CN102345241B - 一种硫酸盐法蒸煮的针阔混合化学浆的漂白工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硫酸盐法蒸煮的针阔混合化学浆的漂白工艺，将用硫酸盐法蒸煮好的针叶木化学浆和用硫酸盐法蒸煮好的阔叶木化学浆按照质量比3∶7至7∶3的比例范围进行混合，然后采用漂白工序为O1-O2-D0一OEP-D1-D2或O1-O2-D0一OEP-D1的ECF漂白工艺进行高白度漂白。本发明整个过程与分别蒸煮、分别漂白的纸浆相比，所消耗的化学药品用量持平或略有减少，由于两种蒸煮原浆的卡伯值相近，所以其他的漂白工艺条件比较温和，比硬度差距大的纸浆更好漂白。漂白后的纸浆的白度稳定性和抄制成纸的各项物理指标，如耐破指数、裂断长、撕裂指数、耐折度等都较好。
Description
技术领域
本发明涉及一种漂白工艺，属于造纸技术领域。
背景技术
随着我国造纸工业的快速发展，木材已成为我国制浆造纸工业的主要原材料，木材原料包括针叶木和阔叶木两种。用针叶木和阔叶木生产化学浆主要有两种方法，一种是硫酸盐法，一种是氢氧化钠蒽醌法。在实际纸张的生产中，根据纸张的物理强度指标要求和纸张的特性要求，纸浆的针阔化学浆的配抄比例是不同的。当前情况下，是阔叶木和针叶木分别蒸煮、漂白，然后将其按一定比例混合成浆生产各种高档纸张。如果是把针叶木和阔叶木分别蒸煮，按照各自的蒸煮条件进行蒸煮，可以较好的控制针叶木原浆和阔叶木原浆的卡伯值，有利于后续的漂白。
专利CN 102086609A公开了一种针叶木与阔叶木混合硫酸盐制浆工艺，包括备料、硫酸盐法蒸煮、洗涤筛选、漂白，将针叶木与阔叶木重量比为7～8∶2～3的比例将木片混合均匀送入蒸煮锅用硫酸盐法蒸煮制浆，其采用立锅蒸煮对针叶木与阔叶木进行混合蒸煮，其他工艺流程与生产马尾松硫酸盐针叶木浆基本相同，针叶木比阔叶木更难蒸煮，比蒸煮阔叶木时的蒸煮温度要高、所需化学品的用量要多，如果是针叶木和阔叶木混合蒸煮，存在一个蒸煮的工艺条件偏向于针叶木的蒸煮条件还是偏向于阔叶木的蒸煮条件的问题：如果针叶木木片的质量比例大于阔叶木木片的质量时，蒸煮的条件必须偏向于针叶木的蒸煮条件，否则蒸煮结束时针叶木不能完全成浆，在针叶木完全成浆的情况下，阔叶木会因为强烈的蒸煮条件而损失得率、导致纤维降解程度加剧、从而成浆的物理强度下降；如果针叶木和阔叶木混合比例是阔叶木的质量大于针叶木的质量时，蒸煮的条件就偏向于阔叶木的蒸煮条件，在这种情况下，针叶木较难完全成浆，所以纸浆的硬度偏高，不利于后续的纸浆漂白；如果针叶木和阔叶木按照1∶1的比例混合蒸煮，按照针叶木的蒸煮条件的下限和阔叶木的蒸煮条件的上限进行确定蒸煮条件，能够使针阔混合蒸煮得以实现，但蒸煮后的纸浆的硬度比较高，不利于后续纸浆的漂白。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足而提供了一种硫酸盐法蒸煮的针阔混合化学浆的漂白工艺。
本发明采取的技术方案为：
一种硫酸盐法蒸煮的针阔混合化学浆的漂白工艺，步骤如下：
将用硫酸盐法蒸煮好的针叶木化学浆和用硫酸盐法蒸煮好的阔叶木化学浆按照质量比3∶7至7∶3的比例范围进行混合，然后采用漂白工序为O1-O2-D0一OEP-D1-D2或O1-O2-D0一OEP-D1的ECF(Elemental Chlorine Free)漂白工艺进行高白度漂白。
所述的漂白工序具体为：
(1)将混合好的原浆洗涤，洗涤好的针阔混合原浆放入氧脱木素的反应釜中进行O1段氧脱木素；
(2)在O1段氧脱木素结束后，对纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆再次进入氧脱木素的反应釜中进行O2段氧脱木素；
(3)在O2段氧脱木素结束后，对纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆进行D0段二氧化氯漂白；
(4)在D0段二氧化氯漂白结束后，对纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆进行OEP漂白；
