CN1225585C - 通过加入硼酸盐来增加碱法制浆液苛化效率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了在，例如常用于制浆和漂白木质或非木纤维素纤维材料的碱性纸浆工艺的常规石灰再苛化阶段中提高苛化效率的方法。在硼酸盐的存在下，将碳酸钠水溶液与石灰进行反应生成氢氧化钠(苛化)，以提高苛化反应效率。硼酸盐的加入量要足以使得硼与钠的摩尔比为约0.001∶1-0.4∶1，从而提高了苛化效率。一种附加益处是减少制浆循环中的无机物静载。

Description

通过加入硼酸盐来增加碱法制浆液苛化效率的方法

本发明涉及硼酸盐在再苛化，例如在木质和非木纤维素纤维材料的碱法制浆和漂白工艺中产生的含碱液中的应用，更具体地涉及一种在常规石灰再苛化工艺中通过加入硼酸盐来提高苛化效率的方法。

                        本发明的背景

在制浆、漂白或氧化木质和非木纤维素基材料时采用碱基化学品如氢氧化钠的工艺有许多种(参见Kirk-Othmer的“化学技术百科全书”，第4版，第20卷，493-582页)。在常规的碱法制浆工艺中，白液(一种氢氧化钠(NaOH))以及在许多情况下的硫化钠(Na₂S)的水溶液)用作蒸煮液，将纤维在高温加压蒸煮器中从木片分离。废化学品这样回收：过滤浆、蒸发/浓缩滤液(黑液)，在回收炉中燃烧浓缩黑液，然后将所得无机残余物(熔块料)在苛化装置中进行苛化，回收氢氧化钠以在工艺开始时重新使用。

在常规的苛化装置中，石灰与碳酸钠水溶液(绿液)反应再生氢氧化钠(白液)。该石灰苛化工艺通过三个主要步骤进行：i)将来自回收锅炉的熔块料用水溶解在溶解罐中，生成大部分由碳酸钠(Na₂CO₃)和Na₂S组成的绿液，ii)将该绿液在消化器、澄清器和一系列苛化器中用石灰(CaO)进行苛化以转化成白液，然后iii)将沉淀石灰泥(CaCO₃)在石灰窑中干燥和煅烧，生成可随后重新使用的CaO。所涉及的反应如下：

石灰消化：

苛化：Na₂CO₃(水溶液)+Ca(OH)₂(固体)2NaOH(水溶液)+CaCO₃(固体)

石灰燃烧：

苛化操作本身存在问题。苛化反应不可能趋向完全(或100％反应)，而是达成平衡，可由以下等式来描述：

$K=\frac{{f^2}_{{\mathrm{OH}}^{-}}\·{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}^2}{f_{{{\mathrm{CO}}_3}^{2-}}\·\left[{{\mathrm{CO}}_3}^{2-}\right]}=\frac{{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}^2}{\left[{{\mathrm{CO}}_3}^{2-}\right]}=\frac{{f^2}_{{\mathrm{OH}}^{-}}\·\left[{\mathrm{Ca}}^{2+}\right]{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}^2}{f_{{{\mathrm{CO}}_3}^{2-}}\·\left[{\mathrm{Ca}}^{2+}\right]\left[{{\mathrm{CO}}_3}^{2-}\right]}$

或 $K=\frac{{f^2}_{{\mathrm{OH}}^{-}}}{f_{{{\mathrm{CO}}_3}^{2-}}}\×\frac{K_{\mathrm{SP}-\mathrm{Ca}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2}}{K_{\mathrm{SP}-\mathrm{CaC}{O}_3}}$

其中K为表观平衡常数，f_OH ^-和f_CO3 ^2-分别为OH^-离子和CO₃ ^2-离子的无量纲活性系数，且K_SP-Ca(OH)2和K_SP-CaCO3分别为Ca(OH)₂和CaCO₃的溶解度常数。

