專利名稱：一種草漿漂白工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及及一種從草槳中除去木素的漂白工藝，特別涉及一種 采用無元素氯漂劑的草漿漂白工藝。
背景技術(shù)：
我國是草漿生產(chǎn)大國，草漿產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的一半以上。在我國， 草漿的漂白一直都是采用次氯酸鹽(H)單段漂或次氯酸鹽(HH)兩 段漂或氯化-堿處理-次氯酸鹽(CEH)等含氯漂白工藝。采用該工藝 漂白時，漿料漂損大，白度穩(wěn)定性差，易返黃，特別是在漂白過程的 反應(yīng)以取代反應(yīng)為主，產(chǎn)生大量的有機氯代物(AOX)，其主要成份為 氯代酚類，有的毒性極大，其中甚至還含有毒性非常強的二惡英，這 些有毒物對人類及生態(tài)環(huán)境危害極大，因此很多國家已經(jīng)對漂白廢水 中的含量進行了嚴(yán)格的限制，我國于2008年頒布的《造紙工業(yè)水污 染放標(biāo)準(zhǔn)》中也將AOX產(chǎn)生量作為控制指標(biāo)之一。為了減輕草槳漂白 廢水對環(huán)境的危害，就必須減少在草漿漂白過程中AOX的生成量?，F(xiàn) 在已經(jīng)知道，漂白過程中的AOX生成量與漂白過程中的元素氯用量有 關(guān)，因此在漂白草漿過程中，少用乃至不用含元素氯的漂劑才是解決 問題的有效途徑?；谶@樣的認(rèn)識，我國造紙工作者對傳'統(tǒng)漂白做了 一些改良。如專利號為ZL 02135330. 1,授權(quán)公告號為CN 1176269C, 發(fā)明名稱為紙漿漂白工藝的發(fā)明專利公開了一種由次氯酸鹽預(yù)漂和 二氧化氯補充漂白組成的HD兩段草漿漂白工藝；另一專利號為ZL200510135862.6，授權(quán)公告號為CN 100372996C,發(fā)明名稱為改進的 紙漿漂白工藝的發(fā)明專利公開了一種由氧脫木素、生物酶漂白和次氯 酸鹽漂白組成的OXH三段戸葦漿漂白工藝。這兩種漂白工藝由于取消 了氯化段，相比傳統(tǒng)多段漂白工藝而言，減少了漂白過程中AOX的生 成量，但是由于都保留了次氯酸鹽漂白段，因而在漂白過程中仍有相 當(dāng)量的元素氯參與了漂白反應(yīng)，而且也會產(chǎn)生具有致癌作用的三氯甲 垸，所有這兩種漂白工藝所排放廢水中仍含有一定毒性物質(zhì)，對生態(tài) 環(huán)境仍有較大的危害。

發(fā)明內(nèi)容
C102是一種優(yōu)良的漂白劑，具有良好的脫木素選擇性和良好的環(huán) 境效應(yīng)，據(jù)資料報道(景華紙業(yè)資訊c叩即erinfo.com二氧化氯在 造紙工業(yè)的應(yīng)用前景)，在相同有效氯用量下，二氧化氯漂白的AOX 生成量僅是元素氯漂白的1/5，是次氯酸鹽漂白的2/5，而且雖然在 二氧化氯漂白過程中仍有AOX產(chǎn)生，但至今尚未發(fā)現(xiàn)其中有毒性物質(zhì) 存在。
本發(fā)明的目的是提供一種借助于氧、二氧化氯、過氧化氫等無元 素氯漂劑適用于草漿的低污染漂白工藝，該工藝與傳統(tǒng)漂白工藝、改 良后的HD及OXH漂白工藝相比，漂白廢水對環(huán)境污染更小，最終產(chǎn) 品更優(yōu)。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)其發(fā)明目的的， 一種草漿漂白工 藝，它包括以下步驟
(l)氧脫木素處理段，封閉篩選、洗滌；(2)二氧化氯脫木素段，洗 滌；(3)堿抽提處理段，洗滌；(4)二氧化氯增白段，洗滌，送抄紙。本發(fā)明在對經(jīng)過洗滌以后的草漿進行氧脫木素處理時，為了保證 漿料的硬度高錳酸鉀值從10-12降低至6-8，以最大程度的減少漿料 中殘余木素的含量，而不明顯損害纖維的強度。需要在漿料中加入足 夠的氧氣、堿，且提供合適的工藝條件。在步驟U)中，氧脫木素處理
