CN106283787A - 一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法 - Google Patents

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殷学风
徐永建
邹娟
林涛
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/02—Pulping cellulose-containing materials with inorganic bases or alkaline reacting compounds, e.g. sulfate processes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/22—Other features of pulping processes
    • D21C3/222—Use of compounds accelerating the pulping processes

Abstract

本发明公开了一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法。本发明通过在硫酸盐法蒸煮竹材制浆过程中以不同的加入点及加入量添加留硅剂，最终得到一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法。本发明的留硅方法指出留硅剂的用量为以绝干竹片质量计0.2%‑0.6%，随着留硅剂用量的增加，在提高留硅效果的同时，蒸煮后浆料的性能也受到很大的影响，在预浸渍段加留硅剂，留硅效果最佳。

Description

一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法
技术领域
本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法。
背景技术
随着国民经济的快速发展，生活必需消费品-纸的需求日益增加。但由于国内浆料市场木材原料的长期不足，我国主要造纸原料需依靠进口。随着近年来进口木浆价格的不断提高，导致了纸浆料市场的供需矛盾问题。为缓解这一矛盾问题，我国首先提出用竹材替代木材原料，用于造纸。
竹子为禾草类植物，具有易繁殖、生长快、产量高、成本低、砍伐后可重复生长培育等诸多优势。竹子作为纤维原料，其纤维长度仅小于针叶木，但竹子生产速度远大于针叶木。在制浆性能方面，竹浆的性能介于针叶木和阔叶木之间，且优于麦草和芦苇等草类纤维原料。有研究者对102种竹材纤维长度进行研究，发现竹材纤维属于制造中高档纸品的纤维类型。正是这些优势使得竹材成为国内造纸介研究的热点。随着国际造纸水平的发展，竹浆的生产技术水平也随之日趋成熟。其中竹浆生产过程中的工艺如洗涤、蒸煮、筛选、漂白等均在不断创新和改进。
虽然竹材具有诸多的优势，也一直是人们研究的热点，但“硅干扰”问题使得竹材在造纸中的应用受到限制。竹子因品种和产地的不同，其灰分含量一般在1%-3%之间，而灰分中50%-70%为SiO2，大量分布于竹节和表皮之中。竹材中的二氧化硅，易结晶，在蒸煮过程中大部分硅以NaSiO3的形式存在于黑液之中，并进入碱回收系统，长期积累使得竹浆白泥在苛化后含有较高含量的CaSiO3，不利于白泥的煅烧，只能作为固体废弃物排放。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法，减少硅的流失，增大竹材在造纸中的应用，从而缓解我国木材造纸原料短缺问题，保护环境，提高废弃物的利用率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法，其特征在于，按质量百分比，包括以下步骤：
1）称取19.8%-19.9%绝干竹片，1.98%-1.99%的氢氧化钠，0.2%-0.6%留硅剂；77.5%-78%的蒸馏水待用；
2）预浸渍：向蒸馏水中加入步骤1）的绝干竹片、氢氧化钠、留硅剂，缓慢升温至100℃，并在100℃时保温60min，小放气，取出绝干竹片和黑液；
3) 蒸煮：将预浸渍所得绝干竹片和占绝干竹片质量8.24%的氢氧化钠、5.42%的硫化钠加入蒸煮锅中，30分钟内，从100℃升温至143℃，保温90分钟后，继续升温至160℃，再保温60分钟，放汽、卸料、取黑液、洗涤。
所述的留硅剂为氧化钙、硫酸镁、偏铝酸钠中的一种。
在预浸渍段和蒸煮阶段加入留硅剂，随留硅剂用量的增加，留硅效果提高。
随着留硅剂用量的增加，在提高留硅效果的同时，蒸煮后浆料的性能也有所好转。
在预浸渍段加入留硅剂，留硅效果最佳。
在预浸渍段加入留硅剂，再经蒸煮，最终纤维上的硅含量明显提高。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明能够有效提高留硅率，减少黑液中的硅含量，使白泥得到有效回收，保护环境；同时提高浆料性能，改善纤维性能，提高竹材在造纸中的利用率，缓解我国木材造纸原料短缺问题。
附图说明
图1为留硅剂留硅效果扫描电镜对比图；其中图1（a）为未加留硅剂的图；图1（b）为添加0.2%留硅剂的图，图1（c）为添加0.4%留硅剂，图1（d）为添加0.6%留硅剂的图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法，包括以下步骤：
1）按质量百分比，称取19.8%的绝干竹片，1.99%的氢氧化钠，0.2%的氧化钙；77.91%的蒸馏水待用；.
2）预浸渍：向蒸馏水中加入竹片、氢氧化钠、偏铝酸钠，缓慢升温至100℃，并在100℃时保温60min，小放气，取竹片和黑液；
3) 蒸煮：将预浸渍所得竹片和8.24%的氢氧化钠（以绝干竹片质量计）、5.42%的硫化钠加入蒸煮锅中，30分钟内，从100℃升温至143℃，并保温90分钟。继续升温至160℃，并保温60分钟，放汽、卸料、取黑液、洗涤。
实施例2
1）按质量百分比，称取19.87%的绝干竹片，1.98%的氢氧化钠，0.4%的硫酸镁；77.5%的蒸馏水待用；
2）预浸渍：向蒸馏水中加入步骤1）的绝干竹片、氢氧化钠、硫酸镁，缓慢升温至100℃，并在100℃时保温60min，小放气，取竹片和黑液；
3) 蒸煮：将预浸渍所得竹片和8.24%的氢氧化钠（以绝干竹片重量计）、5.42%的硫化钠加入蒸煮锅中，30分钟内，从100℃升温至143℃，并保温90分钟。继续升温至160℃，并保温60分钟，放汽、卸料、取黑液、洗涤。
实施列3
1）按质量百分比，称取19.9%的绝干竹片，1.98%的氢氧化钠，0.6%的偏铝酸钠；77.62%的蒸馏水待用；.
2）预浸渍：向蒸馏水中加入竹片、氢氧化钠、偏铝酸钠，缓慢升温至100℃，并在100℃保温60min，小放气，取竹片和黑液。
3) 蒸煮：将预浸渍所得竹片和以绝干竹片重量计8.24%的氢氧化钠、5.42%的硫化钠加入蒸煮锅中，30分钟内，从100℃升温至143℃，并保温90分钟。继续升温至160℃，并保温60分钟，放汽、卸料、取黑液、洗涤。
下列为实验分析图：
参见图1，留硅剂留硅效果对比图，图1(a)、(b)、(c)、(d)分别为添加0%、0.2%、0.4%、0.6%留硅剂的留硅效果。对比发现，未添加留硅剂的竹片经过预浸渍和蒸煮工艺后，仅有微量的硅保留下来，添加0.2%-0.6%的留硅剂后，硅保留量明显提高，留硅效果较好。

