一種蘆葦漿的全無氯漂白方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種紙漿漂白方法，特別涉及利用氫氧化鎂作為堿源和纖維素保護劑 的蘆葦漿全無氯漂白方法。
【背景技術】
[0002] 傳統的紙漿漂白方法，如采用氯氣和次氯酸鹽漂白，產生的廢水含有大量的劇毒 有機氯化物（A0X)，迫使人們對其進行改進。近年來，利用二氧化氯代替氯氣的無元素氯的 漂白方法得到了發展，但是這種方法在廢水中還是能產生A0X。而且隨著人民生活水平的提 尚，對尚檔食品、醫藥等尚檔包裝紙有更加嚴格的要求。
[0003] 紙漿全無氯漂白方法（TCF)則為采用除二氧化氯漂白劑之外的不含氯的漂白助 劑，如過氧化氫、氧氣等，廢水不產生A0X，因此毒性幾乎沒有，廢水經過常規水處理工藝處 理即可滿足越來越苛刻的環保要求。
[0004] 過氧化氫既可作脫木素劑，也可作漂白劑，是全無氯漂白不可缺少的組成部分。過 氧化氫水溶液呈弱酸性，其pH值對穩定性有重要影響。在堿性條件下，過氧化氫能電離出 起漂白作用的過氧氫根離子H00，因此紙漿的過氧化氫漂白，pH值(或堿度）的控制是非常 重要的。許多實驗研究表明，漂終pH值為9. 0-10. 0時，漂白效果較好。
[0005] 目前紙漿的過氧化氫漂白通常采用氫氧化鈉作為堿源，來調節反應體系的pH值。 氫氧化鈉是強堿，會導致木素和半纖維素大量溶出，使得紙漿得率下降，并增加廢水的C0D 負荷，從而增加了廢水的治理成本。此外，造紙過程中的高堿度會導致后續工段形成大量的 陰離子垃圾，干擾所使用化學品的效用，從而增加化學品的用量，增加生產成本，降低產品 質量。傳統的過氧化氫漂白，采用硫酸鎂作為纖維的保護劑，以防止纖維的降解和白度的損 失。
[0006] 近幾年國外研究表明，在許多木材化學機械漿的過氧化氫漂白中，氫氧化鎂可以 部分或完全代替氫氧化鈉作為堿源,并可克服氫氧化鈉所引起的問題。HeZ.等人（Tappi Journal, 2004，3(12): 27)對軟木熱磨機械漿的過氧化氫漂白研究發現，氫氧化鎂可以 改善成漿的光散射系數，同時降低漂白廢水的C0D。
[0007] 專利號為CN101446054B，發明名稱為"年產5萬噸以上紙漿生產線的全無氯漂白 方法"公開了一種由氧脫木素和過氧化氫漂白組成的紙漿全無氯漂白方法，但該專利未公 開說明壓力過氧化氫漂白段是采用哪種堿來調節PH，同時該專利是另外添加硫酸鎂作為過 氧化氫漂白段的纖維素保護劑，增加了化學品的成本。
[0008] 我國的木材資源十分缺乏，造紙原料瓶頸矛盾突出。蘆葦漿是一種比較好的非木 材纖維原料，除非纖維細胞含量較闊葉木漿高外，其他生物學數據均接近或超過闊葉木漿， 只要是可用闊葉木漿的紙產品均可使用蘆葦漿。隨著紙及紙板總產量的不斷提高，蘆葦漿 的絕對需求量還是很大的，蘆葦漿作為一種較好的草類漿，在中國造紙工業發展中，將發揮 重要的作用。因此，科學合理利用蘆葦等非木材原料可以解決我國造紙原料不足的問題。
[0009] 研發以氫氧化鎂代替或部分代替氫氧化鈉作為過氧化氫漂白堿源的蘆葦漿的全 無氯漂白方法，擴大蘆葦漂白漿的使用范圍，對于解決我國紙漿原料供應不足，減少對生態 環境的污染有著非常重要的意義。

【發明內容】

[0010] 本發明的目的在于提供一種利用氫氧化鎂作為堿源和纖維素保護劑的蘆葦漿全 無氯漂白方法，該方法以氫氧化鎂代替或部分代替氫氧化鈉作為壓力過氧化氫漂白段的堿 源，同時代替硫酸鎂作為纖維素的保護劑，消除或減少目前蘆葦漿漂白工藝中存在的問題。
