CN101871177A

CN101871177A - 一种本色浆的漂白方法

Info

Publication number: CN101871177A
Application number: CN 200910082569
Authority: CN
Inventors: 陈彬
Original assignee: China National Pulp and Paper Research Institute
Current assignee: China National Pulp and Paper Research Institute
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2010-10-27

Abstract

一种本色浆的漂白方法，它所采用漂白流程为氧脱木素(O)-碱抽提(E)-臭氧漂白(Z)-过氧化氢漂白(P)。其中氧脱木素可以分为单段或两段；碱抽提过程可采用过氧化氢或氧气和过氧化氢强化处理；过氧化氢漂白段包括常压过氧化氢漂白和氧气强化的过氧化氢漂白。漂白流程所用化学品有氧气，过氧化氢，臭氧和碱等，不使用任何含氯漂剂。本方法漂白流程高效简捷，适于kappa价5～40间的各材种本色浆料。所得漂白浆可用于各种纸张配抄。该方法产生的废水无AOX产生，废水可直接回用于本色浆的洗涤或蒸煮工段。该方法提高了产品质量和生产效率，降低了能耗，环境友好性强，明显降低生产成本，具有显著的经济效益和社会效益。

Description

一种本色浆的漂白方法

技术领域

本发明涉及制浆造纸领域的一种本色浆料的漂白方法。

背景技术

众所周知，制浆漂白是造纸行业污染最严重的工段，往往所采用的制浆漂白方法不同，污染程度各异。目前，蒸煮制浆黑液可以通过碱回收方式达到比较好的治污效果；而对于漂白废水仍没有很好的处理方法；尤其对于含元素氯漂白方法的漂白废水。因其中含有大量的有机卤化物(AOX)，尤其是具有致畸、致癌作用的二恶英、呋喃等物质，导致废水处理难度大，处理成本高，直接排放或简单处理后排放污染严重且长久。采用先进的，低污染或无污染的漂白方法，可以改变漂白废水污染问题，是社会发展所趋，意义重大。目前，造纸行业主要采用的浆料漂白方法有：次氯酸盐的单段漂白方法、CEH三段漂白方法、不含元素氯的漂白方法(DEH，DED法等)。

单段次氯酸盐漂白方法：将浆料泵入带螺旋推进器的漂白池内，在2～5％浓度下，用4～10％的次氯酸盐化学药品(次氯酸钠或次氯酸钙)，在30～50℃漂白浆料60～180min，成浆洗净后贮存备用。该方法成浆漂损高≥5％，化学药品消耗较高，废水不易处理，对环境污染较大，生产能力小，生产效率低，生产成本较高；目前，国际上已经不采用此方法，国内也已很少有企业采用此方法。

CEH漂白方法：把浆料与氯气在密闭容器中混合，泵入升流塔式或降流式氯化塔中，在2～4％浓度，用氯量2～5％，在30～40℃氯化30～90min，然后洗净浆料再与氢氧化钠混合泵入碱处理塔内，用碱量1～3％，处理温度60～80℃，时间40～60min，浓度2～4％，碱处理浆料洗净后添加次氯酸盐混合均匀泵入漂白塔，次氯酸盐用量3～8％，温度60～80℃，时间40～60min，浓度2～4％，次氯酸盐漂后浆料洗净贮存。该方法相对单段次氯酸盐漂白法效率更高，浆料质量更好，较低地生产成本；但该方法有液氯，生产危险性较大，而且由于元素氯的大量使用，导致漂白废水中AOX含量极高，而AOX中二恶英和呋喃含量较多，二恶英和呋喃对生物有致畸，致癌作用，该类物质在生物体内累计并能够转移；因此该方法受到环境保护的严重制约。目前，发达国家已经不采用此漂白方法，在发展中国家和我国该方法也逐渐面临淘汰。