(5)在OEP漂白结束后，对纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆进行D1段二氧化氯漂白，完成；
或者在步骤(1)-(5)后，进行D2段二氧化氯补充漂白，再结束完成漂白。
所述的ECF漂白工艺具体步骤如下：
(1)将按比例混合好的原浆洗涤，洗涤好的针阔混合原浆放入氧脱木素的反应釜中，加入NaOH、MgSO4调节pH值11-13，通入氧气，在90-95℃温度内0.6-0.8MPa压力下进行O1段氧脱木素，时间15-20min；
(2)将步骤(1)得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆再次加入氧脱木素的反应釜中，加入NaOH、MgSO4调节pH值11-13，通入氧气，在95-105℃温度内0.4-0.6MPa压力下进行O2段氧脱木素，时间60-90min；
(3)对步骤(2)得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆加入硫酸或盐酸调节pH值4-6，加入二氧化氯，在65-75℃温度内常压下进行D0段二氧化氯漂白，时间60-90min；
(4)对步骤(3)得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆加入过氧化氢、螯合剂、烧碱，通入氧气，在80-85℃温度内、0.4-0.6MPa压力下、pH值10-12内进行OEP漂白，时间90-120min；
(5)对步骤(4)得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆加入硫酸或盐酸调节pH值4.-6.，加入二氧化氯，在65-75℃温度内常压下进行D1段二氧化氯漂白，时间120-180min；
步骤(5)后结束；或者步骤(5)后在65-75℃温度内常压下进行D2段二氧化氯补充漂白90-120min。
上述的ECF漂白工艺：
步骤(1)中所述的NaOH用量为绝干浆质量的1.8-2.2％，MgSO4用量为绝干浆质量的0.4-0.7％，氧气用量为绝干浆质量的1.3-1.7％。
步骤(2)中所述的NaOH用量为绝干浆质量的1.8-2.4％，MgSO4用量为绝干浆质量的0.4-0.7％，氧气用量为绝干浆质量的1.1-1.5％。
步骤(3)中所述的硫酸或盐酸用量为绝干浆质量的0.1-0.5％，二氧化氯用量为绝干浆质量的1.0-1.6％(按100％二氧化氯计算)。
步骤(4)中所述的过氧化氢用量为绝干浆质量的1.2-2％，氧气用量为绝干浆质量的1.3-1.7％，烧碱用量为绝干浆质量的1.5-2％，螯合剂(DTPA、EDTA或BSP2140)用量为绝干浆质量的0.4-1％。
步骤(5)中所述的硫酸或盐酸用量为绝干浆质量的0.1-0.5％，二氧化氯用量为绝干浆质量的0.6-1％(按100％二氧化氯计算)。
上述各步骤中反应物加入后调整浆浓至10-12％wt％然后进行一定压力和温度下进行反应。
在D1段二氧化氯漂白结束后，纸浆的白度一般在83-85％ISO，可部分满足实际生产的要求，在这种情况下，D1段二氧化氯漂白可作为终漂段；但为了使针阔混合浆满足抄造更高白度纸张的要求，对D1段二氧化氯漂白纸浆进行洗涤，进行D2段二氧化氯漂白，使纸浆漂至86-90％ISO，同时，由于原料和生产环节的原因，如果D1段二氧化氯漂白后，纸浆的白度达不到83％ISO以上时，也可进行D2段二氧化氯漂白，D2段二氧化氯的用量为绝干浆质量的0.2-0.7％。
