[发明专利]一种芦苇浆的全无氯漂白方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纸浆漂白方法，特别涉及利用氢氧化镁作为碱源和纤维素保护剂的芦苇浆全无氯漂白方法。

背景技术

传统的纸浆漂白方法，如采用氯气和次氯酸盐漂白，产生的废水含有大量的剧毒有机氯化物(AOX)，迫使人们对其进行改进。近年来，利用二氧化氯代替氯气的无元素氯的漂白方法得到了发展，但是这种方法在废水中还是能产生AOX。而且随着人民生活水平的提高，对高档食品、医药等高档包装纸有更加严格的要求。

纸浆全无氯漂白方法(TCF)则为采用除二氧化氯漂白剂之外的不含氯的漂白助剂，如过氧化氢、氧气等，废水不产生AOX，因此毒性几乎没有，废水经过常规水处理工艺处理即可满足越来越苛刻的环保要求。

过氧化氢既可作脱木素剂，也可作漂白剂，是全无氯漂白不可缺少的组成部分。过氧化氢水溶液呈弱酸性，其pH值对稳定性有重要影响。在碱性条件下，过氧化氢能电离出起漂白作用的过氧氢根离子HOO^-，因此纸浆的过氧化氢漂白，pH值（或碱度）的控制是非常重要的。许多实验研究表明，漂终pH值为9.0-10.0时，漂白效果较好。

目前纸浆的过氧化氢漂白通常采用氢氧化钠作为碱源，来调节反应体系的pH值。氢氧化钠是强碱，会导致木素和半纤维素大量溶出，使得纸浆得率下降，并增加废水的COD负荷，从而增加了废水的治理成本。此外，造纸过程中的高碱度会导致后续工段形成大量的阴离子垃圾，干扰所使用化学品的效用，从而增加化学品的用量，增加生产成本，降低产品质量。传统的过氧化氢漂白，采用硫酸镁作为纤维的保护剂，以防止纤维的降解和白度的损失。

近几年国外研究表明，在许多木材化学机械浆的过氧化氢漂白中，氢氧化镁可以部分或完全代替氢氧化钠作为碱源_，并可克服氢氧化钠所引起的问题。HeZ.等人(TappiJournal,2004,3(12):27)对软木热磨机械浆的过氧化氢漂白研究发现，氢氧化镁可以改善成浆的光散射系数，同时降低漂白废水的COD。

专利号为CN101446054B，发明名称为“年产5万吨以上纸浆生产线的全无氯漂白方法”公开了一种由氧脱木素和过氧化氢漂白组成的纸浆全无氯漂白方法，但该专利未公开说明压力过氧化氢漂白段是采用哪种碱来调节pH，同时该专利是另外添加硫酸镁作为过氧化氢漂白段的纤维素保护剂，增加了化学品的成本。

我国的木材资源十分缺乏，造纸原料瓶颈矛盾突出。芦苇浆是一种比较好的非木材纤维原料，除非纤维细胞含量较阔叶木浆高外，其他生物学数据均接近或超过阔叶木浆，只要是可用阔叶木浆的纸产品均可使用芦苇浆。随着纸及纸板总产量的不断提高，芦苇浆的绝对需求量还是很大的，芦苇浆作为一种较好的草类浆，在中国造纸工业发展中，将发挥重要的作用。因此，科学合理利用芦苇等非木材原料可以解决我国造纸原料不足的问题。

研发以氢氧化镁代替或部分代替氢氧化钠作为过氧化氢漂白碱源的芦苇浆的全无氯漂白方法，扩大芦苇漂白浆的使用范围，对于解决我国纸浆原料供应不足，减少对生态环境的污染有着非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用氢氧化镁作为碱源和纤维素保护剂的芦苇浆全无氯漂白方法，该方法以氢氧化镁代替或部分代替氢氧化钠作为压力过氧化氢漂白段的碱源，同时代替硫酸镁作为纤维素的保护剂，消除或减少目前芦苇浆漂白工艺中存在的问题。

本发明的芦苇硫酸盐浆采用的是全无氯漂白方法，这种TCF漂白后的纸浆，可以抄造更环保更洁净的纸张，这种TCF漂白后的纸浆主要用于食品、药品、以及对包装纸的成分有严格要求的特殊包装。

本发明的目的是通过如下措施来实现的：

一种芦苇浆的全无氯漂白方法，该方法包括下列步骤：(1)氧脱木素；(2)螯合预处理；(3)压力过氧化氢漂白，其特征在于：依次包括下列步骤及其工艺条件：

(1)氧脱木素：

反应温度95-110℃，氧气压力0.4-0.5MPa，时间60-90min，相对于绝干浆质量，纸浆质量浓度10-14％，氢氧化钠用量3-4％，硫酸镁用量0.5%-1.0%;

(2)螯合预处理：

在纸浆中加入螯合剂EDTA或DTPA，相对于绝干浆质量，加入量为0.3%-1.0%，纸浆质量浓度为5～10％，反应温度50～70℃，反应时间为30～60min，反应压力为常压，加入H₂SO₄或HCl调节反应的pH值，反应pH值为2～6;

(3)压力过氧化氢漂白：