在纸浆厂中，苛化反应的完成程度或苛化效率(CE)通常定义为：

$\mathrm{CE}=\frac{\left[\mathrm{NaOH}\right]}{\left[\mathrm{NaOH}\right]+\left[N{a}_{2}C{O}_3\right]}\×100\%$

其中[NaOH]和[Na₂CO₃]分别为NaOH和Na₂CO₃在该液中的浓度，以Na₂O的摩尔/升或克/升(或磅/英尺³)计。平衡苛化效率受溶液浓度(总的可滴定碱或TTA)、氢氧化物浓度(活性碱或AA)、硫化物浓度(硫化度)的极大影响，受溶液温度的影响较小。如图1所示，平衡苛化效率明显由具有2磅/英尺³ Na₂O TTA和0％硫化度的稀溶液的99％下降至具有9磅/英尺³ Na₂O TTA和30％硫化度的浓溶液的82％。

图1中的平衡苛化效率曲线(来自“纸浆和纸制造，第2版，第1卷，木材制浆”，XXI章，563-589页，TAPPI/CPPA，1989)仅用作最大可能转化效率的一种限制。但实际上，由Na₂CO₃至NaOH的转化率较低，因为它也受反应动力学的控制。反应通常在开始时快速进行，然后在20-30分钟之后变得非常慢，原因主要有两点：i)由于OH^-离子浓度随着时间而增加，反应平衡往往向左移动，和ii)随着反应的进行，Ca(OH)₂颗粒的表面为沉淀CaCO₃所覆盖，这阻碍了CO₃ ^2-离子由溶液向Ca(OH)₂颗粒的核进行扩散。由于平衡和动力学作用，苛化效率也受溶液温度、停留时间、石灰与绿液比率和石灰质量的极大影响。

白液在牛皮纸浆厂中的苛化效率通常为约81％，在78％至83％之间变化。因此，对于每千克(kg)的蒸煮工艺所需NaOH，约0.23千克未反应或“废”Na₂CO₃在该溶液中循环。这样大量的碳酸盐静载(deadload)需要使用每单位木片较高体积的白液，这样降低木材制浆循环的生产能力。

70年代，Jan Janson，芬兰的一个研究者开发出另一种无需使用石灰和相关石灰回收工艺但涉及硼酸盐的应用的再苛化方法(美国专利4116759)。Janson提出，熔块料中的碳酸钠可通过向木材制浆循环中加入硼酸盐而在回收锅炉中自动地苛化(“自苛化”)，这样就无需随后用氢氧化钙进行再苛化以及相应的石灰回收循环。但需指出，常规的石灰苛化作用由于存在硼酸盐而抵消，因此这些替代苛化方法相互不能相容，也不能合并(Jan Janson，“自动苛化碱及其在制浆和漂白中的应用”，Paperi ja Puu， 61，#8，502页，1979)。

                          相关申请

申请人的相关专利申请美国专利申请系列号09/238828描述和要求了一种再生氢氧化钠的改进方法，由此，通过加入有限量的硼酸盐以使硼与碳酸盐的摩尔比低于2∶1且钠与硼的摩尔比大于3∶1，就可在回收锅炉中高效地自动苛化熔块料。当硼酸盐-自动苛化的熔块料溶解时，氢氧化钠就随后在溶液中再生。美国专利申请系列号09/238828还公开了这样一种方法，其中氢氧化钠通过将硼酸盐部分自动苛化与随后用石灰对未反应碳酸钠的常规苛化结合起来而再生。

                      本发明的简要描述

本发明提供了一种改进碱法制浆液的苛化效率的方法。尤其是，它涉及一种在硼酸盐的存在下，通过与石灰的反应来提高将碳酸钠转化成氢氧化钠的效率的方法。

在本发明的一个实施方案中，提供一种利用碳酸钠与石灰在含水介质中反应形成氢氧化钠而在碱法制浆工艺中苛化碳酸钠的方法，其改进包括，在有效量的硼酸盐的存在下并且在硼与钠的摩尔比低于0.06∶1条件下进行所述反应，这样可提高所述苛化反应的效率。

