專利名稱：高得率制漿廢液陽離子化改性方法及改性后廢液的應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制漿廢液處理的方法及處理后廢液的應用，尤其涉及一 種高得率制漿廢液陽離子化改性方法及改性后廢液的應用。
背景技術：
以針葉木材，闊葉木材為造紙原料的高得率化學機械漿是采用溫和的化 學預處理和機械后處理的兩段制漿方法而制成的高得率漿。來自機械后處理段的螺旋擠壓部的堿性過氧化氫化學機械漿(APMP)的制漿廢液，其中含有的 半纖維素和一部分木素因制漿廢液未經(jīng)處理而作為廢棄物隨著排放廢液直接 流入江河，造成環(huán)境污染。而目前處理高得率制漿廢液多釆用化學物理沉降 法以及生物好癢厭氧法等，不僅成本高昂并造成天然資源的浪費。由于APMP的制漿廢液中含有大量的半纖維素和一部分木素，其中半纖維 素其本身的結構中帶有羥基，保留在紙漿中能夠促進打漿，并能夠增加紙料 纖維之間的連接。若將含有大量的溶解有半纖維素和一部份木素的廢液陽離 子化，使得半纖維素和木素均呈現(xiàn)陽離子性，能夠與呈負電性的纖維形成靜 電吸附，半纖維素分子鏈上帶有大量羥基，與纖維形成氫鍵從而增加纖維之 間的結合力，進而提高成紙物理強度，能夠在一定程度上取代傳統(tǒng)淀粉類紙 漿增強劑，對緩解糧食安全問題有促進作用。因而，如何對APMP的制漿廢液 進行陽離子化處理技術隨高得率制漿技術的不斷發(fā)展而逐漸引起人們的關 注，也成為制漿造紙業(yè)界工作者亟待開發(fā)研究的課題。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的，在于提供一種高得率制漿廢液陽離子化改性方法及改性 后廢液的應用，以有效地將陽離子化改性后的廢液作為紙漿增強劑，不僅緩解 環(huán)境污染問題，而且充分地利用了天然資源回用于造紙工業(yè)。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采用的技術方案一種高得率制漿廢液陽離子化改性方法及改性后廢液的應用，其特征
在于所述的高得率制漿廢液為來自螺旋擠壓部的堿性過氧化氫化學機械 漿的制漿廢液，根據(jù)處理后的制漿廢液作為紙漿增強劑所添加的不同漿種， 設計一)、制漿廢液陽離子化改性方法和二)、分離木素后濾液陽離子化改 性方法
一) 、制漿廢液陽離子化改性方法
制漿廢液為來自螺旋擠壓部的堿性過氧化氫化學機械漿的制漿 廢液，其陽離子化改性方法為在30。C下于廢液中依次加入NaOH、陽離 子醚化試劑，在50-75。C攪拌反應3-6 h ，使反應體系降溫至室溫，用鹽酸 中和至pH-7 ，即制得深棕色陽離子化改性廢液，
所述陽離子醚化試劑，為3-氯-2-羥丙基三曱基氯化銨， 所述廢液，陽離子醚化試劑和NaOH的物料配比為，濾液陽離子醚化 試劑NaOH=100: 60~120: 6~8，(廢液中半纖維素質(zhì)量與試劑質(zhì)量比)；
二) 、分離木素后濾液陽離子化改性方法
制漿廢液為來自螺旋擠壓部的堿性過氧化氫化學機械漿的制漿廢 液，分離木素后的濾液陽離子化改性方法，包括l)、濾液的制備和2)、濾 液的陽離子化改性，具體操作如下
1) 、濾液的制備
用濃度為98。/。的辟u酸調(diào)整堿性過氧化氫機械漿廢液pH值至3~3.5，在 40-6(TC的恒溫水浴中靜置30min，使得廢液中的木素析出，木素沉淀完全 后過濾得到澄清濾液，在室溫下用6mol/L氫氧化鈉溶液將所得澄清濾液的 pH值調(diào)至7~7.5， pH值為7~7.5的濾液；
