一種紙漿漂白方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種紙漿漂白方法，該方法包括：(1)超臨界CO2萃?。簩⒏稍锏募垵{粉碎研磨后，添加纖維素保護(hù)劑后裝進(jìn)超臨界CO2萃取釜中，并加入夾帶劑萃取，條件是：溫度70-110℃，壓力7-15MPa，時(shí)間60-120min，CO2流速16-25L/h，后把紙漿經(jīng)水洗滌稀釋至質(zhì)量濃度為15％。(2)二氧化氯漂白：將紙漿濃縮至濃度為7-12％，起始pH值范圍為4-6，溫度為40-90℃，然后加入濃度為6-15g/L的二氧化氯水溶液，用量為絕干漿質(zhì)量的0.3％-1.8％，漂白時(shí)間為30-100min，終點(diǎn)pH值范圍為3-5，用水洗去反應(yīng)殘留物，至洗出液pH值達(dá)到6-7，得到漂白漿。本發(fā)明先采用超臨界CO2預(yù)漂白，后再進(jìn)行二氧化氯漂，該方法可減少化學(xué)漂白劑用量，過(guò)程中二氧化碳可循環(huán)使用，減少了紙漿漂白過(guò)程中的污染，符合當(dāng)前國(guó)內(nèi)外清潔化生產(chǎn)的發(fā)展和要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種紙漿漂白方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于造紙【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種紙漿漂白方法。
技術(shù)背景
[0002]隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，含氯漂白廢水中含有的氯化有機(jī)物對(duì)環(huán)境的危害引起人們的廣泛關(guān)注，氯和次氯酸鹽漂白越來(lái)越受到限制，紙漿漂白正朝著無(wú)元素氯和全無(wú)氯漂白的方向發(fā)展。我國(guó)紙漿漂白技術(shù)發(fā)展緩慢，特別是草類(lèi)等禾本科為原料的紙漿漂白技術(shù)仍然在使用次氯酸鹽漂白，嚴(yán)重污染了環(huán)境，在其它漂白技術(shù)中也部分存在著使用含氯鹽的漂白段，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足環(huán)境的要求。
[0003]紙漿的漂白是作用于纖維以提高其白度的過(guò)程，是從漿中除去木素或改變木素的結(jié)構(gòu)而達(dá)到漂白效果。隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，超臨界流體萃取作為一種清潔、高效及較好的選擇性的新型分離方法，其與萃取成分分離后，沒(méi)有溶劑的殘留，可以有效地避免傳統(tǒng)溶劑萃取條件下溶劑毒性的殘留，同時(shí)也防止了提取過(guò)程對(duì)人體的毒害和對(duì)環(huán)境的污染，是一種天然且環(huán)保的萃取技術(shù)。將該萃取技術(shù)應(yīng)用于造紙漂白工藝，將會(huì)彌補(bǔ)目前造紙行業(yè)中漂白技術(shù)存在的不足。在眾多的超臨界流體中，二氧化碳因其臨界點(diǎn)溫度低、廉價(jià)、安全、環(huán)保且無(wú)毒等優(yōu)勢(shì)，成為最常用的一種超臨界流體，并已經(jīng)在食品、化工等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。而超臨界流體技術(shù)在造紙工業(yè)上的應(yīng)用還比較少，現(xiàn)階段的紙漿漂白工藝中，造紙企業(yè)很大程度上以全化學(xué)藥品為主進(jìn)行紙漿的漂白，這對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，一定程度上也給企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型發(fā)展帶來(lái)了障礙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于改進(jìn)傳統(tǒng)的紙漿漂白技術(shù)，提供一種新的紙漿漂白工藝，以減少化學(xué)漂白藥品的用量，使漂白后的纖維具有高的白度。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的:
[0006]本發(fā)明紙漿漂白方法，采用超臨界二氧化碳和二氧化氯聯(lián)合漂白紙漿，具體操作步驟如下:
[0007](I)采用超臨界CO2萃取:將干燥的紙漿粉碎研磨后，添加纖維素保護(hù)劑，將粉末混合均勻后裝進(jìn)超臨界CO2萃取釜中，并加入夾帶劑萃取，超臨界CO2萃取條件:萃取溫度為70-110°C，萃取壓力為7-15MPa，萃取時(shí)間為60_120min，CO2流速為16_25L/h，萃取后把萃取釜中的紙漿經(jīng)水洗滌稀釋至質(zhì)量濃度為12-15% ；