在本发明的另一个实施方案中，提供一种利用碳酸钠与石灰在含水介质中反应形成还包含循环无机物静载的氢氧化钠水溶液而在碱法制浆工艺中苛化碳酸钠的方法，其改进包括，在有效量的硼酸盐的存在下并且在硼与钠的摩尔比低于0.06∶1条件下进行所述反应，这样可提高所述苛化反应的效率并减少所述无机物静载。

                           附图

图1是在各种硫化度水平下白液的平衡苛化效率作为总可滴定碱的函数的图。

图2是基于实施例1结果，在存在和不存在硼的情况下，在80-90℃下，纯碳酸钠溶液苛化效率作为时间的函数的图。

图3是基于实施例2结果，在80-90℃下苛化1小时时，硼酸盐对纯碳酸钠溶液苛化效率(CE)的影响作为硼与钠的摩尔比的函数的图。

图4是基于实施例3结果，在80-90℃下，苛化1小时时，硼酸盐对熔块料溶液苛化效率(CE)的影响作为苛化时硼与钠的摩尔比的函数的图。

                      本发明的详细描述

本发明方法包括：在硼酸盐的存在下，将碳酸钠水溶液与石灰反应生成氢氧化钠(苛化)，这样可提高苛化反应效率。尤其是，硼酸盐的加入量要足以使得硼与钠(B/Na)的摩尔比至少约0.001∶1，例如为约0.001∶1至约0.4∶1，优选约0.003∶1-0.33∶1，更优选约0.01∶1-0.3∶1，相对在没有硼酸盐时的反应效率，这样可增加苛化效率最高8％。

该方法可用于碱法制浆工艺，其中使用常规的石灰苛化法由碳酸钠再生氢氧化钠。它适用于存在硫化钠和硫酸钠时的情形、以及不含硫化物或硫酸盐的工艺。这些工艺包括常规的牛皮纸工艺(Kraftprocess)、烧碱工艺(Soda process)、以及涉及木质或非木纤维素基材料的漂白或氧化工艺。

碳酸钠与石灰反应再生苛性钠的效率受到化学平衡和动力学的局限，因此苛化效率通常为约78-83％。本发明方法可在碱法制浆工艺中将苛化效率由约81％提高至最高约89％。这种增加据信至少部分来源于偏硼酸钠(NaBO₂)在碱性溶液中的缓冲作用，这样可抑制Ca(OH)₂颗粒表面或附近的羟基离子浓度，使得苛化反应平衡向右移动，从而增加了苛化效率。

硼酸盐可以各种无机硼酸盐形式加入制浆工艺中，包括硼酸、氧化硼、和硼酸钠如四硼酸钠和偏硼酸钠及其各种水合形式。由于制浆工艺的钠含量和碱度要求，硼酸钠如四硼酸钠和偏硼酸钠是优选的。硼酸盐在制浆工艺中并不消耗。在正常的条件下，硼酸盐在工艺中保留并再循环。因此，一旦在制浆工艺中建立起所需的稳定态硼酸盐含量，仅在需要时加入附加硼酸盐来弥补该工艺的硼酸盐损失。

无论硫化合物，如硫化钠是否存在于该体系，硼酸盐对苛化效率的有益作用都会出现。制浆循环中的百分苛化效率通常略微高于80％。在硫化物存在时，通过加入足够量的硼酸盐以使硼与钠(B/Na)在溶液中的摩尔比为约0.01∶1-0.3∶1，可提高苛化效率至少约3-4％，这样，比起没有硼酸盐时的81％，可观察到84-85％的效率。含硫化物溶液在存在硼酸盐时的真实苛化效率实际上可超过85％，但也可能由于分析溶液时所用分析方法的局限而抑制(参见实施例3)。即使在非常低的B/Na摩尔比(0.0036∶1)时，也可观察到稍微提高的苛化效率。

