CN108193539A

CN108193539A - 一种获取均匀分离桉木纸浆纤维的制备方法

Info

Publication number: CN108193539A
Application number: CN201711467286.4A
Authority: CN
Inventors: 孙廷聪; 韩绍中; 马宁; 苏文德; 陈克利; 李欣欣; 张立龙; 田胜龙
Original assignee: Yunnan Yun-Jing Forestry & Pulp Mill Co Ltd
Current assignee: Yunnan Yun-Jing Forestry & Pulp Mill Co Ltd
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2018-06-22

Abstract

本发明公开一种获取均匀分离桉木纸浆纤维的制备方法，将桉木木片，送入负压混料仓中进行减压排气；再在负压状态下过量加入蒸煮剂并保持数分钟，待恢复至常温常压状态，排出多余的蒸煮剂；再将木片送入蒸煮设备中按常规蒸煮曲线蒸煮、喷放，按常规进行洗、选、筛，得到良浆。本发明蒸煮均匀性的保证对桉木片外部纤维的损伤也降至最低，在浆渣接近于零的前提下能提高2‑3个百分点的纸浆得率。所获得的纸浆所含纤维性尘埃已经在满足生活用纸质量标准的范围之内而可以直接使用，本发明最终的纸浆生产成本基本维持在普通本色浆成本水平，所得的还是更优质的纸浆。

Description

一种获取均匀分离桉木纸浆纤维的制备方法

技术领域

本发明涉及一种获取均匀分离桉木纸浆纤维的制备方法，属于制浆造纸技术领域。

背景技术

桉木是当今世界造纸工业依托的重要木材纤维原料。尽管其不到1.0 mm的平均纤维长度在造纸原料中凸显不足，但其优势突出的速生丰产、偏高的化学制浆得率，较好的纸浆可漂性以及造纸化学助剂功能的拓展与提升让桉木纸浆应用得到了空前的发展，成为了在化学木浆中所占比最大的浆种，且除了在有长纤维特殊要求的产品之外的所有领域都得到了广泛应用。

就桉木的化学制浆技术而言已经发展得很成熟，绝大多数的桉木化学浆都是以漂白浆为制浆的终端产品应用于造纸产品的生产。即便是不经漂白就用于造纸的桉木化学浆，由于造纸产品多以本色包装用纸为主体，其纸浆的品质也足以满足要求。随着人们生活质量的提高带来对生活用纸需求日加的旺盛，对其产品品质与质量的要求也越来越高。从漂白生活用纸产品质量与品质的体现方面，市售的漂白桉木浆是完全可以满足要求的。然而，近些年逐步发展起来的本色生活用纸市场却对本色浆的质量提出了比以往更为严苛的要求，特别是对浆中所含的纤维性尘埃要尽可能地少。

对植物纤维原料的化学制浆，通常只要达到纤维的分离点就可以结束蒸煮。考虑到后续漂白和废液污染物控制与回收处理负荷的降低，一般都会在达到纤维分离点之后再继续多脱出一些浆中木素。这样既对降低浆渣有利，又能较有效地控制纸浆得率的下降。即便是这样，洗涤筛选后的纸浆中含有一定比例的未分离完全的纤维束——纤维性尘埃也是很正常。这些纤维性尘埃通过漂白进一步脱木素后就基本完全分离开而能做到最终不含有纤维束的程度。但是，要由非漂白纸浆生产生活用纸，由于生活用纸属于薄型纸，纤维束不仅尺寸明显大于单纤维，且颜色较暗，在纸页上就会形成色斑性尘埃，导致纸页感官与品质明显降低，甚至带来强度的下降。因此，本色浆的纤维性杂质在本色生活用纸生产时要求尽量杜绝。目前，对木浆纤维性杂质的控制多以强化筛选、净化等措施来最大限度地除去，带来的一个问题则是运行投入与成本增加的同时，纸浆损失较多。最终的结果可能导致本色纸浆生活用纸生产的成本反而高于漂白纸浆生活用纸的。这对资源集约化利用显然是不利的。要显著降低纸浆中纤维性杂质的大量介入，首先就必须在蒸煮环节让纸浆纤维分离得彻底。而就目前对木材的制浆而言，既要得到尽可能完全分离的纤维，同时还要保持尽可能高的纸浆得率这种两全的制浆技术尚未有实质性的突破，因此现有制浆技术往往也就只能顾此失彼。