[0008](2)采用二氧化氯漂白:將紙漿濃縮至質(zhì)量濃度為7-12%，起始pH值范圍為4_6，溫度控制在40-90°C，然后一次性加入二氧化氯水溶液漂白，二氧化氯水溶液的質(zhì)量濃度為6-15g/L，用量為絕干漿質(zhì)量的0.3% -1.8%，漂白時(shí)間為30-100min，終點(diǎn)pH值范圍為3-5，最后用水洗去反應(yīng)殘留物，至洗出液pH值達(dá)到6-7，得到漂白漿。
[0009]在步驟(I)中，所述紙漿是以麥草或稻草或竹漿為原料的化學(xué)漿或化機(jī)漿。
[0010]在步驟(I)中，所述紙漿是在烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥，烘箱溫度在50-70°C，經(jīng)干燥后的紙漿水分含量低于8%。
[0011]在步驟(I)中，所述紙漿粉碎后粉末大小在200-450 μ m。
[0012]在步驟(I)中，所述夾帶劑為甲醇，甲醇的用量為絕干漿質(zhì)量的2% _5%。
[0013]在步驟⑴中，，所述纖維素保護(hù)劑為MgSO4, MgSO4用量為絕干漿質(zhì)量的
0.3-0.5%。
[0014]在步驟⑵中，二氧化氯漂白的優(yōu)選溫度為70°C。
[0015]本發(fā)明將超臨界萃取技術(shù)應(yīng)用到紙漿漂白中，通過(guò)調(diào)節(jié)控制超臨界流體萃取過(guò)程中的溫度和壓力來(lái)改變流體的溶解度，以便使紙漿的低分子抽出物、高分子木素與紙漿分離，即通過(guò)萃取分離達(dá)到除去紙漿中的木素，再將紙漿通過(guò)二氧化氯漂白，得到高白度的紙漿。
[0016]本發(fā)明利用超臨界CO2流體分離出部分木質(zhì)素后，再用二氧化氯氧化紙漿中剩余木質(zhì)素增強(qiáng)紙漿白度，可使紙漿白度達(dá)到80%以上，白度穩(wěn)定性好。
[0017]本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018](I)本發(fā)明提供了一種較新穎的紙漿漂白工藝，過(guò)程中采用了超臨界CO2萃取技術(shù)，對(duì)纖維無(wú)損傷，無(wú)化學(xué)殘留，CO2可循環(huán)使用，整個(gè)工藝流程是低少污水排放。該段技術(shù)用萃取方式起到漂白作用的同時(shí)，也得到了較純的木質(zhì)素，可用于其他用途。該段技術(shù)未來(lái)發(fā)展空間大，一旦完全取代其他漂白技術(shù)，可節(jié)約大量水，對(duì)社會(huì)產(chǎn)生巨大效益。
[0019](2)利用超臨界CO2萃取脫離木質(zhì)素的過(guò)程中，還可以把紙漿中色素等有害雜質(zhì)除去；二氧化氯漂白段則進(jìn)一步提高了紙張的白度和白度穩(wěn)定性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明方法的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步描述本發(fā)明方法。
[0022]實(shí)施例1:
[0023]本實(shí)例處理的原料為麥草漿。選取麥草漿300g，在烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥溫度為500C，使紙漿水分含量為7%。干燥后的紙漿磨碎，取粒度大小為450 μ m的紙漿粉末，添加
0.5% MgSO4粉末(相對(duì)絕干紙漿質(zhì)量)，攪拌均勻后，放入到超臨界CO2萃取釜中，加入甲醇作為夾帶劑，甲醇用量為5% (相對(duì)絕干紙漿質(zhì)量)。萃取壓力為15MPa，溫度110°C，萃取時(shí)間為120min，C02流速為25L/h。分離后把萃取釜中的紙漿經(jīng)水洗滌稀釋至質(zhì)量濃度為15%，得到初漂白紙漿。將紙漿濃度濃縮至質(zhì)量濃度為12%，進(jìn)行二氧化氯漂白，二氧化氯水溶液濃度為15g/L，用量為1.8% (與絕干紙漿質(zhì)量的百分比)，初始pH值4.5，溫度90°C，時(shí)間為lOOmin，終漂pH為3.5，最后用水洗去反應(yīng)殘留物，至洗出液pH值達(dá)到6，得到漂白漿。
[0024]結(jié)果:超臨界CO2萃取初漂后，紙漿脫木素率為70.2% ;經(jīng)二氧化氯漂白后，紙漿白度為84% ISO。
[0025]實(shí)施例2:
