CN102230291A - 一种消除废纸浆中荧光性物质的方法 - Google Patents

Abstract

一种消除废纸浆中荧光性物质的方法涉及废纸制浆漂白工艺的改进，具体涉及一种采用化学方法对废纸浆进行的漂白处理，可消除废纸浆中的荧光性物质。本发明漂白和去除荧光同时进行，采用二氧化氯作为荧光消除剂，破坏荧光发光基团和分子结构，不仅从根本上达到消除荧光的作用，真正消除荧光物质对人类健康的影响；同时二氧化氯具有漂白作用，可弥补消除荧光后纸浆白度下降的缺陷；而且与废纸漂白工艺结合，替代部分原漂白工艺，不仅容易实现，节省投资，还能节省大量的能源和化学品，通过一个工艺起到两种作用。

Description

一种消除废纸浆中荧光性物质的方法

技术领域

本发明涉及废纸制浆漂白工艺的改进，具体涉及一种采用化学方法对废纸浆进行的漂白处理，可消除废纸浆中的荧光性物质。

背景技术

我国是纸张的生产和消费大国，据中国造纸协会调查资料，2009年全国纸及纸板生产量8640万吨，消费量8569万吨，已经超过美国，位居世界第一。随着我国造纸工业的快速发展，纸张总产量也迅速增长，2000～2009年，纸及纸板生产量年均增长12.27%。造纸原料的需求也快速增长，2009年全国纸浆消耗总量7980万吨，其中木浆1866万吨，仅占23%，我国又是森林资源贫乏的国家，人均森林面积仅0.132公顷，不到世界平均水平的1／4，即使大量进口木浆（2009年进口木浆1315万吨），仍不能满足造纸的原料需求，造纸原料资源的供给问题是我国造纸工业发展的最大难题。

为了解决这一难题，同时又响应我国建设资源节约性、环境友好型社会的号召。在我国大力发展废纸回收应用变得更加迫切，国内各造纸企业也都广泛地开展废纸的重复利用，2009年，废纸浆用量4939万吨，占纸浆消耗量的62%。既缓解了原料供应的瓶颈，降低了生产成本，同时又节约了资源，取得了良好的经济和社会效益。

但是废纸浆中普遍存在荧光性物质，即使荧光含量较低的旧报，荧光含量也有5～10%，而杂志纸的荧光含量高达30%。荧光剂是一种可吸收光线或紫外线而反射蓝白磷光的化学染料，医学实验发现，荧光物质可使细胞产生变异，如对荧光剂接触过量，毒性积累在肝脏或其他器官，会成为潜在的致癌因素。随着人们对环境、健康的要求日趋严格，要求一些特殊用纸不应含有荧光，而日本等国家即使普通纸板也要求荧光含量不能超过5%。这些要求不可避免地限制了废纸浆的应用领域。如能消除废纸浆内的荧光，无疑是解决这一难题、扩大废纸用量的有效途径。

1.使用荧光抑制剂是常用的消除荧光的方法：

荧光抑制剂是典型的聚酰季胺类化合物结构，不能破坏或除去发荧光的分子，而只能抑制它们发荧光的性质，掩盖了荧光特性，并未破坏荧光物质的分子结构和发光基团，因此并未真正消除荧光物质对人类健康的影响；一旦聚酰季胺类化合物被水解,则荧光增白剂又恢复了它的荧光性； 荧光抑制剂对纸浆没有漂白作用，因此不能与废纸浆的漂白工艺结合，增加应用流程。

2.一些氧化性漂白剂，如氯和次氯酸盐等也具有消除荧光的特性： 

因为荧光物质耐氯性很差，氯和次氯酸盐能够破坏大多数荧光结构，使其无荧光性质，但环境法规限制了氯和次氯酸盐的使用；

3、常用的废纸制浆漂白流程：

废纸脱墨→热分散→过氧化氢漂白→洗涤、浓缩→甲脒亚磺酸(FAS)或连二亚硫酸盐漂白→用于造纸

研究发现，废纸制浆中用的漂白剂，例如过氧化氢，连二亚硫酸盐，甲脒亚磺酸(FAS)等常用的漂白剂不能除去荧光。因此去除废纸浆的荧光工艺只能在以上漂白流程的后段增加一个消除荧光的工序，即：

废纸脱墨→热分散→过氧化氢漂白→洗涤、浓缩→甲脒亚磺酸(FAS)或连二亚硫酸盐→荧光消除→用于造纸

其存在的问题是，单纯的消除荧光，由于没有了荧光的增白作用，消除荧光后纸浆的视觉白度明显下降，这样之前的漂白作用所增加的白度几乎完全被抵消；这样不仅造成化学品的浪费，还由于增加流程多耗费好多能源，增加环境的负担。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种环保型、低成本、高效率的消除废纸浆中荧光性物质的方法。

本发明的技术解决方案是：消除废纸浆中荧光性物质的方法，漂白和去除荧光同时进行，主要包括以下步骤：

（1）、向脱墨后的废纸浆内连续通入二氧化氯充分混合，二氧化氯对绝干纸浆质量比为0.5～2.0%，温度20～50℃，反应时间30～60min。

（2）、浓缩洗涤纸浆，用氢氧化钠调节pH到8～11之间，加入绝干纸浆质量比为1～2%的过氧化氢，在80～90℃下反应30～50min，同时加入硅酸钠作为缓冲剂和保护剂，提高过氧化氢的反应效率。