发明内容

本发明的目的在于提供一种获取均匀分离桉木纸浆纤维的制备方法，以桉木原料为对象，借助于备料、缓和硫酸盐蒸煮加上氧脱木素三个技术环节的把控与协同作用，在保持现行桉木硫酸盐蒸煮得率不降低的前提下，获得纤维几乎完全单离的桉木纸浆，即不额外强化筛选、净化过程就能完全满足本色生活用纸用纸浆的纤维质量要求。

本发明是提高桉木纸浆纤维分离效果，基本杜绝纤维性杂质，保证本色生活用纸所用纸浆质量的方法。桉木经脱皮，削片，排除空气，加蒸煮剂和助剂，浸渍，装料，硫酸盐法蒸煮，氧脱木素制得纤维完全分离的均匀优质的本色桉木浆，完全符合本色生活用纸用浆质量要求。

除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数。

本发明通过下列技术方案实现：一种获取均匀分离桉木纸浆纤维的制备方法，包括下述步骤：

（1）将桉木原料经人工或机械剥皮、削片后成为木片，送入温度为50~60℃、压力为5~15kpa的负压混料仓中进行减压排气5~15min，使木片呈负压状态；再在负压状态下过量加入由下列组分组成的蒸煮剂并保持40~60min：NaOH浓度3.5~4.5%、硫化钠浓度0.5~1.5%、蒽醌浓度0.01~0.1%、表面活性剂浓度0.02~0.2%，其余为水；然后恢复至常温常压状态，排出多余的蒸煮剂；本步骤通过负压及超声辅助条件，将木片中的空气尽快排除以明显改善药液对木片组织内部的均匀渗透，使木片完全吸收蒸煮剂至饱和状态，为最大限度地降低蒸煮不均匀性、显著降低纤维束比例奠定基础；

（2）将步骤（1）的木片送入蒸煮设备中按常规蒸煮曲线升温90~120min、最高温度140~150℃、保温120~180 min进行蒸煮，蒸煮结束后，实施浆料喷放，按常规进行洗、选、筛，得到良浆和黑液，黑液进入碱回收系统；此步骤的蒸煮成浆结果：细浆得率54~57%、浆渣率低于0.4%、卡伯值14~18、白度32~40%ISO、黏度1200 ~1400 mL/g、成纸纤维性尘埃≥1mm²小于5个/m²。

所述步骤（1）的混料仓中设有超声辅助装置，以加速蒸煮药液往木片内部的渗透与混合均匀，混料仓外敷设保温材料以保证蒸煮药液浸泡木片期间的温度下降不超过8℃。

所述步骤（1）的木片在送入混料仓前的干度要求不低于85%；如果达不到干度要求，则须在加入蒸煮剂前的负压排气过程中送入温度不高于60℃的干热空气，一边加热木片，一边自然排出湿气，将木片预热至50℃后再进入木片的负压处理。

所述步骤（1）的表面活性剂为阴离子型表面活性剂和/或非离子型表面活性剂。

所述步骤（1）多余的蒸煮剂排入残液过渡池中，检测残液各试剂的浓度，未达到蒸煮剂所需浓度的则通过补加工业纯试剂并搅拌均匀，随后与预先调制好的蒸煮剂混合，用于下一次的木片负压吸液。

所述步骤（2）的蒸煮设备为带药液循环的连续或间歇蒸煮器，或者不带药液循环的间歇蒸煮器；当使用带药液循环的连续或间歇蒸煮器时，还需额外加入与木片原料质量（绝干木片）相同的同种蒸煮剂参与药液循环；当使用不带药液循环的间歇蒸煮器时，步骤（1）的蒸煮剂中NaOH浓度调整至3.8~4.5%，其他试剂浓度范围不变。