本发明将用硫酸盐法蒸煮好的针叶木化学浆和用硫酸盐法蒸煮好的阔叶木化学浆按照质量比3∶7至7∶3混合的比例范围进行混合，然后采用O1、O2、D0、OEP、D1(D2)新漂序的漂白工艺进行ECF(Elemental Chlorine Free)高白度漂白。针叶木硫酸盐浆卡伯值的范围是16-23，阔叶木硫酸盐浆的卡伯值范围16-21，按照质量比3∶7至7∶3混合的针阔混合硫酸盐浆的卡伯值在16-22，通过实验研究表明，卡伯值相近的针叶木硫酸盐原浆和阔叶木硫酸盐原浆在混合漂白时产生了一定的协同或互补作用，保持了混合化学浆的良好的纸浆性能，抄造出物理性能更好的纸张。本发明整个过程与分别蒸煮、分别漂白的纸浆相比，所消耗的化学药品用量持平或略有减少，由于两种蒸煮原浆的卡伯值相近，所以其他的漂白工艺条件比较温和，比硬度差距大的纸浆更好漂白。漂白后的纸浆的白度稳定性和抄制成纸的各项物理指标，如耐破指数、裂断长、撕裂指数、耐折度等都较好。以下是混合漂白纸浆与分别蒸煮分别漂白后纸浆混合打浆抄制成60g/m2纸张的各项物理指标比较。
硫酸盐法蒸煮的混合漂白和分别漂白的纸浆物理性能指标比较一览表
备注：1、针阔混合漂白混合比3∶7，是具体实施例1所得纸浆抄成60g/m2的纸页测得的各项物理指标。
2、针叶木硫酸盐浆和阔叶木硫酸盐浆分别按照O1-O2-D0一OEP-D1漂序漂白后，针叶木漂白浆白度83.6，阔叶木漂白浆白度83.5，二者按3∶7混合打浆后抄成60g/m2的纸页测得的各项物理指标。
3、针阔混合漂白混合比1∶1，是具体实施例2所得纸浆抄成60g/m2的纸页测得的各项物理指标。
4、针叶木硫酸盐浆和阔叶木硫酸盐浆分别按照O1-O2-D0一OEP-D1漂序漂白后，针叶木漂白浆白度84.2，阔叶木漂白浆白度84.5，二者按1∶1混合打浆后抄成60g/m2的纸页测得的各项物理指标。
5、针阔混合漂白混合比7∶3，是具体实施例3所得纸浆。
6、针叶木硫酸盐浆和阔叶木硫酸盐浆分别按照O1-O2-D0一OEP-D1-D2漂序漂白后，针叶木漂白浆白度86.8，阔叶木漂白浆白度86.5，二者按1∶1混合打浆后抄成60g/m2的纸页测得的各项物理指标。
具体实施方式
实施例1
将用硫酸盐法蒸煮好的针叶木化学浆和用硫酸盐法蒸煮好的阔叶木化学浆按照质量比3∶7的比例范围进行混合，然后按下列步骤漂白：
(1)将按比例混合好的原浆用自来水或地下水洗涤(以下同)，洗涤好的针阔混合原浆放入氧脱木素的反应釜中，加入NaOH、MgSO4调节pH值11，通入氧气，在95℃温度内0.6MPa压力下进行O1段氧脱木素，时间20min；NaOH用量为绝干浆质量的1.8％，MgSO4用量为绝干浆质量的0.5％，氧气用量为绝干浆质量的1.6％；
(2)将步骤(1)得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆再次加入氧脱木素的反应釜中，加入NaOH、MgSO4调节pH值12，通入氧气，在105℃温度内0.6MPa压力下进行O2段氧脱木素，时间90min；所述的NaOH用量为绝干浆质量的2.0％，MgSO4用量为绝干浆质量的0.5％，氧气用量为绝干浆质量的1.2％；
(3)对步骤(2)得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆加入硫酸调节pH值5，加入二氧化氯，在70℃温度内常压下进行D0段二氧化氯漂白，时间90min，所述的硫酸用量为绝干浆质量的0.2％，二氧化氯用量为绝干浆质量的1.5％(按100％二氧化氯计算)；
(4)对步骤(3)得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆加入过氧化氢、螯合剂、烧碱，通入氧气，在80℃温度内、0.3MPa压力下、pH值11进行OEP漂白，时间120min，所述的过氧化氢用量为绝干浆质量的1.5％，氧气用量为绝干浆质量的1.4％，烧碱用量为绝干浆质量的1.6％，螯合剂(DTPA)用量为绝干浆质量的0.5％；
(5)对步骤(4)得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆加入硫酸调节pH值5，加入二氧化氯，在75℃温度内常压下进行D1段二氧化氯漂白，时间150min，所述的硫酸用量为绝干浆质量的0.2％，二氧化氯用量为绝干浆质量的0.6％(按100％二氧化氯计算)。
纸浆的白度达到83.4％ISO。
实施例2
将用硫酸盐法蒸煮好的针叶木化学浆和用硫酸盐法蒸煮好的阔叶木化学浆按照质量比1∶1的比例范围进行混合，然后按下列步骤漂白：