不含元素氯的漂白方法：该方法是把浆料与二氧化氯在密闭容器中混合，泵入升流塔式或降流式氯化塔中，在2～4％浓度，用氯量2～5％，在30～40℃氯化30～90min，然后洗净浆料再与氢氧化钠混合泵入碱处理塔内，用碱量1～3％，处理温度60～80℃，时间40～60min，浓度2～4％，碱处理浆料洗净后添加次氯酸盐混合均匀泵入漂白塔，次氯酸盐或二氧化氯用量2～4％，温度40～60℃，时间40～60min，浓度2～4％，漂后浆料洗净贮存。该方法相对单段次氯酸盐漂白法和CEH法生产效率更高，浆料质量更好；由于不采用元素氯了，污染有所减小；但该方法投资成本极高，由于有二氧化氯，系统控制难度较大，易发生爆炸，生产危险性较大；而且由于二氧化氯中不可避免的含有一定量的元素氯(氯气)，导致漂白废水中的AOX仍旧含较多二恶英和呋喃，二恶英和呋喃对生物有致畸，致癌作用，该类物质在生物体内累计并能够转移；因此，该方法受到生产成本，投资成本，包括仍旧受到环境保护的严重制约。目前，造纸技术发达国家已经采用其它不含氯漂剂逐渐取代该漂白方法，国内该方法也逐渐面临改造的现状。

发明内容

本发明提供了一种本色浆的漂白方法。该方法采用氧脱木素(O)-碱抽提(E)-臭氧漂白(Z)-过氧化氢漂白(P)即OEZP的含有臭氧漂剂的TCF漂白流程。漂白流程紧凑简捷，投资省，能耗小，生产成本低，污染小，生产效率高，环境友好性强，漂白浆料质量高可作为各种高级纸张的配抄原料。

为达到以上目的，本发明采用以下技术方案：

(1)本方法采用氧脱木素(O)-碱抽提(E)-臭氧漂白(Z)-过氧化氢漂白(P)，即OEZP的漂白流程对适宜本色浆料进行漂白处理。要求漂白设备为耐酸碱腐蚀，耐150℃高温，耐1.2MPa的高压，带搅拌装置，带加热系统，带加压系统装置或采用高压气体加压。

(2)本方法使用浆料kappa价硬度5～40间的本色浆，用热水洗净本色浆(本色竹浆、本色针叶木浆、本色阔叶木浆、本色草浆等等)；

(3)洗净后的本色浆料，在漂白设备中进行氧脱木素处理，氧脱木素分为单段氧脱木素(简称O)和两段氧脱木素(简称O1-O2)，单段氧脱木素条件为：氢氧化钠1～5％，硫酸镁0.01～1％，氧压0.3～0.8MPa，温度60～100℃，时间30～90min；两段氧脱木素段间浆料不洗涤，O1条件为：氢氧化钠1～5％，硫酸镁0.01～1％，氧压0.3～0.8MPa，温度80～100℃，时间30～60min；O2条件为：氢氧化钠1～5％，硫酸镁0.01～1％，氧压0.4～0.8MPa，温度60～90℃，时间40～90min；

(4)经过氧脱木素的浆料洗净后，在漂白设备中进行碱抽提，碱抽提段采用了过氧化氢或氧气和过氧化氢的强化碱抽提，即Ep，或Eop；碱抽提处理化学品用量条件为：氢氧化钠1～3％，硫酸镁0.01～0.5％，过氧化氢0～2％，氧压0～0.8MPa，温度80～100℃，时间40～60min；

(5)经过碱抽提的浆料洗净后，在漂白设备中进行臭氧漂白，简称Z；臭氧漂白条件为：臭氧0～2％，pH2～4，时间0.5～10min，压力0～1MPa，温度35～60℃；

(6)经臭氧漂白的浆料洗净后，在漂白设备中进行常压或氧气强化的过氧化氢漂白，简称P，或PO；过氧化氢漂白化学品为：氢氧化钠0.5～2％，硫酸镁0.01～1％，硅酸钠0.5～3％，过氧化氢1～4％，氧压0～0.8MPa，温度70～100℃，时间40～120min；