在不含硫化物的溶液中，硼酸盐的存在可增加苛化效率多达8％。在约0.003∶1-0.33∶1的B/Na摩尔比时，可实现88-90％的苛化效率，而在非常低的B/Na摩尔比(0.0016∶1)时，比起没有硼酸盐时的83％苛化效率，苛化效率可达到87％。

因此，本发明方法可在存在或不存在硫化物的情况下，在约0.001∶1-0.4∶1，优选约0.003∶1-0.33∶1，更优选约0.01∶1-0.3∶1的硼与钠(B/Na)摩尔比下进行。

如果硼酸盐以固体加入，它可溶解在水或含水工艺溶液，如绿液或白液、或溶解在黑液中然后在回收锅炉中燃烧。优选在石灰苛化之前将硼酸盐加入绿液而不是在苛化之后加入白液，这样可直接产生提高苛化效率的益处并避免在开始纸浆蒸煮工艺之前降低白液的碱度。可能需要进行混合以保证硼酸盐在以固体加入时能够完全溶解。溶解问题可通过选择快溶的硼酸盐而尽量减小。尤其是，如果使用细粒径硼酸盐，溶解速率一般较快，而且某些形式的硼酸盐溶解比其它形式要迅速。例如，八水合四硼酸钠在水中比无水四硼酸钠溶解更迅速。

本发明方法在常规制浆操作中，在水溶液中，例如使用绿液来进行。苛化反应进行时所采用的反应时间和温度可以是常规石灰苛化操作所常见的。通常，将来自回收锅炉的高温熔融的熔块料直接加入水或工艺溶液中，生成热的绿液，然后加料到石灰苛化工艺中。结果，苛化反应进行时的温度一般取决于其它工艺条件。在商业操作中，反应时间通常为约80-100℃。

尽管本发明方法可在苛化反应动力学上提供某些小改进，但可预期，所采用的反应时间与不存在硼酸盐的常规石灰苛化工艺时大约相同。将本发明方法应用于已有石灰苛化操作的一个有益方面是，它在反应时间和温度方面无需进行任何工艺改进。

本发明方法所提供的较高苛化效率对纸浆厂的益处是各种各样的。在生产速率受石灰回收循环能力局限的制浆工艺中，本发明方法可通过提高苛化装置的能力而用于增加总产量。在苛化装置和石灰回收循环并不局限总制浆生产速率的工艺中，提高碱性纸浆厂的苛化效率的主要作用表现为减少了碳酸盐静载在制浆和回收周期中的再循环。苛化效率由81％增加至89％导致碳酸盐静载减少46％。这有许多以下讨论的有益作用。

在制浆操作中，白液中的较少碳酸盐静载降低了在连续蒸煮器中，在筛和热交换器上形成CaCO₃结垢的倾向。这些结垢主要影响蒸煮器能力并需要定期关闭进行清洁。碳酸钠在黑液中的量由约6-6.5％降低至3.2-3.5％。这减少了在蒸发器中形成CaCO₃结垢的倾向，而这通常是硬木液的一个主要问题，因为溶液中存在过量碳酸盐。

由于碳酸盐静载的减少，黑液的临界固体含量(硫酸盐-碳酸盐沉淀开始时的浓度)增加了几个百分数，往往是中值-50％范围。这对于蒸发器体系尤其有益，其中使用LTV(长管立式)蒸发器以获得约50％的固体含量，然后才将该溶液送达浓缩器或直接接触蒸发器。它还减少了在直接接触蒸发器中形成污泥的问题以及在浓缩器中形成结垢的倾向，尤其是在固体含量非常高时，因为碳酸盐本身发生沉淀(不同于与硫酸盐共沉淀)的点移向较高固体含量。这是目前污染高固体含量浓缩器的一个主要问题。