2) 、濾液的陽離子化改性
在30。C下于濾液中于其中依次加入NaOH、陽離子醚化試劑，在50-75 。C攪拌反應3-6h ，使反應體系降溫至室溫，用鹽酸中和至pH-7 ，即制得 淡黃色陽離子化改性濾液，
所述陽離子醚化劑是3-氯-2-羥丙基三曱基氯化銨，所述濾液，醚化試劑和NaOH的物料配比為，濾液瞇化試劑NaOH=100: 60~120: 6~8，(濾液中半纖維素質(zhì)量與試劑質(zhì)量比)。
一種陽離子化改性廢液的應用，其特征在于所述陽離子化改性廢液， 作為OCC紙漿增強劑，其添加方法為
陽離子化改性廢液按照添加量為1%-3% (廢液中半纖維素質(zhì)量對絕干漿 質(zhì)量)添加到OCC紙漿中。
一種分離木素后陽離子化改性濾液的應用，其特征在于所述分離木素 后陽離子化改性濾液，作為紙漿增強劑，其添加方法為
所述陽離子化改性廢液按照一定的添加量添加到各種紙漿中，
所述各種紙漿為漂白針葉木漿，漂白闊葉木漿，APMP漿和OCC漿。
所述濾液添加量，對于漂白木漿為0.5-1.0%,對于OCC漿為1-3% (濾液 中半纖維素質(zhì)量對絕干漿質(zhì)量)。 優(yōu)點和有益效果
本發(fā)明具有工藝簡單，易于操作和處理成本較低的優(yōu)點。
本方法的制漿廢液和分離木素后濾液陽離子化改性方法，分別作為OCC 紙漿和漂白闊葉木漿，漂白針葉木漿和APMP漿紙用的漿內(nèi)增強劑，具有良 好的增強效果，達到了 "變廢為寶"的目的有益效果。
具體實施例方式
以下結合實施例對本發(fā)明詳細說明。 實施例1
一種高得率制漿廢液陽離子化改性方法，所述制漿廢液為來自螺旋擠 壓部的堿性過氧化氳化學機械漿的制漿廢液，其制漿廢液陽離子化改性方 法，包括一)、制漿廢液陽離子化改性方法和二)、分離木素后濾液陽離子 化改性方法，
一)、制漿廢液陽離子化改性方法
在30。C下于廢液中于其中依次加入NaOH、陽離子醚化試劑，在 65。C攪拌反應4h ,使反應體系降溫至室溫，用鹽酸中和至pH-7 ，即制得深棕色陽離子化改性廢液，
所述陽離子醚化試劑，為3-氯-2-羥丙基三曱基氯化銨，
所述廢液，醚化試劑和NaOH的物料配比為，廢液醚化試劑
NaOH=100: 80: 6,(廢液中半纖維素質(zhì)量與試劑質(zhì)量比)。
一種陽離子化改性廢液的應用陽離子化改性廢液，作為OCC紙漿
增強劑，其添加方法為
廢液用量為3% (廢液中半纖維素質(zhì)量對絕干漿質(zhì)量)，加入OCC紙漿
內(nèi)；
陽離子化改性的廢液作為紙漿內(nèi)增強劑添加到occ紙漿，按照國家紙 及紙板物理性能測定方法測定occ紙漿紙頁的各項強度，測定結果，見表 1。
表l
抗張指數(shù)環(huán)壓指數(shù)耐折度挺度
/N.m.g"/N'm'g"/次/mN'm
空白41.68.29981.87
原廢液41.48.471002.01
改性廢液48.510.51202.57
表1表明，陽離子化改性廢液對occ漿紙頁的強度有明顯增強作用。
二)、分離木素后濾液陽離子化改性方法
制漿廢液為來自螺旋擠壓部的堿性過氧化氫化學機械漿的制漿廢 液，制漿廢液經(jīng)分離木素后濾液陽離子化改性方法，包括1)、濾液的制備
和2)、濾液的陽離子化改性，具體搡作如下 1)、濾液的制備
