專利名稱：一種提高紙漿過氧化氫漂白效率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紙漿漂白技術(shù)，具體是一種提高化學(xué)機械漿和廢紙脫墨漿過氧化氫漂白效率的方法，屬于制漿造紙技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
化學(xué)機械漿等高得率漿由于得率高、生產(chǎn)成本低，并且具有高的不透明度、松厚度和挺度等優(yōu)點，在紙張生產(chǎn)中使用越來越多。另外，為了節(jié)約原料，廢紙脫墨漿的使用也越來越多。目前化學(xué)機械漿等高得率漿和脫墨漿漂白過程主要采用過氧化氫漂白，過氧化氫漂白過程中同時要加入氫氧化鈉、硅酸鈉等，使漂白在堿性條件下進行。在紙漿過氧化氫漂白過程中，要使紙漿達到較高的白度，則需要較高的過氧化氫用量，而且當(dāng)紙漿的白度達到一定程度時，繼續(xù)增加過氧化氫的用量對紙漿的白度的提高并不明顯，導(dǎo)致過氧化氫的漂白效率低。在紙漿過氧化氫漂白過程中，許多研究者研究在漂白過程中加入化學(xué)助劑以提高過氧化氫的漂白效率。最早就是在過氧化氫漂白中加入乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)或三聚磷酸鈉等螯合劑以減少重金屬離子催化的過氧化氫的無效分解， 提高過氧化氫的漂白效率。另外，其他許多化學(xué)助劑作為過氧化氫漂白的活化劑也被用于改善過氧化氫的漂白效率。鄧宇和馮建敏等將四乙酰乙二胺(TAED)用于麥草化學(xué)漿過氧化氫漂白過程中，結(jié)果表明，TAED能夠活化過氧化氫，改善過氧化氫的漂白效果(參見鄧宇、馮建敏，四乙酰乙二胺(TAED)對紙漿雙氧水漂白的活化作用，西南造紙，34(1) 33 (2005))。崔宇等人將一種雙核錳配合物用于化學(xué)漿的過氧化氫漂白中，發(fā)現(xiàn)雙核錳配合物能夠活化過氧化氫，改善過氧化氫的漂白效果(參見崔宇等人，Mn(IV)-Me4DTNE催化的硫酸鹽-葸醌松木漿過氧化氫漂白動力學(xué)研究，木材研究，54 (4) 413, 2000 (Yu Cui, Pratuang Puthson, Chen-Loung Chen et al. , Kinetic Study on Delignification of Kraft-AQ Pine Pulp with Hydrogen Peroxide Catalyzed by Mn (IV)-Me4DTNE, Holzforschung,54(4) :413,2000))。趙建等人的研究表明，鉬酸鹽能夠有效地提高桉木氧漂硫酸鹽漿的酸性過氧化氫漂白效果，但是漂白后紙漿的粘度有所降低(參見趙建，石淑蘭和胡惠仁等，鉬酸鹽對桉木KP漿H2O2漂白的改善效果，中國造紙，20(1) :18，2001)。梁富政等將雙氰胺用于紅麻全桿高得率漿的過氧化氫漂白中，結(jié)果表明，雙氰胺能夠購活化過氧化氫，提高紙漿過氧化氫漂白效果(參見梁富政等，幾種助劑在紅麻全稈高得率漿H2A漂白中的應(yīng)用，黑龍江造紙，4:5，2007)。尿素作為工業(yè)上一種常見的化學(xué)藥品，在制漿造紙過程中也有應(yīng)用。如在化學(xué)漿蒸煮過程中，可以加入尿素來改善紙漿的性能。圣地亞哥等在桉木硫酸鹽漿蒸煮過程中加入尿素，結(jié)果表明蒸煮中加入尿素能夠提高紙漿的得率。(參見圣地亞哥等人，評價提高桉木硫酸鹽制漿得率的潛在方法，化學(xué)與生物技術(shù)，82(5) :424,2007. (Santiago Α. S.， Pascoal Neto C. P.