（3）、漂白、浓缩洗涤后的纸浆，可直接用于造纸。

本发明的技术效果是： 本发明采用二氧化氯作为荧光消除剂，破坏荧光发光基团和分子结构，不仅从根本上达到消除荧光的作用，真正消除荧光物质对人类健康的影响；同时二氧化氯具有漂白作用，可弥补消除荧光后纸浆白度下降的缺陷；而且与废纸漂白工艺结合，替代部分原漂白工艺，不仅容易实现，节省投资，还能节省大量的能源和化学品，通过一个工艺起到两种作用。

附图说明

图1为本发明二氧化氯制备装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明将消除荧光和废纸漂白相结合，利用具有荧光消除作用的漂白剂，通过融入废纸漂白流程，在不改变基本漂白流程和工艺的前提下，达到消除荧光与纸浆漂白的双重作用。

本发明所述的具有荧光消除作用的漂白剂是二氧化氯，实验证明，少量的二氧化氯就可能从废纸再生纤维中完全除去荧光，与氯和次氯酸盐一样，二氧化氯能破坏1，2一二苯乙烯的分子结构，特别是共轭双键，破坏它们传送电子的能力，从而能破坏和除去荧光增白剂的荧光基团，达到从根本上消除荧光的效果。

二氧化氯的制备，常用的制备方法有：

①、5NaClO₂+4HCl=4ClO₂+5NaCl+2H ₂O

②、NaClO₃+2HCl=ClO₂+1/2Cl₂+NaCl+H ₂O

方法①和②采用NaClO₃+HCl和NaClO₂+HCl两种反应工艺，原料的转化率和产品的纯度不高，而且反应副产物Cl₂是环境所不允许的。

本发明采用新型二氧化氯制备技术。

2NaClO3+H₂O₂+H₂SO₄=2ClO₂+O₂+NaSO₄+2H₂O

原料的转化率和产品的纯度高，而且反应副产物对生产和环境无害，二氧化氯制备装置见图1。

本发明是漂白和去除荧光同时进行，主要包括以下步骤：

1、启动二氧化氯发生器，连续在线制备二氧化氯，与脱墨后的废纸浆充分混合，二氧化氯对绝干纸浆用量0.5～2.0%，温度20～50℃，反应时间30～60min。

2、经过二氧化氯处理后的纸浆，经过浓缩洗涤，用氢氧化钠调节pH 到 8～11 之间，加入1～2%（对于绝干纸浆）的过氧化氢，在80～90℃下反应30～50min，同时加入硅酸钠来作为缓冲剂和保护剂，提高过氧化氢的反应效率。

3、过氧化氢漂白后的纸浆，经过浓缩洗涤，已经是白度和荧光含量都符合要求的纸浆，可直接用于造纸。

生产流程如下：

废纸脱墨→热分散→二氧化氯漂白→洗涤、浓缩→过氧化氢漂白→洗涤、浓缩→用于造纸

（四）具体实施方式

实施例一

１、废纸浆：混合办公废纸，经过脱墨和漂白

２、纸浆浓度：3.9%

３、反应温度为：35℃

４、反应时间：30min

５、 二氧化氯用量及反应结果见下表：

由上表可见，二氧化氯作为荧光去除剂、处理漂白后的废纸浆时，少量二氧化氯（0.88～1.93%），就能使废纸浆荧光含量由23.27～24.33%降低到2.12～4.54%。，但同时，由于没有荧光的作用，纸浆的R457白度也由74.84～75.12%降到62.79～64.52%，这样会影响到纸浆的应用领域（比如对白度要求较高的纸种上就不能采用）。

为此只能采用本发明的工艺，即将二氧化氯的荧光去除融入到漂白流程中。

实施例二

1、废纸浆：混合办公废纸，经过脱墨，未经过漂白

2、纸浆浓度：7%

3、漂白流程

原始流程：未漂废纸浆→过氧化氢漂白→洗涤→测试白度→FAS漂白→洗涤→测试白度

发明流程：未漂废纸浆→二氧化氯漂白→洗涤→测试白度→过氧化氢漂白→洗涤→测试白度

 4、漂白测试结果见下表：

由上表可见，较之原始流程，本发明流程最终纸浆中荧光含量由原始的16.75%降到4.23%；而白度值也有74.24%，不低于原始流程73.65%的白度。

可见本发明流程，可以很好的实现漂白和消除荧光的双重效果。

Claims (1)

1.一种消除废纸浆中荧光性物质的方法，其特征在于，漂白和去除荧光同时进行，主要包括以下步骤：

（1）、向脱墨后的废纸浆内连续通入二氧化氯充分混合，二氧化氯对绝干纸浆质量比为0.5～2.0%，温度20～50℃，反应时间30～60min；

（2）、浓缩洗涤纸浆，用氢氧化钠调节pH到8～11之间，加入绝干纸浆质量比为1～2%的过氧化氢，在80～90℃下反应30～50min，同时加入硅酸钠作为缓冲剂和保护剂，提高过氧化氢的反应效率；

（3）、漂白、浓缩洗涤后的纸浆，可直接用于造纸。

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