减少碳酸钠在黑液中的浓度可降低该溶液的沸点升高。对于该第一作用，相同的蒸汽压下会导致较高的蒸发器AT(实际溶液沸点与水沸点之间的差值)，因此提高了能力。仅这种作用可提高蒸发器能力5-10％。回收锅炉的蒸气效率也会增加。一个原因在于，对于相同的焚烧固体含量，较少的水进入锅炉。在70％固体含量时，较少的水输入可导致蒸气效率增加约0.2％(绝对值)或0.3％(相对值)。熔块料流动也降低约7％，导致蒸气效率的稍微提高。总共在一起，蒸气生产的相对增加应可达到0.6-0.7％。如果碳酸盐静载的减少能够从蒸发器中获得较高固体含量的溶液，那么甚至可实现更高的收益。

每吨纸浆的溶液固体物质总量下降了3％，每吨纸浆的钠输入下降了6-7％，且溶液加热值增加了约200BTu/lb。这在回收锅炉中产生许多益处。例如，许多回收锅炉对可以燃烧的溶液固体物质的量有限制。在这种情况下，每吨纸浆的溶液固体物质的减少可增加3％的纸浆产量。较高的加热值使得该溶液更容易燃烧并使炉子下部更热。这减少了SO₂损失，降低了锅炉蒸发管束和节热器腐蚀问题，并减少粘性尘埃的堵塞。

减少送入锅炉焚烧的溶液中的无机物6-7％可减少传送(carryover)时的灰尘。这降低了回收锅炉的堵塞速率。熔块料至溶解罐的流量也减少6-7％，因此，对于相同的绿液TTA(总可滴定碱)，通过绿液和白液体系的体积生产量减少6-7％。对于相同的苛性生产，这在消化器、苛化器和澄清器中产生更长的停留时间，因此对于渣滓和石灰泥可能产生更好的分离效果。石灰泥往往容易洗涤和脱水，这又减少了石灰窑的燃料需求。这种程度难以定量化。对于澄清器能力为生产限度的那些工厂，可采用较低的体积生产量来获得相应的苛性生产的提高。

据发现，减少静载的最大益处是在加入较少硼酸盐时，因为在该范围内，未反应碳酸钠由于苛化效率的提高而在循环中的减少超过了该循环中由于加入硼酸盐的增加载荷。当苛化效率最大时，如硼与钠的摩尔比超过约0.003∶1，且当硼与钠的摩尔比低时，出现这种最小静载区域。所加载荷量由于硼的存在而开始超过因苛化效率提高而使碳酸钠静载下降时的量对于不同纸浆厂是不同的，这取决于每个厂的特定条件。估计在普通厂中，该量可能出现在硼与钠的摩尔比为约0.06∶1时。在较高的硼与钠比率时，因循环中存在硼而增加的载荷超过了因苛化效率提高而使碳酸钠静载的下降。

较高的苛化效率还节约了某些化学品。在由低苛化效率转变至高苛化效率的操作过程中，碳酸钠存量在整个周期中由于大部分逐渐转化成苛性钠而消耗。这继续到达到一种新的稳定态。这降低了在过渡期对补充钠的需求。这种益处的程度取决于在过渡开始时，存在于整个周期中的静载碳酸盐的量。

由于在稳定态条件下与纸浆循环的无机化学品较少，因此对于相同的纸浆洗涤效率，化学品损失下降。在体系中循环的钠的量下降了6-7％，且洗涤损失按照比例下降。

如果煅烧炉能力为生产限度，那么较高的苛化效率本身并不导致较大的苛性生产，因为每两个所得NaOH需要一个石灰分子(CaO)，CaO最后以CaCO₃出现。但如果较高的苛化效率导致石灰泥中的Ca(OH)₂较少，那么可降低对石灰的需求(或对于煅烧炉限制的工厂，潜在增加了产量)。如果石灰剂量大于发生碳酸盐转化所需，那么Ca(OH)₂就最终留存在石灰泥中。这称作过石灰化。因此，如果减少过石灰化，可在煅烧炉限制情况下提高生产。