(7)经漂白后浆料洗净浓缩风干得漂白浆料。

上述化学药品为普通的化工产品，各化学药品用量因原料各异，根据本色浆料的可漂性能能够得到不同白度的漂白浆料，适合于不同产品需求。

本发明的优点在于：本方法杜绝了元素氯(Cl₂)和含氯化合物(ClO₂，次氯酸盐等)的使用，除原料或水体中自带的AOX外，系统中不新产生AOX，废水中无二恶英和呋喃等致畸致癌类有机氯化物的产生；由于系统不使用氯气和含氯化合物，漂白废水可以用于蒸煮和本色浆料的洗涤，各段洗浆废水可以逆流回用，以及最终统一回用至蒸煮工段，从而节约用水减少污染降低成本；本方法为真正的全无氯漂白工艺，漂白浆料可以运用于生产食品包装用纸，而不污染食品；因此本漂白方法能够实现缩短生产时间，降低水耗和能耗，减少污染，从而达到降低成本和对环境彻底友好的目的。

实施方式

采用本发明所得漂白浆料适用于各种纸张的配抄。以下结合实施例对本发明作一个详细说明：

实施例1

本实施例采用原料为黄竹、撑绿竹、西风竹、钓鱼慈、枝天慈、棉竹的混合竹材。原料采用硫酸盐法制浆工艺蒸煮成浆。所用浆料粘度1200ml/g，白度34.2％ISO，kappa值13.90。良浆采用两段氧脱木素条件进行氧脱木素处理，两段氧脱木素段间浆料不洗涤，第一段氧脱木素条件为：氢氧化钠3％，硫酸镁0.5％，氧压0.7MPa，温度80℃，时间30min；第二段氧脱木素条件为：氢氧化钠1％，硫酸镁0.3％，氧压0.4MPa，温度90℃，时间40min；经过氧脱木素后浆料采80℃用热水洗涤，洗后浆料pH7.5，浆料进行氧气和过氧化氢强化的碱处理，条件为：氢氧化钠2％，硫酸镁0.05％，过氧化氢1％，氧压0.7MPa，温度90℃，时间60min；碱处理后将料用80℃热水洗涤，洗后浆料进行臭氧漂白，臭氧漂白条件为：臭氧0.55％，pH3，时间2min，压力OMPa，温度50℃；臭氧漂后浆料采用80℃热水洗涤，洗后浆料完成氧气强化的过氧化氢漂白，漂白条件为：氢氧化钠0.5％，硫酸镁0.05％，硅酸钠1％，过氧化氢2.5％，氧压0.7MPa，温度90℃，时间60min；氧气强化的过氧化氢漂白后浆料采用热水洗涤，浆料浓缩干燥贮存。成浆白度89.8％ISO，粘度589ml/g，裂断长5.5km，撕裂指数9mN.m²/g。

实施例2

本实施例采用原料为慈竹，黄竹，绵竹，麻竹的混合竹材。原料采用硫酸盐法制浆工艺蒸煮成浆。所用浆料粘度1234ml/g，白度33.5％ISO，kappa值14.2。良浆首先采用两段氧脱木素条件进行氧脱木素处理，两段氧脱木素段间浆料不洗涤，第一段氧脱木素条作为：氢氧化钠2.5％，硫酸镁0.5％，氧压0.8MPa，温度60℃，时间40min；第二段氧脱木素条件为：氢氧化钠1.5％，硫酸镁0.3％，氧压0.4MPa，温度90℃，时间45min；经过氧脱木素后浆料采80℃用热水洗涤，洗后浆料pH8，浆料进行过氧化氢强化的碱处理，条件为：氢氧化钠2.5％，硫酸镁0.05％，过氧化氢1.8％，温度90℃，时间60min；碱处理后将料用80℃热水洗涤，洗后浆料进行臭氧漂白，臭氧漂白条件为：臭氧0.45％，pH3，时间2min，压力常压，温度50℃；臭氧漂后浆料采用80℃热水洗涤，洗后浆料完成氧气强化的过氧化氢漂白，漂白条件为：氢氧化钠0.5％，硫酸镁0.05％，硅酸钠1％，过氧化氢2.8％，氧压0.7MPa，温度90℃，时间90min；漂白后浆料采用热水洗涤，浆料浓缩干燥贮存。成浆白度86.6％ISO，粘度604ml/g，裂断长4.5km，撕裂指数12mN.m²/g。