(0)段的漿料反應(yīng)濃度為8%-16%，反應(yīng)溫度為85。C-120°C，因為來 漿的洗凈度對氧脫木素效果有重大的影響，因此氫氧化鈉用量為 10kg/t-25kg/t漿；氧氣用量為15kg /t-40kg/t漿i間，根據(jù)來漿 干凈程度調(diào)整；反應(yīng)塔頂部壓力為200Kpa-500Kpa，反應(yīng)時間為 40min-60min。由于氧脫木素處理段是在壓力條件進行，為了保證氧 氣能加進漿料中，需要保證氧氣壓力達到0. 85MPa-l. 5MPa。
本發(fā)明為盡可能的除去漿料中的殘余木素，并提高漿料的白度， 用二氧化氯對氧脫木素后的漿料進行漂白處理，在步驟(2)中，二氧化 氯脫木素(D。)段的漿料反應(yīng)濃度為8%-16%，因為在較高的PH值下， 二氧化氯會水解為氯酸鹽和亞氯酸鹽，導(dǎo)致二氧化氯漂白潛力的損 失，而在低PH值下，二氧化氯的五個氧化當(dāng)量都可以參與漂白，因 此在本段通過添加無機酸調(diào)整終點ra值為2. 5-4. 5，反應(yīng)溫度為30 。C-75。C，反應(yīng)時間為40min-70min， 二氧化氯用量取決于漿料的高 錳酸鉀值，D。段的二氧化氯用量一般為8kg/t-20kg/t漿，這樣可以 在D。段盡可能的除去漿料中的殘余木素。經(jīng)過D。段處理后的漿料在 洗漆后進入下一段處理，經(jīng)洗滌后荻葦漿料的白度(ISO)可以達到 55%-65%。
本發(fā)明為中和仍殘留在漿料中的酸性木素降低產(chǎn)物，增加酸性物 質(zhì)的溶解度，以便在漿料洗滌過程中更好地將其洗滌出來，對經(jīng)過D。段處理并洗滌后的漿料進行堿抽提。在步驟(3)中，堿抽提處理(E) 段的漿料反應(yīng)濃度為8%-16%，為取得較好的抽提效果，氫氧化鈉加 入量為10 kg/t -15kg/t，終點PH為10.5-12.5，反應(yīng)時間為 80min-150min，反應(yīng)溫度為50°C-80°C 。
本發(fā)明在堿抽提處理段過程中，可以加入少量的氧氣，構(gòu)成氧氣 強化堿抽提，即E。段，用氧量為5kg/t-10kg/t漿，反應(yīng)壓力為 150KPa-300KPa。
本發(fā)明也可以加入過氧化氫構(gòu)成過氧化氫強化堿抽提，即Ep段， 過氧化氫用為3kg/t-6kg/t漿。
本發(fā)明還可以同時加入氧氣和過氧化氫構(gòu)成E。p段。用氧量為 5kg/t-10kg/t漿，反應(yīng)壓力為150KPa-300KPa，過氧化氫用量為 3kg/t-6kg/t漿。
在堿抽提處理段中，這些氧化劑的加入相當(dāng)于在堿抽提處理段附 加一個氧化段，可以增加木素的溶出率，從而提高了堿抽提處理的效 果。對堿抽提處理后的漿料進行洗滌，以除去已經(jīng)溶解了木素降解物。
本發(fā)明為增白，用二氧化氯對堿抽提處理后的漿料進行補充漂白 處理。在步驟(4)中，二氧化氯增白(DO段的反應(yīng)濃度為8%-16%, A 段也在酸性條件下進行，與D。段不同，D,段漿料中木素含量更少，而 且處理溫度更高，時間更長，為防止?jié){料得率的過分損失，PH值應(yīng) 比D。段控制更高一些，終點PH值控制在5,0-6.0，由于漿料在D。E 段后的木素含量已經(jīng)很小，因此在D,段除脫除殘余木素之外，更主要 的是二氧化氯與漿中有色物質(zhì)反應(yīng)生成無色物質(zhì)，起到增白紙漿的作 用，這種作用的反應(yīng)速度非常緩慢，為了達到目標(biāo)值，反應(yīng)溫度為40°C-75°C，反應(yīng)時間為120min-180 min，本段的主要作用是增白， 因此過高的二氧化氯用量并不能帶來白度相應(yīng)地提高，因此在D,段二 氧化氯用量為lkg/t-6kg/t漿。經(jīng)過本段處理并洗滌后的漿料白度 (ISO)達到78%-85%。