                          实施例

以下实施例说明本发明方法。

                          实施例1

使用以下的起始化学品和测试步骤进行一系列实验室实验，评估硼酸盐对苛化效率的影响。

起始化学品

Na₂CO₃溶液：205.2克Na₂CO₃/升(或120克/升Na₂O)

Na₂B₂O₄溶液：254.7克Na₂B₂O₄/升

BaCl₂溶液：160克BaCl₂·2H₂O/升

石灰：将纯CaCO₃在950℃下煅烧1小时而制成。

步骤

1.将50毫升Na₂CO₃溶液与所需体积的Na₂B₂O₄溶液在烧杯中混合，得到具有所需B/Na摩尔比的含硼酸盐的Na₂CO₃溶液(溶液A)。

2.在热板上搅拌并加热溶液A，并将溶液温度控制在约80℃。

3.将5.41克石灰加入溶液A中，使得CaO∶Na₂CO₃摩尔比等于1∶1。

4.连续搅拌该混合物，并将温度在各种不同的时间内保持在80-90℃下。

5.过滤所得泥(CaCO₃沉淀物)，用100毫升热水洗涤，然后将清洁的泥在150℃炉中干燥24小时。

6.分析步骤5滤液(溶液B)的未反应Na₂CO₃，然后按照以下步骤确定苛化效率(CE)。

未反应Na₂CO₃ 分析和CE确定

1.将50毫升BaCl₂溶液加入在以上步骤中得到的溶液B中，将未反应CO₃ ^2-离子沉淀为BaCO₃。

2.过滤出BaCO₃沉淀物，将其在炉中干燥，然后将干燥物称重。

3.向滤液中加入另外10毫升BaCl₃以保证去除所有的CO₃ ^2-离子。

4.根据BaCO₃沉淀物的量，计算溶液B中的未反应Na₂CO₃。

5.使用以下等式计算CE：

表1和图2给出了两种无硫化物的Na₂CO₃溶液在80-90℃下苛化不同时间之后的苛化效率。一种溶液不含任何硼酸盐(B/Na摩尔比＝0)，而另一种则以约0.33的总B/Na摩尔比包含硼酸盐。

                         表1

通过BaCl₂ 沉淀法分析，在无硫化物的碳酸钠溶液中，反应时间对

                    苛化效率的影响

比率                  反应时间(分钟)

B/Na               30   60   120

0                   79.5  81.5  80.1

0.33                87.6  89.6  85.9

结果表明，对于约30-120分钟的时间，反应时间对苛化效率的影响较小。没有硼酸盐的溶液在该时间范围内的苛化效率为约80-81％，而含硼酸盐的溶液的苛化效率则为约86-89％。该实施例还表明，由于存在硼酸盐，苛化效率明显提高约6-8％。

                           实施例2

进行两个系列的实验室实验，评估硼载荷(以硼与钠的摩尔比计)对苛化效率的影响。反应步骤与实施例1相同，只是在所有实验中采用反应时间60分钟(工艺步骤中的步骤4)。如同实施例1，这些实验都使用了碳酸钠的无硫化物溶液。第一系列实验在B/Na摩尔比为0-0.33∶1下进行，其结果使用如实施例1所述的相同氯化钡沉淀法来进行(参见表2)。第二系列实验在B/Na摩尔比为0-0.1∶1下进行，其结果(表3)使用ABC法(描述于 “硫酸盐绿液和白液的分析”，标准 方法J.12，加拿大纸浆和纸业协会，技术分部，1961年6月)来进行分析。这两个系列的实验结果汇总于图3。

                            表2

通过BaCl₂ 沉淀法分析，在无硫化物的碳酸钠溶液中，B/Na比率对

                      苛化效率的影响

    摩尔比B/Na                     苛化效率(％)

       0                             83.0^*

       0.0016                        86.9

       0.0045                        90.8

       0.0078                        89.5^*

       0.065                         88.4

       0.10                          88.2

       0.17                          88.1

       0.33                          89.0^*

(*-多次测试的平均值)

