальция и ФЦВ с иммобилизованными на них частицами СаСО3 (RU, заявка №2005121555, C08J 5/00, опубл. 27.01.2006). ФЦВ имеют толщину от 0,1 до 2,0 мкм и длину от 10 до 400 мкм. Композитный материал предлагают использовать в качестве наполнителя в производстве бумаги и картона.A known method for producing a composite material consisting of fibrillated cellulose fibers (FCV) and inorganic particles in the form of particles of chemically precipitated calcium carbonate formed during processing in the aqueous phase of one reagent - calcium hydroxide, the other reagent-precipitator - carbon dioxide dissolved in water, including two steps for treating calcium hydroxide in an aqueous medium with carbon dioxide dissolved in it to obtain dispersions containing calcium hydroxide and calcium carbonate on each of them, and a third step for processing the resulting dispersion (suspension) with carbon dioxide in the presence of PCV with it to form a composite material (CM), most of which is a mechanical mixture of calcium carbonate particles and PCV with CaCO 3 particles immobilized on them (RU, application No. 2005121555, C08J 5 / 00, published on January 27, 2006). PCVs have a thickness of 0.1 to 2.0 microns and a length of 10 to 400 microns. Composite material is proposed to be used as a filler in the production of paper and cardboard.
Недостатками способа являются его многостадийность и, соответственно, высокая сложность исполнения, а также возможность получения КМ лишь с СаСО3.The disadvantages of the method are its multi-stage and, accordingly, the high complexity of execution, as well as the possibility of obtaining CM only with CaCO 3 .
Новым техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является обеспечение возможности получения КМ с частицами гидроксида железа, окрашенного в различные оттенки коричневого цвета и обладающего бактерицидными и ферромагнитными свойствами.A new technical result from the use of the invention is the ability to obtain CM with particles of iron hydroxide, colored in various shades of brown and having bactericidal and ferromagnetic properties.
Указанный результат достигается тем, что способ получения композитного материала, состоящего из коротких фибриллированных целлюлозных волокон и химически осажденных на них частиц гидроксида железа в количестве 50-600 мас.ч. на 100 мас.ч волокон включает обработку в водной среде раствора хлорида железа гидроксидом натрия в присутствии в среде указанных волокон, содержащих, в мас.%, не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм, с образованием дисперсии продукта обработки в виде композитного материала, при этом фибриллированные целлюлозные волокна присутствуют в водной среде в количестве 100-300 мг/дм3, а дисперсию композитного материала сгущают методом флотации с получением флотошлама.The specified result is achieved by the fact that the method of producing a composite material consisting of short fibrillated cellulose fibers and particles of iron hydroxide chemically deposited on them in an amount of 50-600 wt.h. per 100 parts by weight of fibers includes the treatment in an aqueous medium of a solution of iron chloride with sodium hydroxide in the presence of these fibers in the medium containing, in wt.%, at least 94% of fibers with a length of not more than 1.23 mm and not less than 54% of with a length of not more than 0.63 mm, with the formation of a dispersion of the processed product in the form of a composite material, while fibrillated cellulose fibers are present in the aqueous medium in an amount of 100-300 mg / dm 3 , and the dispersion of the composite material is concentrated by flotation to obtain a slurry.
В качестве соли железа предпочтительно использовать FeCl3.As the iron salt, it is preferable to use FeCl 3 .
ФЦВ с указанными характеристиками и КМ на их основе обладают уникальными свойствами быстро образовывать в водной среде флоккулы и хлопья, хорошо удерживающие пузырьки воздуха и, благодаря этому, легко флотироваться.PCV with the indicated characteristics and CM based on them have unique properties to quickly form floccules and flakes in the aquatic environment that hold air bubbles well and, therefore, are easy to float.
При получении КМ по предлагаемой технологии в жидкой среде при химическом осаждении частиц гидроксида железа образуется NaCl. При необходимости содержание NaCl в дисперсии КМ можно значительно снизить путем сгущения КМ, например, напорной флотацией с получением его в виде флотошлама и отделением флотошлама от жидкой фазы.Upon receipt of CM by the proposed technology in a liquid medium during the chemical deposition of particles of iron hydroxide, NaCl is formed. If necessary, the NaCl content in the CM dispersion can be significantly reduced by thickening the CM, for example, by pressure flotation to obtain it in the form of a sludge and separating the sludge from the liquid phase.