，Assessment of potential approaches to improve Eucalyptus globulus kraft pulping yield,Journal of Chemical Technology and Biotechnology,82(5) 424, 2007) ) 0唐鳳華等在楊木硫酸鹽漿氧漂前加入尿素預(yù)處理，發(fā)現(xiàn)可以提高紙漿的氧漂效果，而在過氧化氫漂白段中直接加入尿素時，并不能顯著地強化過氧化氫的漂白效果(參見唐鳳華，張運展，魯國棟，新型的漂白助劑-尿素，國際造紙，22( 22, 2003) 0US 4274912(A)公開了一種硫酸鹽漿高白度漂白的方法。主要包含步驟①對紙漿在35°C -50°C下用氯氣進行氯化，氯化時加入相對于氯氣用量0. 5-5%的尿素，氯化時間30秒-45分鐘；②在次氯酸鹽或過氧化氫等氧化劑存在下進行堿抽提，pH值8-12 ； ③60°C -90°C下用二氧化氯處理，pH5-9。第二步和/或第三步的廢水循環(huán)用于紙漿的中間洗滌。該發(fā)明技術(shù)能夠?qū)⒓垵{漂至很高的白度，在不降低紙漿質(zhì)量的前提下減少污染。目前過氧化氫被廣泛用于紙漿的漂白中，但如果要使紙漿達到較高的白度，則過氧化氫的用量高，當(dāng)紙漿白度達到一定程度后，增加過氧化氫的用量對白度的提高效果不明顯，導(dǎo)致過氧化氫的漂白效率低。為提高紙漿過氧化氫的漂白效率，在漂白中可以加入 EDTA和DTPA等螯合劑以除去重金屬離子，減少過氧化氫的無效分解。在硫酸鹽漿漂白過程中，加入助劑如氰胺、鉬酸鹽等來活化過氧化氫，提高過氧化氫的漂白效果。在高得率漿和脫墨漿的漂白中，四乙酰乙二胺(TAED)可以用來提高過氧化氫的漂白效率，但是由于這些助劑的成本高，限制了它在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。目前在高得率漿和脫墨漿的過氧化氫漂白過程中，還沒有同時加入螯合劑和活化劑尿素來改善過氧化氫漂白效率、提高紙漿白度的方法。目前我國化學(xué)機械漿(如化學(xué)熱磨機械漿(CTMP)和盤磨預(yù)處理堿性過氧化氫機械漿(PRC-APMP))和廢紙脫墨漿的生產(chǎn)和使用量不斷增加，而化學(xué)機械漿和脫墨漿的漂白主要采用保留木素式的過氧化氫漂白，因此，提高過氧化氫的漂白效率，對于改善紙漿的白度，降低生產(chǎn)成本具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對化學(xué)機械漿和廢紙脫墨漿過氧化氫漂白效率低的問題，提供一種改善過氧化氫漂白效率、提高紙漿白度的新方法。在紙漿過氧化氫漂白時同時加入活化劑和螯合劑進行漂白，活化劑采用尿素，螯合劑指EDTA或DTPA或它們的組合。采用本發(fā)明能夠提高過氧化氫的漂白效率，改善紙漿的漂白效果，提高紙漿的白度，同時保持紙漿的物理強度。本發(fā)明提高紙漿過氧化氫漂白效率的方法技術(shù)方案是在化學(xué)機械漿或廢紙脫墨漿過氧化氫漂白過程中在加入螯合劑的同時加入活化劑尿素，尿素用量是2. 0 20kg/噸漿，螯合劑用量1 IOkg/噸漿，漂白時同時加入H2O2IO 80kg/噸漿，氫氧化鈉10 40kg/ 噸漿，硅酸鈉10 40kg/噸漿；所述紙漿濃度為8 35wt%，漂白溫度為60 90°C，漂白時間1. 0 4h。所述的紙漿為針葉木、闊葉木化學(xué)機械漿或兩者混合生產(chǎn)的化學(xué)機械漿和廢紙脫墨漿，化學(xué)機械漿包括化學(xué)熱磨機械漿(CTMP)和盤磨預(yù)處理堿性過氧化氫機械漿 (PRC-APMP)?；瘜W(xué)熱磨機械漿指第二段磨漿后的未漂CTMP ；盤磨預(yù)處理堿性過氧化氫機械漿指第一段磨漿后的未漂漿。廢紙脫墨漿包括廢新聞紙脫墨漿、辦公廢紙脫墨漿和混合辦公廢紙脫墨漿以及廢新聞紙與雜志紙混合生產(chǎn)的脫墨漿。所述螯合劑指EDTA、DTPA或它們的組合。