进一步地，所述步骤（2）的良浆送入氧脱木素塔，在浆浓10~15%、初始氧压0.4~0.6MPa、用碱量1.5~2.5%、Mg₂SO₄用量0.2~0.5%、温度85~100℃的条件下进行氧脱45~75min，之后按规范要求洗净度洗涤，洗涤废水作为步骤（2）蒸煮后浆料洗涤的回用水，即得到桉木氧脱浆。此步骤氧脱浆结果：氧脱木素纸浆损失率2~4%、卡伯值9~11、白度46~52%ISO、黏度1050~1200 mL/g、成纸纤维性尘埃≥1mm²小于2个/m²。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）现有技术对木片和药液的混合不均匀，当药液渗透到木片的内部时，蒸煮试剂已消耗很大一部分而不足以保证木组织内部纤维完全的分离。利用带负压的混料仓，在不超过80℃的蒸煮药液的负压快速渗透之下，给予一定的渗透时间就能使木片组织内外都达到均一一致的药液混合。

（2）进入蒸煮器升温前，木片所含蒸煮试剂的浓度处于高位，相应可降低10-20℃的蒸煮温度，但从升温到保温以及蒸煮结束的整个过程的蒸煮液在木片组织中始终浓度均一，免除了木片传统蒸煮外部纤维损伤大而内部蒸煮不足导致纤维分离效果差的问题，浆渣产生量最小，纤维束含量最少。

（3）蒸煮均匀性的保证对桉木片外部纤维的损伤也降至最低，在浆渣接近于零的前提下能提高2-3个百分点的纸浆得率。

（4）所获得的纸浆所含纤维性尘埃已经在满足生活用纸质量标准的范围之内而可以直接使用，如果希望纸浆的颜色更浅一些则再在桉木氧脱浆基础上增加一段氧脱木素即可，且浆中残余的纤维性尘埃基本完全解离。

（5）现有技术为去除大量纤维性尘埃增加筛选、精选设备及规格要求，使得纸浆最终的生产成本甚至超过漂白纸浆，同时还不可避免地带走大量纤维。本发明虽然多了一个木片处理环节，即增加使用木片负压混料仓，但与上述现有技术相比，本发明最终的纸浆生产成本基本维持在普通本色浆成本水平，所得的还是更高附加值生活用纸的优质纸浆。

本发明的工艺步骤为：干度大于85%的按木片先送入木片负压混料仓排气，加入NaOH浓度3.5~4.5%、硫化钠浓度0.5~1.5%、蒽醌浓度0.01~0.1%、表面活性剂浓度0.02~0.2%的蒸煮药液浸没木片，于50-60℃均匀渗透，并可借助内置超声装置加速木片对药液的吸收，排出多余药液的目标在蒸煮器按蒸煮曲线升温90~120 min、最高温度140~150℃、保温120~180 min进行蒸煮，可得到浆渣率低于0.4%、得率不降反升（与现有技术相比，得率升高了1-2%）的桉木硫酸盐浆，浆中纤维束含量比常规法的大幅度减少、成纸纤维性尘埃≥1mm²小于5个/m²，完全满足本色生活用纸用浆质量的要求。后续增加一段氧脱木素还能明显提升生活用纸用浆的质量。

由于纤维性尘埃主要来自未分离好的纤维束，也就是纤维分离不完全。一般纸浆筛选、净化对纤维性尘埃分离不是十分有效，用传统筛选、净化的方法在降低纤维性尘埃的同时，也会更多地损失掉纤维，直接的结果就是总的纸浆得率进一步降低。本发明既能在不损失纤维（得率不降反升）的情况下，还能实现纤维的完全分离。

具体实施方式

通过下面给出的具体实施例，可以进一步清楚地了解本发明。但它们不是对本发明的限定。

实施例１

（1）将桉木原料经人工或机械剥皮、削片后成为木片，木片高于85%，送入温度为55℃、压力为12kpa的负压混料仓中进行减压排气15min，混料仓中设有超声辅助装置，以加速蒸煮药液往木片内部的渗透与混合均匀，混料仓外敷设保温材料以保证蒸煮药液浸泡木片期间的温度下降不超过8℃，启动内置超声装置超声3 min持续减压排气，使木片呈负压状态；再在负压状态下过量加入由下列组分组成的蒸煮剂并保持40min：NaOH浓度3.5%、硫化钠浓度1%、蒽醌浓度0.1%、常规表面活性剂浓度0.2%，其余为水；然后恢复至常温常压状态，排出多余的蒸煮剂到残液过渡池中，检测残液各试剂的浓度，未达到蒸煮剂所需浓度的则通过补加工业纯试剂并搅拌均匀，随后与预先调制好的蒸煮剂混合，用于下一次的木片负压吸液。