用濃度為98%的硫酸調(diào)整堿性過氧化氳機械漿廢液pH值至3，在45 。C的恒溫水浴中靜置30min,使得廢液中的木素析出，木素沉淀完全后過濾 得到澄清濾液，在室溫下用6mol/L氬氧化鈉溶液將所得澄清濾液的pH值 調(diào)至7,制得木素的去除率達到84.1%-85.6%, pH值為7的濾液；
72)、濾液的陽離子化改性
在30。C下于濾液中于其中依次加入NaOH、陽離子醚化試劑，在65。C攪 拌反應4h ，使反應體系降溫至室溫，用鹽酸中和至pH-7 ,即制得淡黃色 陽離子化改性濾液，
所述陽離子醚化劑是3-氯-2-羥丙基三曱基氯化銨，
所述濾液，醚化試劑和NaOH的物料配比為，濾液醚化試劑NaOH=100: 80: 6,(濾液中半纖維素質(zhì)量與試劑質(zhì)量比)。
一種分離木素后濾液陽離子化改性濾液的應用，所述分離木素后陽離子 化改性濾液作為紙漿內(nèi)增強劑，添加到紙漿內(nèi)，添加量為0.9% (廢液中半纖 維素質(zhì)量對絕干漿質(zhì)量)，
所述添加到的紙漿漿種，為漂白闊葉木漿，漂白針葉木漿，APMP紙漿 和OCC紙漿，
所述陽離子化改性濾液，作為紙漿增強劑，其添加方法為 所述陽離子化改性廢液按照0.9%的添加量添加到漂白針葉木紙漿中， 濾液作為紙漿內(nèi)增強劑添加到漂白針葉木漿內(nèi)后，按照國家紙及紙板物 理性能測定方法測定針葉木漿紙頁的各項強度指標，測定結果，見表2。
表2
抗張指數(shù)耐破指數(shù)耐折度撕裂指數(shù)
/N.nvg"/kPa.mV1/次/ mN.m2'g-1
空白41.63.09728.12
原濾液43.53.14808.78
改性濾液63.33.992149.72
表2表明，陽離子化改性濾液對漂白針葉木漿紙頁的強度有明顯增強 作用。
實施例2
一種廢液和分離木素后濾液陽離子化改性方法和應用，與實施例l相同， 不同的是，分離木素后濾液陽離子化改性濾液添加到漂白闊葉木漿內(nèi)，濾液作為紙漿內(nèi)增強劑添加到漂白闊葉木漿內(nèi)后，按照國家紙及紙板物理性能測
定方法測定漂白闊葉木漿紙頁的各項強度指標，測定結果，見表3。 表3
抗張指數(shù)耐破指數(shù)耐折度撕裂指數(shù)
/N.m.g"/kPa.mV1/次/ mN.mV1
空白26.91.4233.89
原濾液30.71.4444.18
改性濾液35.11.6454.63
表3表明，陽離子化改性濾液對漂白闊葉木漿紙頁的強度有明顯增強 作用。
實施例3
一種廢液和分離木素后濾液陽離子化改性方法和應用，與實施例1相同，， 不同的是，分離木素后濾液陽離子化改性濾液添加到APMP漿內(nèi)，濾液作為紙 漿內(nèi)增強劑添加到APMP漿內(nèi)后，按照國家紙及紙板物理性能測定方法測定 APMP漿紙頁的各項強度指標，測定結果，見表4。
表4
抗張指數(shù)耐破指數(shù)耐折度撕裂指數(shù)
/N.m.g-1/kPa'mV1/次/ mN.m2.g-1
空白20.90.86212.46
原濾液21.80.86513.00
改性濾液24.21.0423.97
表4表明，陽離子化改性濾液對APMP漿紙頁的強度有明顯增強作用。
權利要求