Способ осуществляют следующим образом. Готовят с заданными концентрациями суспензию ФЦВ, растворы FeCl3 и NaOH.The method is as follows. A suspension of FCV, solutions of FeCl 3 and NaOH are prepared at predetermined concentrations.
Для получения КМ использует установку непрерывного действия, включающую смеситель, реактор, сатуратор и флотатор.To obtain CM, it uses a continuous installation, including a mixer, reactor, saturator and flotator.
В смеситель подают в заданных количествах суспензию ФЦВ и раствор FeCl3. Образовавшуюся смесь направляют в реактор, в который подают NaOH в количестве, стехиометрически равном содержанию в суспензии ионов железа. В результате реакции образуются ее продукты в виде дисперсии КМ, состоящего из ФЦВ с иммобилизованными частицами Fe(ОН)3 при их химическом осаждении, с растворенным в жидкой фазе NaCl. Дисперсию направляют в сатуратор, затем во флотатор и получают в виде флотошлама сгущенный КМ, который содержит лишь небольшое количество NaCl и который в техническом плане более удобен для использования, например, в производстве бумаги, предназначенной для реставрации старинных пожелтевших бумажных носителей информации, по сравнению с дисперсией, образовавшейся в реакторе.In the mixer serves in predetermined quantities a suspension of PCV and a solution of FeCl 3 . The resulting mixture is sent to a reactor into which NaOH is supplied in an amount stoichiometrically equal to the content of iron ions in the suspension. As a result of the reaction, its products are formed in the form of a CM dispersion consisting of PCV with immobilized particles of Fe (OH) 3 during their chemical precipitation, with NaCl dissolved in the liquid phase. The dispersion is sent to a saturator, then to a flotator and a condensed CM is obtained in the form of a slurry, which contains only a small amount of NaCl and which is technically more convenient for use, for example, in the production of paper intended for the restoration of old yellowed paper media, compared with dispersion formed in the reactor.
Следующие примеры иллюстрируют возможности предлагаемого способа.The following examples illustrate the possibilities of the proposed method.
Пример 1. В смеситель подают воду, суспензию ФЦВ и раствор FeCl3 с их расходом, в расчете на сухие вещества, 100 мг/дм3 и 928,89 мг/дм3 получаемой дисперсии, соответственно. Дисперсию направляют в реактор, в который подают также 687,19 мг NaOH в расчете на 928,89 мг FeCl3. В результате реакций получают 712 мг КМ в 1 дм3 дисперсии, содержащего 100 мг ФЦВ и сорбированных на них 612 мг частиц Fe(ОН)3, а также 1004 мг NaCl. Дисперсию КМ направляют в сатуратор, затем во флотатор и получают в виде флотошлама сгущенный КМ с концентрацией 1,1% и содержанием NaCl в объеме шлама менее 9 мг.Example 1. In the mixer serves water, a suspension of FCV and a solution of FeCl 3 with their consumption, calculated on the dry matter, 100 mg / DM 3 and 928.89 mg / DM 3 of the resulting dispersion, respectively. The dispersion is sent to the reactor, which also serves 687.19 mg of NaOH calculated on 928.89 mg of FeCl 3 . The reactions give 712 mg of CM in 1 dm 3 of a dispersion containing 100 mg of PCV and 612 mg of Fe (OH) 3 particles sorbed on them, as well as 1004 mg of NaCl. The dispersion of KM is sent to a saturator, then to a flotator and a condensed KM with a concentration of 1.1% and a NaCl content in the volume of sludge of less than 9 mg is obtained in the form of a slurry.
Пример 2. В отличие от примера 1, в смеситель подают воду, суспензию ФЦВ и раствор FeCl3 с их расходом 300 мг/дм3 и 227,67 мг/дм3 получаемой дисперсии, соответственно. Дисперсию направляют в реактор, в который подают также 168,42 мг/дм3 NaOH. В результате реакций получают 450 мг КМ при содержании в нем 50 мас.ч. Fe(ОН)3 в расчете на 100 мас.ч. ФЦВ. В 1 дм3 жидкой фазы содержатся также 246,07 мг NaCl. Содержание NaCl в шламе не превышает 1,5 мг.Example 2. In contrast to example 1, water, a suspension of FCV and a solution of FeCl 3 are fed to the mixer with a flow rate of 300 mg / dm 3 and 227.67 mg / dm 3 of the resulting dispersion, respectively. The dispersion is sent to a reactor, which also serves 168,42 mg / DM 3 NaOH. As a result of the reactions, 450 mg of CM are obtained with a content of 50 parts by weight therein. Fe (OH) 3 based on 100 parts by weight FCV. 1 dm 3 of the liquid phase also contains 246.07 mg of NaCl. The NaCl content in the sludge does not exceed 1.5 mg.