（2）使用带药液循环的连续或间歇蒸煮器，还需额外加入与木片原料质量（绝干木片）相同的同种蒸煮剂参与药液循环；将步骤（1）的木片送入蒸煮设备中按常规蒸煮曲线升温120min、最高温度150℃、保温120min进行蒸煮，蒸煮结束后，实施浆料喷放，按常规进行洗、选、筛，得到良浆和黑液，黑液进入碱回收系统；此步骤的蒸煮成浆结果：细浆得率54.2%、浆渣率0.31%、卡伯值16、白度36%ISO、黏度1290 mL/g、成纸纤维性尘埃≥1mm²的为2-3个/m²。

实施例2

（1）将桉木原料经人工或机械剥皮、削片后成为木片，送入温度为50℃、压力为5kpa的负压混料仓中，进行减压排气5min，使木片呈负压状态，混料仓中不启动超声辅助装置；由于木片干度低于85%，在加入蒸煮剂前的负压排气过程中送入温度不高于60℃的干热空气，一边加热木片，一边自然排出湿气，将木片预热至50℃；再在负压状态下过量加入由下列组分组成的蒸煮剂并保持60min：NaOH浓度4.5%、硫化钠浓度1.5%、蒽醌浓度0.01%、常规阴离子型表面活性剂浓度0.02%，其余为水；然后恢复至常温常压状态，排出多余的蒸煮剂到残液过渡池中，检测残液各试剂的浓度，未达到蒸煮剂所需浓度的则通过补加工业纯试剂并搅拌均匀，随后与预先调制好的蒸煮剂混合，用于下一次的木片负压吸液。

（2）使用不带药液循环的间歇蒸煮器，将步骤（1）的木片送入蒸煮设备中按常规蒸煮曲线升温90min、最高温度140℃、保温180min进行蒸煮，蒸煮结束后，实施浆料喷放，按常规进行洗、选、筛，得到良浆和黑液，黑液进入碱回收系统；此步骤的蒸煮成浆结果：细浆得率56.4%、浆渣率0.28%、卡伯值15、白度38%ISO、黏度1340 mL/g、成纸纤维性尘埃≥1mm²的为1-2个/m²。

实施例3

同实施例1的步骤（1）和（2），增加步骤（3）：

（3）将步骤（2）的良浆送入氧脱木素塔，在浆浓10%、初始氧压0.6MPa、用碱量1.5%、Mg₂SO₄用量0.5%、温度100℃的条件下进行氧脱45min，之后按规范要求洗净度洗涤，洗涤废水作为步骤（2）蒸煮后浆料洗涤的回用水，即得到桉木氧脱浆。此步骤氧脱浆结果：氧脱木素纸浆损失率3.2%、卡伯值9、白度51%ISO、黏度1120 mL/g、成纸纤维性尘埃≥1mm²小于1个/m²。

实施例4

同实施例2的步骤（1）和（2），增加步骤（3）：

（3）将步骤（2）的良浆送入氧脱木素塔，在浆浓15%、初始氧压0.4MPa、用碱量2.5%、Mg₂SO₄用量0.2%、温度85℃的条件下进行氧脱75min，之后按规范要求洗净度洗涤，洗涤废水作为步骤（2）蒸煮后浆料洗涤的回用水，即得桉木氧脱浆。此步骤氧脱浆结果：氧脱木素纸浆损失率2.4%、卡伯值10、白度49%ISO、黏度1210 mL/g、成纸纤维性尘埃≥1mm²小于1个/m²。