1、一種高得率制漿廢液陽離子化改性方法，其特征在于所述的高得率制漿廢液為來自螺旋擠壓部的堿性過氧化氫化學機械漿的制漿廢液，根據(jù)處理后的制漿廢液作為紙漿增強劑所添加的不同漿種，設計一)、制漿廢液陽離子化改性方法和二)、分離木素后濾液陽離子化改性方法一)、制漿廢液陽離子化改性方法制漿廢液為來自螺旋擠壓部的堿性過氧化氫化學機械漿的制漿廢液，其陽離子化改性方法為在30℃下于廢液中依次加入NaOH、陽離子醚化試劑，在50-75℃攪拌反應3-6h，使反應體系降溫至室溫，用鹽酸中和至pH＝7，即制得深棕色陽離子化改性廢液，所述陽離子醚化試劑，為3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，所述廢液，陽離子醚化試劑和NaOH的物料配比為，廢液∶陽離子醚化試劑∶NaOH＝100∶60～120∶6～8，(廢液中半纖維素質(zhì)量與試劑質(zhì)量比)；二)、分離木素后濾液陽離子化改性方法制漿廢液為來自螺旋擠壓部的堿性過氧化氫化學機械漿的制漿廢液，分離木素后的濾液陽離子化改性方法，包括1)、濾液的制備和2)、濾液的陽離子化改性，具體操作如下1)、濾液的制備用濃度為98％的硫酸調(diào)整堿性過氧化氫機械漿廢液pH值至3～3.5，在40-60℃的恒溫水浴中靜置30min，使得廢液中的木素析出，木素沉淀完全后過濾得到澄清濾液，在室溫下用6mol/L氫氧化鈉溶液將所得澄清濾液的pH值調(diào)至7～7.5，制得pH值為7～7.5的濾液；2)、濾液的陽離子化改性在30℃下于濾液中于其中依次加入NaOH、陽離子醚化試劑，在50-75℃攪拌反應3-6h，使反應體系降溫至室溫，用鹽酸中和至pH＝7，即制得淡黃色陽離子化改性濾液，所述陽離子醚化劑是3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，所述濾液，醚化試劑和NaOH的物料配比為，濾液∶醚化試劑∶NaOH＝100∶60～120∶6～8，(濾液中半纖維素質(zhì)量與試劑質(zhì)量比)。
2、 一種陽離子化改性廢液的應用，其特征在于所述陽離子化改性濾液， 作為OCC紙漿增強劑，其添加方法為陽離子化改性廢液按照添加量為 1%-3% (廢液中半纖維素質(zhì)量對絕干漿質(zhì)量)添加到OCC紙漿中。
3、 一種分離木素后陽離子化改性濾液的應用，其特征在于所述分離木 素后陽離子化改性濾液，作為紙漿增強劑，其添加方法為所述陽離子化改性濾液按照一定的添加量添加到各種紙漿中， 所述各種紙漿為漂白針葉木漿，漂白闊葉木漿，APMP漿和OCC漿， 所述濾液添加量，對于漂白漿和APMP漿為0.5-1.0%，對于OCC漿為 1-3% (濾液中半纖維素質(zhì)量對絕干漿質(zhì)量)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高得率制漿廢液陽離子化改性方法及改性后廢液的應用，所述的高得率制漿廢液為來自螺旋擠壓部的堿性過氧化氫化學機械漿的制漿廢液，根據(jù)處理后的制漿廢液作為紙漿增強劑所添加的不同漿種，設計一)制漿廢液陽離子化改性方法和二)分離木素后濾液陽離子化改性方法，在改性方法中，分別制得呈深棕色陽離子化改性廢液作為OCC紙漿的增強劑和制得呈淡黃色陽離子化改性分離木素后濾液，作為漂白針葉木漿，漂白闊葉木漿，APMP漿和OCC漿的增強劑。本發(fā)明具有工藝簡單，易于操作和處理成本較低和具有良好增強效果的優(yōu)點，達到了“變廢為寶”的有益效果。
文檔編號D21C11/04GK101619549SQ20091006976
公開日2010年1月6日 申請日期2009年7月17日 優(yōu)先權日2009年7月17日
發(fā)明者張繼穎, 胡惠仁 申請人:天津科技大學