(1)将按比例混合好的原浆洗涤自来水或地下水洗涤(以下同)，洗涤好的针阔混合原浆放入氧脱木素的反应釜中，加入NaOH、MgSO4调节pH值13，通入氧气，在90℃温度内0.7MPa压力下进行O1段氧脱木素，时间15min；NaOH用量为绝干浆质量的2.4％，MgSO4用量为绝干浆质量的0.5％，氧气用量为绝干浆质量的1.3％；
(2)将步骤(1)得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆再次加入氧脱木素的反应釜中，加入NaOH、MgSO4调节pH值11，通入氧气，在95℃温度内0.5MPa压力下进行O2段氧脱木素，时间90min；所述的NaOH用量为绝干浆质量的1.8％，MgSO4用量为绝干浆质量的0.6％，氧气用量为绝干浆质量的1.3％；
(3)对步骤(2)得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆加入盐酸调节pH值5，加入二氧化氯，在65℃温度内常压下进行D0段二氧化氯漂白，时间90min，所述的盐酸用量为绝干浆质量的0.3％，二氧化氯用量为绝干浆质量的1.5％(按100％二氧化氯计算)；
(4)对步骤(3)得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆加入过氧化氢、螯合剂、烧碱，通入氧气，在80℃温度内、0.5MPa压力下、pH值10内进行OEP漂白，时间100min，所述的过氧化氢用量为绝干浆质量的1.5％，氧气用量为绝干浆质量的1.5％，烧碱用量为绝干浆质量的1.8％，螯合剂(EDTA)用量为绝干浆质量的0.6％；
(5)对步骤(4)得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆加入盐酸调节pH值6.0，加入二氧化氯，在75℃温度内常压下进行D1段二氧化氯漂白，时间120min，所述的盐酸用量为绝干浆质量的0.2％，二氧化氯用量为绝干浆质量的0.8％(按100％二氧化氯计算)。
纸浆的白度达到84.2％ISO。
实施例3
将用硫酸盐法蒸煮好的针叶木化学浆和用硫酸盐法蒸煮好的阔叶木化学浆按照质量比7∶3的比例范围进行混合，然后按下列步骤漂白：
(1)将按比例混合好的原浆用自来水或地下水洗涤(以下同)，洗涤好的针阔混合原浆放入氧脱木素的反应釜中，加入NaOH、MgSO4调节pH值12，通入氧气，在90℃温度内0.6MPa压力下进行O1段氧脱木素，时间15min；NaOH用量为绝干浆质量的2.2％，MgSO4用量为绝干浆质量的0.6％，氧气用量为绝干浆质量的1.3％；
(2)将步骤(1)得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆再次加入氧脱木素的反应釜中，加入NaOH、MgSO4调节pH值11，通入氧气，在100℃温度内0.6MPa压力下进行O2段氧脱木素，时间90min；所述的NaOH用量为绝干浆质量的1.9％，MgSO4用量为绝干浆质量的0.7％，氧气用量为绝干浆质量的1.4％；
(3)对步骤(2)得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆加入硫酸调节pH值5，加入二氧化氯，在75℃温度内常压下进行D0段二氧化氯漂白，时间60min，所述的硫酸用量为绝干浆质量的0.3％，二氧化氯用量为绝干浆质量的1.2％(按100％二氧化氯计算)；
(4)对步骤(3)得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆加入过氧化氢、螯合剂、烧碱，通入氧气，在80℃温度内、0.5MPa压力下、pH值11内进行OEP漂白，时间120min，所述的过氧化氢用量为绝干浆质量的1.5％，氧气用量为绝干浆质量的1.3％，烧碱用量为绝干浆质量的1.5％，螯合剂(BSP2140)用量为绝干浆质量的0.5％；