本發(fā)明在步驟(1)中，氧脫木素處理段的最佳反應(yīng)溫度為95'C-105 °C，氫氧化鈉用量為14kg/t-16kg/t漿，氧氣用量為30kg/t-35kg/t 漿，反應(yīng)塔頂部壓力為350Kpa-400Kpa，反應(yīng)時間為40min-60min。
本發(fā)明在步驟(3)中，堿抽提處理段的氫氧化鈉加入量為10 kg/t -12kg/t，終點PH為11.0-11.5，反應(yīng)溫度為65。C-70。C。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明較好的實現(xiàn)了發(fā)明目的，其工藝 簡單可行，適用于蘆葦漿、荻葦漿及其混合漿，荻葦漿的最終成漿白 度(ISO)達到78%-85%，白度穩(wěn)定性好，強度好，撕裂指數(shù)》 8.0mN，mVg，由于在漂白過程中沒有元素氯參與，使得漂白過程中 的有機氯化物生成量大幅下降，減輕了對生態(tài)環(huán)境的污染，具有顯著 的社會效益和生態(tài)效益。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例l:
一種草漿漂白工藝，它包括以下步驟
(l)氧脫木素處理段，封閉篩選、洗滌；(2)二氧化氯脫木素段，洗 滌；(3)堿抽提處理段，洗滌；(4)二氧化氯增白段，洗滌，送抄紙。
本發(fā)明在對經(jīng)過洗滌以后的草漿(本實施例使用的草漿是采用硫 酸鹽法連續(xù)蒸煮得到的蘆葦槳)進行氧脫木素處理時，為了保證漿料的硬度高錳酸鉀值從10-12 (本實施例為10.5)降低至6-8，以最大 程度的減少漿料中殘余木素的含量，而不明顯的損害纖維的強度。需 要在漿料中加入足夠的氧氣、堿，且提供合適的工藝條件。在步驟a) 中，氧脫木素處理(O)段的漿料反應(yīng)濃度為8%_16%(本實施例為10%)， 反應(yīng)溫度為85°C-12(TC (最佳為95。C-105°C，本實施例為IO(TC)， 因為來漿的洗凈度對氧脫木素效果有重大的影響，因此氫氧化鈉用量 為10kg/t-25kg/t漿(最佳為14kg/t-16kg/t，本實施例為15kg/t， 即加入1. 5%的氫氧化鈉，氫氧化鈉濃度為400g/l)，氧氣用量為15 kg /t-40kg/t漿(最佳為30kg /t-35kg/t，本實施例為30kg/t)，反應(yīng) 壓力為200Kpa-500Kpa(最佳為350Kpa-400Kpa，本實施例為400Kpa)， 反應(yīng)時間為40min-60min(本實施例為60min)。由于氧脫木素處理(O) 段是在壓力條件進行，為了保證氧氣能加進漿料中，需要保證氧氣壓 力達到0. 85MPa-1. 5MPa (本實施例為1. OMPa)。經(jīng)過氧脫木素段后的
漿料先經(jīng)兩臺串聯(lián)的真空洗漿機，然后進入貯漿塔，漿料出r:漿塔后，
再進入一臺真空洗漿機，使?jié){料洗滌干凈，再送往下一段(D。段)處 理。
本發(fā)明為盡可能的除去漿料中的殘余木素，并提高槳料的白度， 用二氧化氯對氧脫木素后的槳料進行漂白處理，在步驟(2)中，二氧化 氯漂白前(D。)段的漿料反應(yīng)濃度為8%-16% (本實施例為加水調(diào)節(jié)漿 料濃度為9%),因為在較高的PH值下，二氧化氯會水解為氯酸鹽和 亞氯酸鹽，導(dǎo)致二氧化氯漂白潛力的損失，而在低PH值下，二氧化 氯的五個氧化當(dāng)量都可以參與漂白，因此在本段通過添加無機酸調(diào)整 終點PH值2. 5-4. 