Claims (5)

1.一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法，其特征在于，按质量百分比，包括以下步骤：
1）称取19.8%-19.9%绝干竹片，1.98%-1.99%的氢氧化钠，0.2%-0.6%留硅剂；77.5%-78%的蒸馏水待用；
2）预浸渍：向蒸馏水中加入步骤1）的绝干竹片、氢氧化钠、留硅剂，缓慢升温至100℃，并在100℃时保温60min，小放气，取出绝干竹片和黑液；
3) 蒸煮：将预浸渍所得绝干竹片和占绝干竹片质量8.24%的氢氧化钠、5.42%的硫化钠加入蒸煮锅中，30分钟内，从100℃升温至143℃，保温90分钟后，继续升温至160℃，再保温60分钟，放汽、卸料、取黑液、洗涤。
2.根据权利要求1所述的一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法，其特征在于，所述的留硅剂为氧化钙、硫酸镁、偏铝酸钠中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按质量百分比，称取19.8%的绝干竹片，1.99%的氢氧化钠，0.2%的氧化钙；77.91%的蒸馏水待用；.
2）预浸渍：向蒸馏水中加入竹片、氢氧化钠、氧化钙，缓慢升温至100℃，并在100℃时保温60min，小放气，取竹片和黑液；
3) 蒸煮：将预浸渍所得竹片和8.24%的氢氧化钠（以绝干竹片质量计）、5.42%的硫化钠加入蒸煮锅中，30分钟内，从100℃升温至143℃，并保温90分钟；
继续升温至160℃，并保温60分钟，放汽、卸料、取黑液、洗涤。
4.根据权利要求1所述的一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按质量百分比，称取19.87%的绝干竹片，1.98%的氢氧化钠，0.4%的硫酸镁；77.5%的蒸馏水待用；
2）预浸渍：向蒸馏水中加入步骤1）的绝干竹片、氢氧化钠、硫酸镁，缓慢升温至100℃，并在100℃时保温60min，小放气，取竹片和黑液；
3) 蒸煮：将预浸渍所得竹片和8.24%的氢氧化钠（以绝干竹片重量计）、5.42%的硫化钠加入蒸煮锅中，30分钟内，从100℃升温至143℃，并保温90分钟；
继续升温至160℃，并保温60分钟，放汽、卸料、取黑液、洗涤。
5.根据权利要求1所述的一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按质量百分比，称取19.9%的绝干竹片，1.98%的氢氧化钠，0.6%的留硅剂；77.62%的蒸馏水待用；.
2）预浸渍：向蒸馏水中加入竹片、氢氧化钠、偏铝酸钠，缓慢升温至100℃，并在100℃保温60min，小放气，取竹片和黑液；
3) 蒸煮：将预浸渍所得竹片和以绝干竹片重量计8.24%的氢氧化钠、5.42%的硫化钠加入蒸煮锅中，30分钟内，从100℃升温至143℃，并保温90分钟；
继续升温至160℃，并保温60分钟，放汽、卸料、取黑液、洗涤。
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