| 黎昕,兰金鑫,蔡园园,马晓娟,曹石林.碳铝酸钙的合成及其高温绿液除硅机理研究[J].中国造纸学报,2026,41(2):146-155 |
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| 碳铝酸钙的合成及其高温绿液除硅机理研究 |
| Synthesis of Calcium Carboaluminate and Its Mechanism of Silicon Removal from Green Liquor at High Temperature |
| 投稿时间：2025-12-24 修订日期：2026-01-20 |
| DOI：10.11981/j.issn.1000-6842.2026.02.146 |
| 中文关键词: 绿液 硅干扰 碳铝酸钙 高温除硅 除硅机理 |
| Key Words:green liquid silicon interference calcium carboaluminate high-temperature silicon removal silicon removal mechanism |
| 基金项目:宜宾市竹产业重大攻关项目（YBZD202401）；2025年福建省林业科技项目（2025FKJ39）。 |
| 作者 | 单位 | 邮编 | | 黎昕* | 福建农林大学材料工程学院,福建福州,350002 | 350002 | | 兰金鑫 | 福建农林大学材料工程学院,福建福州,350002 | 350002 | | 蔡园园 | 福建农林大学材料工程学院,福建福州,350002 | 350002 | | 马晓娟 | 福建农林大学材料工程学院,福建福州,350002 | 350002 | | 曹石林* | 福建农林大学材料工程学院,福建福州,350002 | 350002 |
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| 中文摘要: |
| 本研究制备了一种适用于高温绿液体系的高效除硅剂碳铝酸钙（CHAC），并对其合成工艺及除硅条件进行了系统优化。结果表明，在合成时间75 min、反应温度45 ℃，CaO、NaAlO₂与Na₂CO₃物质的量比为2∶1∶1的条件下，制得CHAC具有丰富的层状结构、较高的结晶水含量（14.1%）与较大的比表面积（8.21 m²/g），除硅性能显著优于其他除硅剂。当CHAC与硅物质的量比为1∶0.8、除硅时间60 min时，除硅率可达80.1%，沉降时间可控制在10 min以内。CHAC中的Ca²⁺与Al³⁺通过形成Ca—O—Al，可与绿液中的SiO₃²⁻发生反应，生成难溶性硅铝酸钙类沉淀（主要组成为2CaO·Al₂O₃·2SiO₂），从而实现对硅的高效脱除。 |
| Abstract: |
| In this study， calcium aluminate carbonate （CHAC）， a highly efficient desilication agent was synthesized， which was suitable for high-temperature green liquor systems. Its synthesis process and desiliconization conditions were systematically optimized. The results showed that under conditions of a synthesis time of 75 min， a synthesis temperature of 45 °C， and a molar ratio of CaO， NaAlO₂， and Na₂CO₃ of 2∶1∶1， the prepared CHAC exhibited a rich layered structure， high crystalline water content （14.1%）， and a large specific surface area （8.21 m2/g）， with silicon removal performance significantly superior to that of other desilication agents. When the molar ratio of CHAC to silicon was 1∶0.8 and the silicon removal time was 1 h， the silicon removal rate could reach 80.1%， and the settling time could be controlled within 10 min. The Ca²⁺ and Al³⁺ in CHAC form Ca—O—Al complexes that reacted with SiO₃²⁻ in the green liquor to generate insoluble calcium silicoaluminate precipitates （primarily composed of 2CaO·Al₂O₃·2SiO₂）， thereby achieving efficient silicon removal. |
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