                          表3

通过ABC法分析，在无硫化物的碳酸钠溶液中，B/Na比率对苛化

                       效率的影响

     摩尔比B/Na                     苛化效率(％)

                 0          83.8^*

                 0.0033     88.9

                 0.0067     88.9^*

                 0.0078     88.5

                 0.017      88.4

                 0.023      90.0

                 0.033      88.6

                 0.1        89.1^*

(*-多次测试的平均值)

表2和3和图3给出了作为B/Na摩尔比的函数，Na₂CO₃溶液在80和90℃下苛化1小时的苛化效率。即使在非常低的硼酸盐加入量下，例如在约0.001∶1-0.003∶1的B/Na摩尔比下，苛化效率也陡然增加，并保持较高效率直到至少0.33∶1的摩尔比。苛化效率通常提高约5-6％，CE由无硼酸盐时的83-84％增加至有硼酸盐时的88-89％。由于难以分析在较高B/Na比率下的溶液，因此苛化效率在较高含量时的可靠测定受到阻碍。

                          实施例3

使用由牛皮纸熔块料(包含65.7％重量Na₂CO₃和34.25％重量Na₂S)制成的绿液替代合成制备的碳酸钠溶液，进行类似于实施例2的一系列测试。表4和图4给出了结果(通过BaCl₂法分析)。

                           表4

通过BaCl₂ 沉淀法分析，在含硫化物的碳酸钠溶液中，B/Na比率对

                     苛化效率的影响

     摩尔比B/Na                  苛化效率(％)

         0                        80.9^*

         0.0036                   81.9^*

         0.014                    85.1^*

         0.091                    84.4

         0.231                    84.2

         0.314                    83.6

(*-多次测试的平均值)

在以上实施例中，对由牛皮纸熔块料制成的含硫化物的绿液进行的测试结果表明，在B/Na比率高达0.3∶1或更高时，苛化效率明显增加。含硫化物的绿液的苛化效率发现提高了约4％，由无硼酸盐时的81％增加至B/Na摩尔比为0.014∶1时的85％。比起无硫化物的溶液，可发现苛化效率有点小的提高。但在存在硫化物的情况下，苛化效率的这种较小提高可能是该实验所用的分析方法中的一种人为现象。BaCl₂不仅沉淀CO₃ ^2-离子，也沉淀SO₄ ^2-离子。在硼酸盐的存在下，BaCl₂也使某些S^2-离子沉淀，导致较高产量的沉淀物和较低的苛化效率计算值。

以上实施例表明，即使向碱法制浆液中加入少量的硼酸盐，也可在4-8％的数量级上明显提高苛化效率。本发明方法适用于各种基于碱性的工艺，包括化学和半化学的木材制浆、以及其中在将纤维素基材料进行制浆、漂白或氧化时，氢氧化钠一般或可通过用石灰进行苛化而再生的工艺。因此，本发明可以进行各种改进和变化，只要这些变化在本发明的主旨内，因此它们也包括在本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种利用碳酸钠与石灰在含水介质中反应形成氢氧化钠而在碱法制浆工艺中苛化碳酸钠的方法，其改进包括，在有效量的硼酸盐的存在下并且在硼与钠的摩尔比为0.003∶1-0.06∶1条件下进行所述反应，这样可提高所述苛化反应的效率。

2.根据权利要求1的方法，其中所述硼酸盐以硼酸钠的形式加入。

3.根据权利要求2的方法，其中所述硼酸钠选自偏硼酸钠、四硼酸钠及其水合化合物。

4.根据权利要求1的方法，其中所述工艺是一种牛皮纸制浆工艺。

5.一种利用碳酸钠与石灰在含水介质中反应形成还包含循环无机物静载的氢氧化钠水溶液而在碱法制浆工艺中苛化碳酸钠的方法，其改进包括，在有效量的硼酸盐的存在下并且在硼与钠的摩尔比低于0.06∶1条件下进行所述反应，这样可提高所述苛化反应的效率并减少所述无机物静载。

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