Пример 3. В отличие от примера 1, KM готовят при расходе ФЦВ 150 мг/дм3, FeCl3 227,67 мг/дм3 и NaOH 168,42 мг/дм3. Получают дисперсию, содержащую 300 мг/дм3 KM, в котором на 150 мг ФЦВ приходятся 150 мг Fe(ОН)3. Жидкая фаза содержит в 1дм3 246 мг NaCl. Содержание NaCl в массе флотошлама не превышает 1,5 мг.Example 3. In contrast to example 1, KM is prepared at a flow rate of PCV of 150 mg / dm 3 , FeCl 3 227.67 mg / dm 3 and NaOH 168,42 mg / dm 3 . A dispersion is obtained containing 300 mg / dm 3 KM, in which 150 mg of Fe (OH) 3 are present per 150 mg of PCV. The liquid phase contains 1 dm 3 246 mg of NaCl. The content of NaCl in the mass of sludge does not exceed 1.5 mg.
Пример 4. В отличие от примера 1, KM готовят при расходе ФЦВ 200 мг/дм3, FeCl3 607 мг/дм3 и NaOH 449,12 мг/дм3 суспензии. Получают дисперсию, содержащую 600 мг/дм КМ, в котором на 200 мг ФЦВ приходятся 400 мг Fe(ОН)3. Жидкая фаза в 1дм3 содержит 658 мг NaCl. Содержание NaCl в массе флотошлама не превышает 6 мг.Example 4. In contrast to example 1, KM is prepared at a flow rate of PCV of 200 mg / dm 3 , FeCl 3 607 mg / dm 3 and NaOH 449.12 mg / dm 3 of the suspension. Get a dispersion containing 600 mg / DM KM, in which 200 mg of PCV are 400 mg of Fe (OH) 3 . The liquid phase in 1 dm 3 contains 658 mg of NaCl. The content of NaCl in the mass of sludge does not exceed 6 mg.
Пример 5. В отличие от примера 1, KM готовят при расходе ФЦВ 200 мг/дм3, FeCl3 910,68 мг/дм3 и NaOH 673,68 мг/дм3 суспензии. Получают дисперсию, содержащую 800 мг/дм3 КМ, в котором на 200 мг ФЦВ приходятся 600 мг Fe(ОН)3. Жидкая фаза в 1 дм3 содержит 984,3 мг NaCl. Содержание NaCl в массе флотошлама (800 мг по сухим веществам) не превышает 9 мг.Example 5. In contrast to example 1, KM is prepared at a flow rate of PCV of 200 mg / dm 3 , FeCl 3 910.68 mg / dm 3 and NaOH 673.68 mg / dm 3 of the suspension. A dispersion is obtained containing 800 mg / dm 3 KM, in which 600 mg of PCV accounts for 600 mg of Fe (OH) 3 . The liquid phase in 1 DM 3 contains 984.3 mg of NaCl. The NaCl content in the mass of sludge (800 mg on a dry matter basis) does not exceed 9 mg.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012125746/05A RU2504609C1 (en) | 2012-06-21 | 2012-06-21 | Method of producing composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012125746/05A RU2504609C1 (en) | 2012-06-21 | 2012-06-21 | Method of producing composite material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012125746A RU2012125746A (en) | 2013-12-27 |
| RU2504609C1 true RU2504609C1 (en) | 2014-01-20 |
Family
ID=49785892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012125746/05A RU2504609C1 (en) | 2012-06-21 | 2012-06-21 | Method of producing composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2504609C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994008086A1 (en) * | 1992-10-07 | 1994-04-14 | Board Of Regents Of The University Of Washington | Compositions and methods for filling dried cellulosic fibers with an inorganic filler |
| US5660735A (en) * | 1994-10-31 | 1997-08-26 | Hazen Research, Inc. | Method for removing metals from waste solutions |
| UA27109C2 (en) * | 1991-03-06 | 2000-02-28 | Міністр Сільського Господарства | Method to filling cellulose fiber with calcium carbonate, filled paper and method to make it |
| RU2005121555A (en) * | 2002-12-09 | 2006-01-27 | Спешиалти Минералз (Мичиган) Инк. (Us) | COMPOSITION OF FILLER AND FIBER |
| CN101058963A (en) * | 2007-05-17 | 2007-10-24 | 山东轻工业学院 | Amphoteric calcium carbonate filling and preparation method thereof |
| RU2393285C2 (en) * | 2005-06-23 | 2010-06-27 | М-реал ОИЙ | Technique of fibrous fabric production |