5 (本實施例為加入鹽酸調(diào)節(jié)PH值為3. 0)，反應(yīng)溫度為30°C-75°C (本實施例為50°C)，反應(yīng)時間為40min-70min (本 實施例為60min)， 二氧化氯用量取決于漿料的高錳酸鉀值，D。段一般 為8kg/t-20kg/t漿(本實施例為14kg/t，即加入1. 4%的二氧化氯， 二氧化氯濃度為10g/l)，這樣可以在D。段盡可能的除去漿料中的殘 余木素。經(jīng)過D。段處理后的漿料經(jīng)過一臺真空洗漿機洗滌干凈，然后 送往下一段(E段)處理，經(jīng)洗滌后蘆葦漿料的白度(ISO)可以達到 55%-65% (本實施例為60%)。
本發(fā)明為中和仍殘留在漿料中的酸性木素降低產(chǎn)物，增加酸性物 質(zhì)的溶解度，以便在漿料洗滌過程中更好地將其洗滌出來，對經(jīng)過 D。段處理并洗滌后的漿料進行堿抽提。在步驟(3)中，堿抽提處理(E) 段的漿料反應(yīng)濃度為8%-16%(本實施例為加水調(diào)節(jié)漿料濃度為11%), 為取得較好的抽提效果，添加氫氧化鈉10 kg/t -15kg/t (最佳為10 kg/t -12kg/t，本實施例為11 kg/t)，調(diào)整終點PH為10. 5-12. 5 (最 佳為11. 0-11.5，本實施例為ll.O)，反應(yīng)時間為80min-150min (本 實施例為90min)，反應(yīng)溫度為50°C-80。C (最佳為65°C_70°C，本實 施例為65。C)。
本發(fā)明在堿抽提處理段過程中，可以加入少量的氧氣，構(gòu)成氧氣 強化堿抽提，即E。段，用氧量為5kg/t-10kg/t漿，反應(yīng)壓力為 150KPa-300KPa。
本發(fā)明也可以加入過氧化氫構(gòu)成過氧化氫強化堿抽提，即Ep段， 過氧化氫用為3kg/t-6kg/t漿。
本發(fā)明還可以同時加入氧氣和過氧化氫構(gòu)成E。p段。用氧量為 5kg/t-10kg/t漿，反應(yīng)壓力為150KPa-300KPa，過氧化氫用量為3kg/t-6kg/t漿。
本實施例選擇加入過氧化氫構(gòu)成過氧化氫強化堿抽提，即Ep段，過氧化氫用量為5kg/t漿。
在堿抽提處理段中，這些氧化劑的加入相當(dāng)于在堿抽提處理段附加一個氧化段，可以增加木素的溶出率，從而提高了堿抽提處理的效果。對堿抽提處理后的漿料經(jīng)過一臺真空洗漿機洗滌干凈，以除去已
經(jīng)溶解了木素降解物，然后送往下一段(D,段)進行處理。
本發(fā)明為增白，用二氧化氯對堿抽提處理后的漿料進行補充漂白處理。在步驟(4)中，二氧化氯增白(Dt)段的反應(yīng)濃度為8%-16% (本實施例為加水調(diào)節(jié)漿料濃度為10%)， D,段也在酸性條件下進行，與D。段不同，Di段槳料中木素含量更少，而且處理溫度更高，時間更長，
為防止?jié){料得率的過分損失，ra值應(yīng)比D。段控制更高一些，終點PH
值控制在5. 0-6. 0 (本實施例為加入鹽酸調(diào)節(jié)PH值為5. 5)，由于漿料在D。E段后的木素含量己經(jīng)很小，因此在D,段除脫除殘余木素之外，更主要的是二氧化氯與漿中有色物質(zhì)反應(yīng)生成無色物質(zhì)，起到增白紙漿的作用，這種作用的反應(yīng)速度非常緩慢，為了達到目標(biāo)值，反應(yīng)溫度為40°C_75°C (本實施例為70°C )，反應(yīng)時間為120min-180 min (本實施例為160 min)，本段的主要作用是增白，因此過高的二氧化氯用量并不能帶來白度相應(yīng)地提高，因此在"段二氧化氯用量控制為lkg/t-6kg/t漿(本實施例為2kg/t，即加入0.2%的二氧化氯，二氧化氯濃度為10g/l)。槳料經(jīng)過一臺真空洗漿機洗滌干凈，此干凈漿料送往抄紙車間。經(jīng)過本段處理并洗滌后的漿料白度(ISO)可達到78%-85% (本實施例為81.2%)。本實施例所得成品漿的白度為81.2%，濕重為3.3g，打漿度為27。SR，抗張強度為2. OkN/m，撕裂指數(shù)9. 5mN m7g。