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本發(fā)明尿素和螯合劑在紙漿過氧化氫漂白過程中加入。現(xiàn)有的紙漿過氧化氫漂白技術(shù)中，主要針對硫酸鹽漿多段漂白中的過氧化氫漂白段加入助劑如雙氰胺、四乙酰乙二胺(TAED)或尿素等活化過氧化氫以提高過氧化氫的漂白效率。而在高得率漿包括CTMP和 PRC-APMP和脫墨漿的過氧化氫漂白過程中，一般只采用螯合劑如EDTA或DTPA來螯合重金屬離子以減少過氧化氫的無效分解，提高過氧化氫的漂白效率。當(dāng)將紙漿漂至較高白度時， 需要過氧化氫用量高，過氧化氫的漂白效率低。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)良效果如下現(xiàn)有的化學(xué)機械漿和脫墨漿堿性過氧化氫漂白過程中，未加入活化劑時，過氧化氫漂白效率較低。本發(fā)明是在紙漿堿性過氧化氫漂白過程中同時加入活化劑尿素和螯合劑，提高過氧化氫的漂白效率。螯合劑的加入可以減少過氧化氫的無效分解，而活化劑尿素的加入可以活化過氧化氫，生成有利于漂白的離子或基團，因此螯合劑和活化劑的協(xié)同作用顯著地提高過氧化氫的漂白效率。采用本發(fā)明技術(shù)后紙漿過氧化氫的漂白效果提高，可以減少過氧化氫用量，降低生產(chǎn)成本，或者在相同過氧化氫用量下，獲得白度更高的紙漿，同時保持紙漿的物理強度。另外，在漂白廢水中殘留的尿素可以作為廢水生化處理的氮源，易生物降解，并能減少廢水生化處理過程中氮源 (如尿素)的補充。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的說明，但不限于此。實施例1 楊木PRC-APMP第一段磨漿后的未漂漿，白度ISO，在聚乙烯塑料袋中并放于水浴鍋中進行過氧化氫漂白，加入的漂白藥品如下尿素IOkg/噸漿，DTPA 1. 5kg/噸漿， H20250kg/噸漿，氫氧化鈉25kg/噸漿，硅酸鈉30kg/噸漿，紙漿濃度30wt %，漂白溫度85 °C， 漂白時間2. 0h，漂白后紙漿白度82% ISO。當(dāng)漂白過程中不加入尿素，其他藥品都相同時， 所得漂白漿的白度為80% ISO。漂白中加入尿素后所得的漂白漿的物理強度與未加入尿素的對照漿基本相同。實施例2:楊木CTMP未漂漿，白度52% ISO，在聚乙烯塑料袋中并放于水浴鍋中進行過氧化氫漂白，加入的漂白藥品如下尿素Mkg/噸漿，EDTA 5kg/噸漿，H20240kg/噸漿，氫氧化鈉20kg/噸漿，硅酸鈉20kg/噸漿，紙漿濃度25wt %，漂白溫度80°C，漂白時間2. 0h，漂白后紙漿白度79% ISO。當(dāng)漂白過程中不加入尿素，其他藥品都相同時，所得漂白漿的白度為 76. 8% ISO。漂白中加入尿素后所得的漂白漿的物理強度與未加入尿素的對照漿基本相同。實施例3:松木CTMP未漂漿，白度48% IS0，在聚乙烯塑料袋中并放于水浴鍋中進行過氧化氫漂白，加入的漂白藥品如下尿素Mkg/噸漿，EDTA 5kg/噸漿，H2&50kg/噸漿，氫氧化鈉 24kg/噸漿，硅酸鈉18kg/噸漿，紙漿濃度25wt%，漂白溫度75°C，漂白時間2. Oh,漂白后紙漿白度75% ISO。