-
2012
- 2012-06-21 RU RU2012125746/05A patent/RU2504609C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA27109C2 (en) * | 1991-03-06 | 2000-02-28 | Міністр Сільського Господарства | Method to filling cellulose fiber with calcium carbonate, filled paper and method to make it |
| WO1994008086A1 (en) * | 1992-10-07 | 1994-04-14 | Board Of Regents Of The University Of Washington | Compositions and methods for filling dried cellulosic fibers with an inorganic filler |
| US5660735A (en) * | 1994-10-31 | 1997-08-26 | Hazen Research, Inc. | Method for removing metals from waste solutions |
| RU2005121555A (en) * | 2002-12-09 | 2006-01-27 | Спешиалти Минералз (Мичиган) Инк. (Us) | COMPOSITION OF FILLER AND FIBER |
| RU2393285C2 (en) * | 2005-06-23 | 2010-06-27 | М-реал ОИЙ | Technique of fibrous fabric production |
| CN101058963A (en) * | 2007-05-17 | 2007-10-24 | 山东轻工业学院 | Amphoteric calcium carbonate filling and preparation method thereof |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ФРОГ Б.Н., ЛЕВЧЕНКО А.П. Водоподготовка. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007, с.207, 217. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012125746A (en) | 2013-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10843932B2 (en) | Surface-coated calcium carbonate-containing material and process for the purification of water | |
| TWI406814B (en) | Process for preparing surface-reacted calcium carbonate and its use | |
| RU2014151011A (en) | PRODUCTION AND APPLICATION OF A COMPOSITE STRUCTURE CONTAINING DEPOSITED CARBONATE | |
| EP2751036A1 (en) | Remineralization of desalinated and of fresh water by dosing of a calcium carbonate solution in soft water | |
| RU2534238C2 (en) | Acidic aqueous composition and applying thereof for drainage or separation of solid substances | |
| CN102320641A (en) | Resource utilization method for saponification waste water producing epoxypropane by chlorohydrination process | |
| KR20170108144A (en) | Method for producing alkaline earth metal bicarbonate solution | |
| CN103740139A (en) | Composite titanium dioxide and preparation method thereof | |
| US3034913A (en) | Process for the preparation of siliceous pigment | |
| CN104030319A (en) | Brine desulphurization system and method | |
| CN109133459A (en) | A kind of desulfurization wastewater recycling processing method | |
| CN115058923B (en) | Base paper for firework tube and manufacturing method | |
| Jung et al. | Effect of monovalent salts on morphology of calcium carbonate crystallized in Couette‐Taylor reactor | |
| RU2504609C1 (en) | Method of producing composite material | |
| CN101209569A (en) | Composite calcium carbonate and preparation thereof | |
| RU2471556C1 (en) | Method of treatment of used regenerants of sodium cation-exchange filter salts | |
| CN105585041B (en) | A kind of preparation method of sliced orange calcium carbonate particles | |
| RU2523465C1 (en) | Method of obtaining calcium sulphate-based sorbent on carrier from cellulose fibres | |
| RU2541017C1 (en) | Method of water softening and deironing | |
| CN101575113B (en) | Mixed calcium carbonate, preparation method and application thereof | |
| RU2498850C1 (en) | Method of producing composite sorbent based on magnesium carbonate and magnesium hydroxide | |
| RU2480419C1 (en) | Method of purifying acidic waste water from heavy metal ions | |
| RU2501743C1 (en) | Method of sewage purification from cyanide-ions | |
| RU2488561C2 (en) | Method of purifying waste water from heavy metal ions | |
| CN104432470A (en) | Preparation method of regenerated tobacco filler with paper-making process and application of regenerated tobacco filler |