实施例3

本实施例采用原料为取自国内某工厂的本色麦草浆。所用浆料粘度972ml/g，白度33.9％ISO，kappa值16.6。首先良浆采用单段氧脱木素条件进行氧脱木素处理，单段氧脱木素条件为：氢氧化钠2.5％，硫酸镁0.5％，氧压0.8MPa，温度60℃，时间45min；经过氧脱木素后浆料采80℃用热水洗涤，洗后浆料pH8，浆料进行氧气和过氧化氢强化的碱处理，条件为：氢氧化钠2％，硫酸镁0.05％，过氧化氢1％，氧压0.7MPa，温度90℃，时间60min；碱处理后将料用80℃热水洗涤，洗后浆料进行臭氧漂白，臭氧漂白条件为：臭氧0.5％，pH3，时间2min，压力常压，温度50℃；臭氧漂后浆料采用80℃热水洗涤，洗后浆料完成过常压氧化氢漂白，漂白条件为：氢氧化钠0.8％，硫酸镁0.05％，硅酸钠1％，过氧化氢2.5％，温度90℃，时间60min；漂白后浆料采用清水洗涤，浆料浓缩干燥贮存。成浆白度78.6％ISO，粘度644ml/g，裂断长5.0km，撕裂指数3.00mN.m²/g。

从实施例1、实施例2和实施例3可知，采用该漂白方法漂后成浆性能优越，各漂白浆均能满足配抄各种文化用纸要求，本方法漂白工艺节约能耗，充分利用现有资源。因漂白方法不使用任何元素氯或含氯元素漂白剂，漂白废水污染小且不新产生AOX，废水可一直接回用或易于处理后达标排放。因此，该漂白方法既提高了生产企业附加值，又实现了企业的经济效益和环保效益。

Claims

1.一种本色浆的漂白方法，其特征在于所用漂白流程为氧脱木素(O)-碱抽提(E)-臭氧漂白(Z)-过氧化氢漂白(P)，即OEZP的含有臭氧漂剂的TCF漂白流程。

2.如权利要求1所述的漂白方法，其特征在于氧脱木素包括单段氧脱木素(简称O)和两段氧脱木素(简称O1-O2)，单段氧脱木素条件为：氢氧化钠1～5％，硫酸镁0.01～1％，氧压0.3～0.8MPa，温度60～100℃，时间30～90min；两段氧脱木素段间浆料不洗涤，01段条件为：氢氧化钠1～5％，硫酸镁0.01～1％，氧压0.3～0.8MPa，温度80～100℃，时间30～60min；02段条件为：氢氧化钠1～5％，硫酸镁0.01～1％，氧压0.4～0.8MPa，温度60～90℃，时间40～90min。

3.如权利要求1所述的漂白方法，其特征在于碱抽提段采用过氧化氢或氧气和过氧化氢的强化处理，即Ep，或Eop，并且化学品用量为：氢氧化钠1～3％，硫酸镁0.01～0.5％，过氧化氢0～2％，氧压0～0.8MPa，温度80～100℃，时间40～60min。

4.如权利要求1所述的漂白方法，其特征在于臭氧漂白条件为：臭氧0～2％，pH2～4，时间0.5～10min，压力0～1MPa，温度35～60℃。

5.如权利要求1所述的漂白方法，其特征在于过氧化氢漂白段包括常压过氧化氢漂白(P)或氧气强化过氧化氢漂白(PO)。

6.如权利要求5所述的漂白方法，其特征在于过氧化氢漂白段化学品用量为：氢氧化钠0.5～2％，硫酸镁0.01～1％，硅酸钠0.5～3％，过氧化氢1～4％，氧压0～0.8MPa，温度70～100℃，时间40～120min。