當(dāng)漂白過程中不加入尿素，其他藥品都相同時，所得漂白漿的白度為73% ISO。漂白中加入尿素后所得的漂白漿的物理強度與未加入尿素的對照漿基本相同。實施例4 廢新聞紙脫墨漿，白度ISO，在聚乙烯塑料袋中并放于水浴鍋中進行過氧化氫漂白，加入的漂白藥品如下尿素^g/噸漿，DTPA 1. 5kg/噸漿，H20220kg/噸漿，氫氧化鈉15kg/噸漿，硅酸鈉20kg/噸漿，紙漿濃度15wt%，漂白溫度70°C，漂白時間1.5h，漂白后紙漿白度59% ISO。當(dāng)漂白過程中不加入尿素，其他藥品都相同時，所得漂白漿的白度為 57. 4% ISO。漂白中加入尿素后所得的漂白漿的物理強度與未加入尿素的對照漿基本相同。實施例5 如實施例1，所不同的是采用的紙漿為桉木PRC-APMP第一段磨漿后的未漂漿。實施例6 如實施例2，所不同的是采用的紙漿是桉木CTMP未漂漿。實施例7:如實施例1，所不同的是漂白時加入的螯合劑為EDTA3. Okg/噸漿和 DTPA1. Okg/ 噸漿。實施例8 如實施例2，所不同的是漂白時加入的尿素為IOkg/噸漿。實施例9 如實施例1，所不同的是采用的紙漿為80%楊木與20%松木混合生產(chǎn)的 PRC-APMP第一段磨漿后的未漂漿。實施例10 如實施例3，所不同的是采用的紙漿為混合辦公廢紙脫墨漿。
權(quán)利要求
1.一種提高紙漿過氧化氫漂白效率的方法，其特征是，在化學(xué)機械漿或廢紙脫墨漿過氧化氫漂白過程中在加入螯合劑的同時加入活化劑尿素，尿素用量是2. 0 20kg/噸漿，螯合劑用量1 IOkg/噸漿，漂白時同時加入H2O2IO 80kg/噸漿，氫氧化鈉10 40kg/噸漿，硅酸鈉10 40kg/噸漿；所述紙漿濃度為8 35wt%，漂白溫度為60 90°C，漂白時間為1. 0 4h。
2.如權(quán)利要求1所述的一種提高紙漿過氧化氫漂白效率的方法，其特征是，所述化學(xué)機械漿為針葉木化學(xué)機械漿、闊葉木化學(xué)機械漿或兩者混合生產(chǎn)的化學(xué)機械漿；所述廢紙脫墨漿為廢新聞紙脫墨漿、辦公廢紙脫墨漿、混合辦公廢紙脫墨漿或者廢新聞紙與雜志紙混合生產(chǎn)的脫墨漿；所述螯合劑為EDTA、DTPA或它們的組合。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種提高紙漿過氧化氫漂白效率的方法，其特征是，所述化學(xué)機械漿為化學(xué)熱磨機械漿或者盤磨預(yù)處理堿性過氧化氫機械漿。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高紙漿過氧化氫漂白效率的方法，屬于制漿造紙技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是在化學(xué)機械漿或廢紙脫墨漿堿性過氧化氫漂白過程中同時加入活化劑尿素和螯合劑，尿素用量為2.0～20kg/噸漿，螯合劑EDTA或DTPA 1～10kg/噸漿，漂白時同時加入過氧化氫、氫氧化鈉和硅酸鈉。本發(fā)明在紙漿堿性過氧化氫漂白過程中，在加入螯合劑的同時，加入尿素作為活化劑，能夠提高過氧化氫的漂白效率。與漂白時未加入活化劑尿素相比，漂白時加入尿素后，漂白漿的白度明顯提高，同時漂白漿的物理強度與未加入尿素時基本相同。
文檔編號D21H11/02GK102363929SQ2011103883
公開日2012年2月29日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者張小麗, 曾金枝, 李宗全, 李翠, 田中粟, 耿金亮, 胡惠仁, 閆成珉 申請人:中冶紙業(yè)銀河有限公司