[0011] 本發明的蘆葦硫酸鹽漿采用的是全無氯漂白方法，這種TCF漂白后的紙漿，可以 抄造更環保更潔凈的紙張，這種TCF漂白后的紙漿主要用于食品、藥品、以及對包裝紙的成 分有嚴格要求的特殊包裝。
[0012] 本發明的目的是通過如下措施來實現的： 一種蘆葦漿的全無氯漂白方法，該方法包括下列步驟：（1)氧脫木素；（2)螯合預處理； (3)壓力過氧化氫漂白，其特征在于：依次包括下列步驟及其工藝條件： (1) 氧脫木素： 反應溫度95-110°C，氧氣壓力0. 4-0. 5MPa，時間60-90min，相對于絕干漿質量，紙漿質 量濃度10-14%，氫氧化鈉用量3-4%，硫酸鎂用量0. 5%-1. 0%; (2) 螯合預處理： 在紙漿中加入螯合劑H)TA或DTPA，相對于絕干漿質量，加入量為0. 3%-1. 0%，紙漿質量 濃度為5~10%，反應溫度50~70°C，反應時間為30~60min，反應壓力為常壓，加入H2S04 或HC1調節反應的pH值，反應pH值為2~6; (3) 壓力過氧化氫漂白： 反應溫度95-120°C，氧氣壓力0. 4-0. 5MPa，反應時間100-150min;相對于絕干漿質量， 紙衆質量濃度為10-20%，過氧化氫用量為3-4%，娃酸鈉用量為0. 5-1. 0%，氫氧化鈉用量 為2-3 %，氫氧化鎂取代氫氧化鈉的比例為25%-100% ;氫氧化鎂代替硫酸鎂作為纖維素的 保護劑，不另外加入硫酸鎂。
[0013] 本發明的要點在于氫氧化鎂作為蘆葦漿壓力過氧化氫漂白段的堿源和纖維素保 護劑。在紙漿的過氧化氫漂白中，氫氧化鎂提供0H和Mg2+離子作為堿源和纖維素的保護 劑，同時氫氧化鎂也可以通過捕獲和沉降過渡金屬離子以形成金屬氫氧化物來保護纖維 素。由于氫氧化鎂是弱堿，因此木素的溶出較少。
[0014] 本發明與現有技術相比具有如下突出的優點： 1、從漂白廢水及對環境的影響來看，明顯降低漂白廢水中的C0D，從而可以減少后續 的治污費用，經檢驗，實施例1-3的廢水C0D均比傳統的壓力過氧化氫漂白段(氫氧化鈉作 為單一堿源）的廢水C0D減少30%以上。
[0015] 2、由于氫氧化鎂的弱堿性，提高了漂后漿的得率和粘度，也提高了成紙的抗張指 數和耐破指數。
[0016] 3、不需另外加入硫酸鎂，從化學品的成本來看，減少化學品的用量，從而減少成 本，提尚企業的經濟效￡i。
[0017]4、本法工藝簡單易操作，極具應用價值，減輕了造紙廠的環境污染問題，社會效 益大。
[0018] 5、本發明是一種全無氯漂白的方法，這種漂白工藝，從漂白開始至漂白結束，只 用到氫氧化鈉、氧氣、氫氧化鎂、娃酸鈉、EDTA(或DTPA)、過氧化氫等，這些化學藥品本身無 毒性，在漂白紙漿過程中也不產生任何有毒的物質，屬于高清潔無污染的綠色環保生產技 術。經過全無氯漂白的紙漿白度在81-83%IS0,這個白度的紙漿可滿足生產高檔的食品、藥 品，以及對紙漿的成分有特殊要求的紙張。
[0019] 下面結合實施例和對照例對本發明作進一步的說明，但本發明要求保護的范圍 并不局限性于實施例和對照例表示的范圍。除非特別說明，下面實施例和對照例中有關 物質用量是指相對于絕干漿的質量的用量。實施例和對照例中，根據0H的克分子含量 用1%(011)2部分代替NaOH進行漂白。例如，實施例1中，取代比例為25%時，即有25%的 0H來源于Mg(0H) 2，反應體系中所需的氫氧化鈉為3. 0%，相應的堿加入量為2. 25%Na0H和 0. 55%Mg(0H) 2。以0H的含量為基準，NaOH含有42. 51%的0H離子，而Mg(0H) 2含有58. 32%。 其余的實施例和對照例中的氫氧化鎂和氫氧化鈉的加入量按照以上方法計算