实施例5

（1）将桉木原料经人工或机械剥皮、削片后成为木片，送入温度为60℃、压力为15kpa的负压混料仓中进行减压排气10min，使木片呈负压状态，混料仓中不启动超声辅助装置；再在负压状态下过量加入由下列组分组成的蒸煮剂并保持50min：NaOH浓度4.1%、硫化钠浓度0.5%、蒽醌浓度0.05%、常规非离子型表面活性剂浓度0.1%，其余为水；然后恢复至常温常压状态，排出多余的蒸煮剂到残液过渡池中，检测残液各试剂的浓度，未达到蒸煮剂所需浓度的则通过补加工业纯试剂并搅拌均匀，随后与预先调制好的蒸煮剂混合，用于下一次的木片负压吸液。

（2）使用不带药液循环的间歇蒸煮器，将步骤（1）的木片送入蒸煮设备中按常规蒸煮曲线升温115min、最高温度145℃、保温150 min进行蒸煮，蒸煮结束后，实施浆料喷放，按常规进行洗、选、筛，得到良浆和黑液，黑液进入碱回收系统；此步骤的蒸煮成浆结果：细浆得率55.3%、浆渣率0.24%、卡伯值14、白度39%ISO、黏度1310 mL/g、成纸纤维性尘埃≥1mm²的为1-2个/m；

（3）将步骤（2）的良浆送入氧脱木素塔，在浆浓12%、初始氧压0.5MPa、用碱量2%、Mg₂SO₄用量0.25%、温度95℃的条件下进行氧脱60min，之后按规范要求洗净度洗涤，洗涤废水作为步骤（2）蒸煮后浆料洗涤的回用水。此步骤氧脱浆结果：氧脱木素纸浆损失率2.7%、卡伯值10、白度50%ISO、黏度1160 mL/g、成纸纤维性尘埃≥1mm²小于1个/m²。

Claims

1.一种获取均匀分离桉木纸浆纤维的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

（1）将桉木原料经剥皮、削片后成为木片，送入温度为50~60℃、压力为5~15kpa的负压混料仓中进行减压排气5~15min；再在负压状态下过量加入由下列组分组成的蒸煮剂并保持40~60min：NaOH浓度3.5~4.5%、硫化钠浓度0.5~1.5%、蒽醌浓度0.01~0.1%、表面活性剂浓度0.02~0.2%，其余为水；然后恢复至常温常压状态，排出多余的蒸煮剂；

（2）将步骤（1）的木片送入蒸煮设备中按常规蒸煮曲线升温90~120min、最高温度140~150℃、保温120~180 min进行蒸煮，蒸煮结束后，实施浆料喷放，按常规进行洗、选、筛，得到良浆和黑液，黑液进入碱回收系统。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）的混料仓中设有超声辅助装置，混料仓外敷设保温材料以保证蒸煮药液浸泡木片期间的温度下降不超过8℃。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）的木片在送入混料仓前的干度要求不低于85%；或者，在加入蒸煮剂前的负压排气过程中送入温度不高于60℃的干热空气，将木片预热至50℃后再进入木片的负压处理。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）的表面活性剂为阴离子型表面活性剂和/或非离子型表面活性剂。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）多余的蒸煮剂排入残液过渡池中，通过补加工业纯试剂并搅拌均匀，随后与预先调制好的蒸煮剂混合，用于下一次的木片负压吸液。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）的蒸煮设备为带药液循环的连续或间歇蒸煮器，或者不带药液循环的间歇蒸煮器；当使用带药液循环的连续或间歇蒸煮器时，还需额外加入与木片原料质量相同的同种蒸煮剂参与药液循环；当使用不带药液循环的间歇蒸煮器时，步骤（1）的蒸煮剂中NaOH浓度调整至3.8~4.5%。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）的良浆送入氧脱木素塔，在浆浓10~15%、初始氧压0.4~0.6MPa、用碱量1.5~2.5%、Mg₂SO₄用量0.2~0.5%、温度85~100℃的条件下进行氧脱45~75min，之后按规范要求洗净度洗涤，洗涤废水作为步骤（2）蒸煮后浆料洗涤的回用水，即得到桉木氧脱浆。