本實施例使用的漿料是采用硫酸鹽法連續(xù)蒸煮得到的蘆葦漿，高錳酸鉀值為9.5。
在氧脫木素段漿料的反應(yīng)濃度為9. 5%，反應(yīng)溫度為95。C，氫氧化鈉的加入量為12kg/t，氧氣用量為25kg/t，反應(yīng)壓力350Kpa的條件下處理55min。
在二氧化氯脫木素段二氧化氯加入量為12kg/t，反應(yīng)濃度為9.5%，終點PH值3.0，反應(yīng)溫度為52。C，反應(yīng)時間65min。
在堿抽提段漿料反應(yīng)濃度為10%，反應(yīng)溫度為7(TC，過氧化氫加入量為4.0kg/t，反應(yīng)時間100min，加氫氧化鈉使反應(yīng)終點PH為10.5，漿料經(jīng)洗滌后，進入一下漂白段。
在二氧化氯增白段二氧化氯用量為1. 5kg/t，反應(yīng)濃度為9. 5%，終點PH值5.0，反應(yīng)溫度為70'C，反應(yīng)時間150min，反應(yīng)結(jié)束后，洗滌漿料。
余同實施例1。
經(jīng)檢測，本實施例所得成品漿的白度為82. 1%，濕重為2.9g，打漿度為29°SR，抗張強度為1. 9 kN/m，撕裂指數(shù)為10. 2mN mVg。漿料粘度為1119，漂白用水量25mV噸漿，COD生成量為32kg/噸漿，AOX生成量為O. 6kg/噸漿。
本發(fā)明的漂白工藝具有以下特點
1、在保證槳料強度的情況下，進行氧脫木素處理，脫木素率可達30%以上，從而降低后續(xù)漂白的負(fù)荷，減少后續(xù)漂白化學(xué)藥品的用量。
2、 氧脫木素段的廢水可以全部送到黑漿洗篩工段，最后送堿回收車間處理，大大降低廢水排放的污染負(fù)荷，節(jié)水50%-70%。
3、 完全取消了氯化段及次氯酸鹽漂白段，因而漂白過程中的AOX生成量顯著下降，廢水毒性明顯降低，漂白廢水中的有機氯代物的量可以降低60%以上，對環(huán)境的污染更小。
4、 二氧化氯漂白能夠選擇性地氧化木素和色素，對碳水化合物的降解小，因而所得漿料強度好，白度高，穩(wěn)定性好，白度提高3。/。IS0-4%IS0，撕裂指數(shù)提高60%以上。
與HD漂白工藝相比，白度提高7%以上，撕裂指數(shù)提高1倍以上，粘度提高24%以上，節(jié)水50%以上，C0D生成量降低40X以上，AOX生成量降低70%以上。
與OXH漂白工藝相比，撕裂指數(shù)提高90%以上，粘度提高20%以上，A0X生成量降低20X以上。
權(quán)利要求
1、一種草漿漂白工藝，其特征是它包括以下步驟(1)氧脫木素處理段，封閉篩選、洗滌；(2)二氧化氯脫木素段，洗滌；(3)堿抽提處理段，洗滌；(4)二氧化氯增白段，洗滌，送抄紙。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種草漿漂白工藝，其特征是在步驟(1) 中，氧脫木素處理段的漿料反應(yīng)濃度為8%-16%，反應(yīng)溫度為85°C -120°C，氫氧化鈉用量為10kg/t-25kg/t漿，氧氣用量為15kg /t-40kg/t漿，反應(yīng)塔頂部壓力為200Kpa-500Kpa，反應(yīng)時間為 40min-60niin。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種草漿漂白工藝，其特征是在步驟(2) 中，二氧化氯脫木素段的漿料反應(yīng)濃度為8%-16%， 二氧化氯用量 為8kg/t-20kg/t漿，反應(yīng)溫度為30°C-75°C，反應(yīng)時間為 40min-70min，終點PH值2. 