(5)对步骤(4)得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆加入硫酸调节pH值4.5，加入二氧化氯，在65℃温度内常压下进行D1段二氧化氯漂白，时间120min，所述的硫酸用量为绝干浆质量的0.2％，二氧化氯用量为绝干浆质量的0.6％(按100％二氧化氯计算)。
(6)将纸浆在75℃温度内常压下进行D2段二氧化氯补充漂白90min，浆料浓度：12％，洗浆机进浆pH值5，二氧化氯用量为绝干浆质量的0.3％(100％二氧化氯)；调节pH值的硫酸用量为绝干浆质量的0.2％。
纸浆的白度达到86.5％ISO。
Claims (7)
1.一种硫酸盐法蒸煮的针阔混合化学浆的漂白工艺，其特征是：
将用硫酸盐法蒸煮好的卡伯值范围16—23的针叶木化学浆和用硫酸盐法蒸煮好的卡伯值范围16—21的阔叶木化学浆按照质量比3:7至7:3的比例范围进行混合，然后采用漂白工序为O1—O2-D0一OEP—D1—D2或O1—O2-D0一OEP—D1的ECF漂白工艺进行高白度漂白；
所述的ECF漂白工艺具体步骤如下：
（1）将按比例混合好的原浆洗涤，洗涤好的针阔混合原浆放入氧脱木素的反应釜中，加入NaOH、MgSO4调节pH值11—13，通入氧气，在90—95℃温度内0.6—0.8MPa压力下进行O1段氧脱木素，时间15—20min；
（2）将步骤（1）得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆再次加入氧脱木素的反应釜中，加入NaOH、MgSO4调节pH值11—13，通入氧气，在95—105℃温度内0.4—0.6MPa压力下进行O2段氧脱木素，时间60—90min；
（3）对步骤（2）得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆加入硫酸或盐酸调节pH值4—6，加入二氧化氯，在65—75℃温度内常压下进行D0段二氧化氯漂白，时间60—90min；
（4）对步骤（3）得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆加入过氧化氢、螯合剂、烧碱，通入氧气，在80—85℃温度内、0.4—0.6MPa压力下、pH值10-12内进行OEP漂白，时间90—120min；
（5）对步骤（4）得纸浆进行洗涤，洗涤好的纸浆加入硫酸或盐酸调节pH值4.—6.，加入二氧化氯，在65—75℃温度内常压下进行D1段二氧化氯漂白，时间120—180min；
步骤（5）后结束；或者步骤（5）后在65—75℃温度内常压下进行D2段二氧化氯补充漂白90-120min。
2.根据权利要求1所述的硫酸盐法蒸煮的针阔混合化学浆的漂白工艺，其特征是，步骤（1）中所述的NaOH用量为绝干浆质量的1.8-2.2%，MgSO4用量为绝干浆质量的0.4-0.7%，氧气用量为绝干浆质量的1.3—1.7%。
3.根据权利要求1所述的硫酸盐法蒸煮的针阔混合化学浆的漂白工艺，其特征是，步骤（2）中所述的NaOH用量为绝干浆质量的1.8-2.4%，MgSO4用量为绝干浆质量的0.4-0.7%，氧气用量为绝干浆质量的1.1-1.5%。
4.根据权利要求1所述的硫酸盐法蒸煮的针阔混合化学浆的漂白工艺，其特征是，步骤（3）中所述的硫酸或盐酸用量为绝干浆质量的0.1-0.5%，二氧化氯用量为绝干浆质量的1.0-1.6%.
5.根据权利要求1所述的硫酸盐法蒸煮的针阔混合化学浆的漂白工艺，其特征是，步骤 （4）中所述的过氧化氢用量为绝干浆质量的1—1.5%，氧气用量为绝干浆质量的1.3—1.7%，烧碱用量为绝干浆质量的1.5—2%，螯合剂用量为绝干浆质量的0.4-1%。
6.根据权利要求1或5所述的硫酸盐法蒸煮的针阔混合化学浆的漂白工艺，其特征是，所述的螯合剂为DTPA或EDTA。
7.根据权利要求1所述的硫酸盐法蒸煮的针阔混合化学浆的漂白工艺，其特征是，步骤（5）中所述的硫酸或盐酸用量为绝干浆质量的0.1-0.5%，二氧化氯用量为绝干浆质量的0.6—1%。
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