CN101748655B - 一种制浆造纸助剂及应用该助剂的冷浸泡制造纸浆的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制浆造纸助剂及应用该助剂的冷浸泡制造纸浆的工艺，特别涉及一种采用含有纤维的秸秆类植物的制浆造纸的工艺，该造纸助剂主要由强碱性物质，过氧化物和固体多元酸组成，采用这种造纸助剂并辅以相应的制浆工艺，利于对纤维的离解从而利于成浆，提高功效比、减少溶出物质对工艺水的环保影响从而提高得率，同时降低了对于环境的污染，提高了原料的使用效率降低了能耗。

Description

一种制浆造纸助剂及应用该助剂的冷浸泡制造纸浆的工艺

技术领域

本发明涉及制浆造纸技术，具体涉及涉及一种针对含有纤维的秸秆类植物的制浆造纸助剂及应用该助剂的冷浸泡制造纸浆的工艺。

背景技术

传统的造纸草浆生产工艺一般采用碱法化学制浆，该方法产生的草浆黑液，其治理是环保工作的重点，对草浆黑液的处理技术已成为世界公认的难题，公认的治理麦草浆黑液的最佳途径是碱回收，但由于麦草浆存在滤水性能差、黑液粘度大、含硅量高等不利因素，使碱回收技术难度极大，对于小型，甚至中型企业来说，由于治理环境污染投资大、运行费用高，以麦草为原料造纸，要生产盈利而又避免污染几乎不可能。近年来有6000—7000家小造纸厂因不能解决制浆废水污染而关闭，大量麦草等可用资源被废弃；由于经济利益驱动，仍然还有不少废水处理不达标的中、小纸厂没有关闭；一些花费巨额资金修建起来的治污工程由于运行费用高，仍然偷偷排放污水。目前全国约有30％以上的碱法化学浆产生的草浆黑液基本上未经任何处理，直接外排，约占总污染物发生量的80—90％。排放的黑色废液含有大量的污染物，对水体污染最为严重。

同时由于现有的方法大部分采用蒸球蒸煮原料的方法，无法实现常温常压下的生产，整个生产工艺的能耗大，且产出比小，无法适应现有的集约化生产的要求；虽然有部分研究表明，有些人已经开始采用搓磨的方式使秸秆类植物成浆，但是由于其均需在前期处理中加温加压才可以实现，依然没有实现常温下对物料的处理，因此能耗和产出比依然无法达到令人满意的效果。

发明内容

针对现有制浆造纸工艺存在的诸多不足，本发明提供了一种新型的制浆造纸助剂及应用该助剂的冷浸泡制造纸浆的工艺，主要针对含有纤维的秸秆类植物的原料，该造纸助剂主要由强碱性物质，过氧化物和固体多元酸组成，采用这种造纸助剂并辅以相应的制浆工艺，利于对纤维的离解从而利于成浆，提高功效比、减少溶出物质对工艺水的环保影响从而提高得率，同时降低了对于环境的污染，提高了原料的使用效率降低了能耗。

本发明所提供的制浆造纸助剂，其各组分的按每吨干原料用量计：强碱性物质20-120kg；过氧化物60-400kg；固体多元酸，其用量为过氧化物用量的0.1％-1.5％。

其中，所述的干原料为风干所得的干草或其他含有纤维的秸秆类植物的原料，而非失去水分的绝对干燥的原料，所采用的强碱性物质为氢氧化钠或氢氧化钾或氢氧化钙或其混合物，并优选采用氢氧化钠；所采用的过氧化物为双氧水或过氧化钠或过氧化钾或其混合物，其中优选双氧水；所采用的固体多元酸为氯酸钠或溴酸钠或草酸或者其混合物，其中优选采用氯酸钠，同时当采用草酸时为了保证其使用过程的安全性，需将其用量限制在过氧化物用量的0.1％-0.5％；除此之外也可采用其他的多元酸。

采用这种助剂后，各种药剂配合使用，有效的提高了对于纤维的解离度，利于对纤维的离解从而利于成浆，提高功效比、减少溶出物质对工艺水的环保影响从而提高得率。采用这种助剂处理后的原料，方便了后期的处理，由于溶出物的减少，大大提高了得浆率，同时所得浆料的各种性能有了极大的提升，较之现有的化学机械纸浆，采用本发明最后制得的制浆制造的纸品，其环压指数、裂断长、耐折度等均有了较大的提高：现有的化学机械纸浆，其得率仅为70％左右，所得纸品的环压指数一般为5、裂断长可以达到3.3km、耐折度一般为可弯折135°的次数为18次左右，而采用本发明所用的助剂浸泡后，辅以相应的工艺，其得率提高到75-85％左右，所得纸品的环压指数提高到6-10、裂断长可以达到3.5-5.5km、耐折度一般为可弯折135°的次数为30次左右，同时所得的浆料具有了白度，其白度一般在35左右，由此可见采用本发明的技术，较之现有的制浆造纸技术有了极大的提高，所得的纸品的收率和质量也有了较大的提高。