[0026]本實(shí)例處理的原料為竹漿。選取竹漿300g，在烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥溫度為70°C，使紙漿水分含量為6%。干燥后的紙漿磨碎，取粒度大小為200 μ m的紙漿，添加0.3% MgSO4粉末(相對(duì)絕干紙漿質(zhì)量)，攪拌均勻后，放入到超臨界CO2萃取釜中，加入甲醇作為夾帶齊U，甲醇用量為2% (相對(duì)絕干紙漿質(zhì)量)。萃取壓力為lOMPa，溫度70°C，C02流速為16L/h，時(shí)間為60min。分離后把萃取釜中的紙漿經(jīng)水洗滌稀釋至質(zhì)量濃度為12%，得到初漂白紙漿。將紙漿濃度濃縮至質(zhì)量濃度為7%，進(jìn)行二氧化氯漂白，二氧化氯水溶液濃度為6g/L，用量為0.3% (與絕干紙漿質(zhì)量的百分比)，初始pH值6.0，溫度40°C，時(shí)間為30min，終漂PH為4.0，最后用水洗去反應(yīng)殘留物，至洗出液pH值達(dá)到6.5，得到漂白漿。
[0027]結(jié)果:超臨界CO2萃取初漂后，紙漿脫木素率為63.7% ;經(jīng)二氧化氯漂白后，紙漿白度為81.4% ISO。
[0028]實(shí)施例3:
[0029]本實(shí)例處理的原料為稻草漿。選取稻草漿300g，在烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥溫度為60°C，使紙漿水分含量為7.5%。干燥后的紙漿磨碎，取粒度大小為330μπι的紙漿，添加
0.4% MgSO4粉末(相對(duì)絕干紙漿質(zhì)量)，攪拌均勻后，放入到超臨界CO2萃取釜中，加入甲醇作為夾帶劑，甲醇用量3% (相對(duì)絕干紙漿質(zhì)量)。萃取壓力為7MPa，溫度90°C，CO2流速為20L/h，時(shí)間為90min。分離后把萃取釜中的紙漿經(jīng)水洗滌稀釋至質(zhì)量濃度為13%，得到初漂白紙漿。將紙漿濃度濃縮至質(zhì)量濃度為10%，進(jìn)行二氧化氯漂白，二氧化氯水溶液濃度為10g/L，用量為1.2% (與絕干紙漿質(zhì)量的百分比)，初始pH值5.0，溫度70°C，時(shí)間為70min,終漂pH為5，最后用水洗去反應(yīng)殘留物，至洗出液pH值達(dá)到7，得到漂白漿。
[0030]結(jié)果:超臨界CO2萃取初漂后，紙漿脫木素率為67.8% ;經(jīng)二氧化氯漂白后，紙漿白度為85.3% ISO。
【權(quán)利要求】
1.一種紙漿漂白方法，其特征是，該方法采用超臨界二氧化碳和二氧化氯聯(lián)合漂白紙漿，具體操作步驟如下: (1)采用超臨界CO2萃取:將干燥的紙漿粉碎研磨后，添加纖維素保護(hù)劑，將粉末混合均勻后裝進(jìn)超臨界CO2萃取釜中，并加入夾帶劑萃取，超臨界CO2萃取條件:萃取溫度為70-110°C，萃取壓力為7-15MPa，萃取時(shí)間為60_120min，CO2流速為16_25L/h，萃取后把萃取釜中的紙漿經(jīng)水洗滌稀釋至質(zhì)量濃度為12-15% ； (2)采用二氧化氯漂白:將紙漿濃縮至質(zhì)量濃度為7-12%，起始pH值范圍為4-6，溫度控制在40-90°C，然后一次性加入二氧化氯水溶液漂白，二氧化氯水溶液的質(zhì)量濃度為6-15g/L，用量為絕干漿質(zhì)量的0.3% _1.8%，漂白時(shí)間為30-100min，終點(diǎn)pH值范圍為3-5，用水洗去反應(yīng)殘留物，至洗出液pH值達(dá)到6-7，得到漂白漿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙漿漂白方法，其特征在于，在步驟(I)中，所述紙漿是以麥草或稻草或竹漿為原料的化學(xué)漿或化機(jī)漿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙漿漂白方法，其特征在于，在步驟(I)中，所述紙漿是在烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥，烘箱溫度在50-70°C，經(jīng)干燥后的紙漿水分含量低于8%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙漿漂白方法，其特征在于，在步驟(I)中，所述紙漿粉碎后粉末大小在200-450 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙漿漂白方法，其特征在于，在步驟(I)中，所述夾帶劑為甲醇，甲醇的用量為絕干漿質(zhì)量的2% -5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙漿漂白方法，其特征在于，在步驟(I)中，所述纖維素保護(hù)劑為MgSO4, MgSO4用量為絕干漿質(zhì)量的0.3-0.5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙漿漂白方法，其特征在于，在步驟(2)中，二氧化氯漂白的優(yōu)選溫度為70°C。
【文檔編號(hào)】D21C9/14GK104032611SQ201410283889
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】黃麗婕, 王雙飛, 劉明, 農(nóng)光再, 蔡園園, 楊瑩 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)