5-4. 5。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種草漿漂白工藝，其特征是在步驟(3) 中，堿抽提處理段的漿料反應(yīng)濃度為8%-16%，氫氧化鈉加入量為 10 kg/t -15kg/t，終點PH為10. 5-12. 5，反應(yīng)時間為80min-150min， 反應(yīng)溫度為50°C-80°C。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種草漿漂白工藝，其特征是在步驟 (3)中，堿抽提處理段可采取強化手段，采用氧氣強化時用氧量為 5kg/t-10kg/t漿，反應(yīng)壓力為150KPa-300KPa。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種草漿漂白工藝，其特征是在步驟 (3)中，堿抽提處理段可采取強化手段，采用過氧化氫強化時，過氧化氫用量為3kg/t-6kg/t漿。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種草漿漂白工藝，其特征是在步驟(3) 中，堿抽提處理段可采取強化手段，同時采用氧氣和過氧化氫強化 時，用氧量為5kg/t-10kg/t漿，反應(yīng)壓力為150KPa-300KPa，過氧 化氫用量為3kg/t-6kg/t漿。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種草漿漂白工藝，其特征是在步驟(4) 中，二氧化氯增白段的反應(yīng)濃度為8%-16%，反應(yīng)溫度為4(TC-75 。C，反應(yīng)時間為120min-180 min， 二氧化氯用量為lkg/t-6kg/t漿， 終點PH值5.0-6.0。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種草漿漂白工藝，其特征是在步驟 (l)中，氧脫木素處理段的最佳反應(yīng)溫度為95°C-105°C，氫氧化鈉用 量為14kg/t-16kg/t漿，氧氣用量為30kg /t-35kg/t漿，反應(yīng)塔頂 部壓力為350Kpa-400Kpa，反應(yīng)時間為40min-60min。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種草漿漂白工藝，其特征是在步 驟(3)中，堿抽提處理段的氫氧化鈉加入量為10 kg/t -12kg/t，終點 PH為11.0-11.5，反應(yīng)溫度為65。C-70°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種借助于氧、二氧化氯、過氧化氫等無元素氯漂劑適用于草漿的低污染漂白工藝，其特征是它包括以下步驟(1)氧脫木素處理段，封閉篩選、洗滌；(2)二氧化氯脫木素段，洗滌；(3)堿抽提處理段，洗滌；(4)二氧化氯增白段，洗滌，送抄紙，本發(fā)明工藝簡單可行，適用于蘆葦漿、荻葦漿及其混合漿，荻葦漿的最終成漿白度(ISO)達到78％-85％，白度穩(wěn)定性好，強度好，撕裂指數(shù)≥8.0mN·m²/g，由于在漂白過程中沒有元素氯參與，使得漂白過程中的有機氯化物生成量大幅下降，減輕了對生態(tài)環(huán)境的污染，具有顯著的社會效益和生態(tài)效益。
文檔編號D21C9/14GK101463573SQ20081014389
公開日2009年6月24日 申請日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者楊一平, 石進波, 胡彩維, 陳敬新, 陳立常 申請人:沅江紙業(yè)有限責(zé)任公司