应用上述这种造纸助剂的冷浸泡制造纸浆的工艺，包括原料的预处理，还包括如下步骤：

将预处理后的原料采用造纸助剂常温浸泡，浸泡时间为1.5-2h，原料与浸泡用水的重量比为：1:2.5-----1:8；

对浸泡后的原料进行进行揉搓，使其初步成浆，所得粗浆的SR为6-20；

将粗浆保持3-15％的浆浓度行浆到水解池中进行水解；

将水解后的粗浆进行磨浆，使得浆料的SR到达26—30；

脱水后即可制得成品浆。

其中预处理包括将原料预先切断为直径0.5---3mm、长度1.5---50mm的原料段；之后对其进行除杂，然后原料就可以进行化学浸泡，为了达到更好的效果，将原料预先切断为直径1.5---2.5mm、长度15---50mm的原料段。

在处理过过程中，对浸泡后的原料进行挤搓时，可以采用现有的搓浆机一般可直接在市场上购得；进行磨浆时，可以采用现有的各种磨浆机，为了达到更好的效果可以采用2台以上的磨浆机进行串联操作，这样可以提高磨浆的效果，是的浆料的SR达到26-30的标准。

综上所述，采用这种造纸助剂和相应的生产工艺后，实现了通过预先浸泡以提高出浆速度的目的，同时实现了常温常压状态下的制浆工艺，利于对纤维的离解从而利于成浆，提高功效比、减少溶出物质对工艺水的环保影响从而提高得率，同时降低了对于环境的污染，提高了原料的使用效率降低了能耗。

具体实施方式

实施例1

一种制浆造纸助剂，其各组分的按每吨干原料用量计：氢氧化钠20kg；过氧化氢60kg；固体多元酸采用氯酸钠，其用量为0.6kg。

应用上述这种造纸助剂的冷浸泡制造纸浆的工艺，包括如下步骤：

将风干后的麦草预先切断为直径1.5---3mm、长度15---30mm的原料段；之后对其进行清洗除杂；

将预处理后的原料采用上述的造纸助剂在25℃的环境下浸泡，浸泡时间为1.5-2h，原料与浸泡用水的重量比为：1:3.5-----1:4；

对浸泡后的原料进行进行揉搓，使其初步成浆，所得粗浆的SR为11-12；

将粗浆保持5％的浆浓度行浆到水解池中进行水解；

将水解后的粗浆进行磨浆，使得浆料的SR到达26—28；

脱水后即可制得成品浆，工艺的得浆率为85％，浆料为原色浆；

将所得浆料通过现有工艺成纸，所得的纸品经过检测，其环压指数为6，裂断长为3.5km，耐折度为20次(135°折叠)。

实施例2

一种制浆造纸助剂，其各组分的按每吨干原料用量计：氢氧化钠30kg，氢氧化钙10kg；过氧化钠80kg；固体多元酸采用氯酸钠和溴酸钠的，其用量各为0.6kg。

应用上述这种造纸助剂的冷浸泡制造纸浆的工艺，包括如下步骤：

将风干后的麦草和稻草混合原料预先切断为直径2.5---3mm、长度25---40mm的原料段；之后对其进行清洗除杂；

将预处理后的原料采用上述的造纸助剂在25℃的环境下浸泡，浸泡时间为1.5h，原料与浸泡用水的重量比为：1:6.5-----1:8；

对浸泡后的原料进行进行揉搓，使其初步成浆，所得粗浆的SR为7-8；

将粗浆保持3％的浆浓度行浆到水解池中进行水解；

将水解后的粗浆进行磨浆，使得浆料的SR到达26—27；

脱水后即可制得成品浆，工艺的得浆率为84％，浆料为原色浆；

将所得浆料通过现有工艺成纸，所得的纸品经过检测，其环压指数为6.2，裂断长为3.55km，耐折度为21次(135°折叠)。

实施例3

一种制浆造纸助剂，其各组分的按每吨干原料用量计：氢氧化钠50kg；过氧化氢140kg；固体多元酸采用草酸，其用量为0.7kg。

应用上述这种造纸助剂的冷浸泡制造纸浆的工艺，包括如下步骤：

将风干后的麦草预先切断为直径0.5---1.5mm、长度20---30mm的原料段；之后对其进行清洗除杂；

将预处理后的原料采用上述的造纸助剂在25℃的环境下浸泡，浸泡时间为2h，原料与浸泡用水的重量比为：1:2.5-----1:4；

对浸泡后的原料进行进行揉搓，使其初步成浆，所得粗浆的SR为13-14；

将粗浆保持5％的浆浓度行浆到水解池中进行水解；

将水解后的粗浆进行磨浆，使得浆料的SR到达27—29；

脱水后即可制得成品浆，工艺的得浆率为83％；

将所得浆料通过现有工艺成纸，所得的纸品经过检测，其环压指数为8，裂断长为4.2km，耐折度为28次(135°折叠)，所得纸品的白度为30。

实施例4

一种制浆造纸助剂，其各组分的按每吨干原料用量计：氢氧化钾80kg；过氧化氢150kg，过氧化钠50kg；固体多元酸采用氯酸钠，其用量为0.4kg。

应用上述这种造纸助剂的冷浸泡制造纸浆的工艺，包括如下步骤：

将风干后的麦草预先切断为直径1.5---3mm、长度35--50mm的原料段；之后对其进行清洗除杂；

将预处理后的原料采用上述的造纸助剂在27℃的环境下浸泡，浸泡时间为1.8h，原料与浸泡用水的重量比为：1:5-----1:6；

对浸泡后的原料进行进行揉搓，使其初步成浆，所得粗浆的SR为13-14；

将粗浆保持10％的浆浓度行浆到水解池中进行水解；

将水解后的粗浆进行磨浆，使得浆料的SR到达27—28；

脱水后即可制得成品浆，工艺的得浆率为82％；

将所得浆料通过现有工艺成纸，所得的纸品经过检测，其环压指数为9，裂断长为4.5km，耐折度为30次(135°折叠)，所得纸品的白度为35。

实施例5

一种制浆造纸助剂，其各组分的按每吨干原料用量计：氢氧化钠100kg；过氧化氢250kg，过氧化钠50kg；固体多元酸采用氯酸钠，其用量为1.5kg，还有草酸用量为0.3kg。

应用上述这种造纸助剂的冷浸泡制造纸浆的工艺，包括如下步骤：

将风干后的麦草预先切断为直径1.5---3mm、长度15---30mm的原料段；之后对其进行清洗除杂；

将预处理后的原料采用上述的造纸助剂在25℃的环境下浸泡，浸泡时间为1.5-2h，原料与浸泡用水的重量比为：1:3.5-----1:4.5；

对浸泡后的原料进行进行揉搓，使其初步成浆，所得粗浆的SR为16-18；

将粗浆保持5％的浆浓度行浆到水解池中进行水解；

将水解后的粗浆进行磨浆，使得浆料的SR到达28—30；

脱水后即可制得成品浆，工艺的得浆率为80％；

将所得浆料通过现有工艺成纸，所得的纸品经过检测，其环压指数为10，裂断长为5km，耐折度为35次(135°折叠)，所得纸品的白度为40。

实施例6

一种制浆造纸助剂，其各组分的按每吨干原料用量计：氢氧化钾120kg；过氧化氢400kg；固体多元酸采用溴酸钠，其用量为3.2kg。

应用上述这种造纸助剂的冷浸泡制造纸浆的工艺，包括如下步骤：

将风干后的麦草预先切断为直径1.5---3mm、长度40--50mm的原料段；之后对其进行清洗除杂；

将预处理后的原料采用上述的造纸助剂在25℃的环境下浸泡，浸泡时间为1.5-2h，原料与浸泡用水的重量比为：1:5.5---1:6；

对浸泡后的原料进行进行揉搓，使其初步成浆，所得粗浆的SR为18-20；

将粗浆保持15％的浆浓度行浆到水解池中进行水解；

将水解后的粗浆进行磨浆，使得浆料的SR到达28--30；

脱水后即可制得成品浆，工艺的得浆率为75％；

将所得浆料通过现有工艺成纸，所得的纸品经过检测，其环压指数为10，裂断长为5.5km，耐折度为38次(135°折叠)，所得纸品的白度为42。

Claims (5)

1.一种制浆造纸助剂，其特征在于：其各组分的按每吨干原料用量计：强碱性物质20-120kg；过氧化物60-400kg；固体多元酸，其用量为过氧化物用量的0.1％-1.5％；

其中所述的强碱性物质为氢氧化钠或氢氧化钾或氢氧化钙或其混合物；

所述的过氧化物为过氧化钠或过氧化钾或其混合物；

所述的固体多元酸为草酸；

所述的干原料为风干所得的干草或其他含有纤维的秸秆类植物的原料。

2.根据权利要求1所述的造纸助剂，其特征在于：固体多元酸采用草酸时，其用量为过氧化物用量的0.1％-0.5％。

3.应用权利要求1的造纸助剂的冷浸泡制造纸浆的工艺，包括原料的预处理，其特征在于：还包括如下步骤：

将预处理后的原料采用造纸助剂常温浸泡，浸泡时间为1.5-2h，原料与浸泡用水的重量比为：1∶2.5-----1∶8；

对浸泡后的原料进行揉搓，使其初步成浆，所得粗浆的°SR为6-20；

将粗浆保持3-15％的浆浓度行浆到水解池中进行水解；将水解后的粗浆进行磨浆，使得浆料的°SR到达26-30；

脱水后即可制得成品浆。

4.根据权利要求3所述的冷浸泡制造纸浆工艺，其特征在于：所述的预处理包括将原料预先切断为直径0.5---3mm、长度1.5---50mm的原料段；之后对其进行除杂。

5.根据权利要求4所述的冷浸泡制造纸浆工艺，其特征在于：所述的预处理包括将原料预先切断为直径1.5---2.5mm、长度15---50mm的原料段。