專利名稱：：非木纖維原料堿法制漿黑液降硅方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于廢水處理領域，特別涉及一種降低制漿造紙黑液中硅含量的方法。
背景技術：
：中國造紙工業(yè)正在高速發(fā)展，紙和紙板的產(chǎn)量、消費量己居世界第二。發(fā)達國家都以木材纖維造紙，而我國造紙原料中非木纖維占了一半。制漿造紙黑液曾經(jīng)是工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的最嚴重的污染，隨著造紙科學的發(fā)展，木漿黑液處理技術日臻完善。木漿黑液被濃縮、蒸發(fā)、燃燒、苛化。在燃燒過程中，木漿黑液中的有機物被轉變成二氧化碳和水。在苛化過程中，無機鹽又被轉化為堿，回收被繼續(xù)用來制漿。但對于非木材原料，特別是對二氧化硅含量很高的非木纖維原料，在堿法制漿過程中，大部分硅溶入黑液，使非木纖維黑液含硅量比木漿黑液高2030倍，這是非木纖維黑液難以治理的根本原因。硅含量高，導致非木纖維漿濾水性差、黑液提取率低，一般只有80%85%，黑液粘度高、流動性差、極易堵塞輸送管道，給堿回收帶來很大困難，一般堿回收率只有65%75%，而木漿黑液堿回收在95%以上。我國人均森林面積較低，缺乏足夠的木材造紙原料，今后幾十年時間里，非木材纖維仍是我國造紙工業(yè)的重要原料。因此，尋求更好的降硅方法，使非木材制漿黑液能象木材制漿黑液那樣得到高效的凈化處理，這是促進我國造紙工業(yè)走循環(huán)經(jīng)濟的一條重要途徑?，F(xiàn)有的黑液降硅技術1應用A產(chǎn)金屬離子使黑液里的硅沉淀除去。2通入C02或煙道氣，降低黑液pH值，使硅成為不溶性的硅凝膠而從黑液中除去?，F(xiàn)有的黑液降硅專利，如英國專利GB381697、美國專利US4331607、中國專利CN1103450A，其共同點是在蒸煮前或蒸煮過程中采用了鋁土礦為降硅劑。這些方法或者需要較高的設備投資，復雜的技術操作要求，消耗大量的水、化學品和能源，或者由于鋁土礦存在的雜質，這就難免給紙產(chǎn)品帶來光學、物理上的不良影響。沉積在纖維漿上的硅，物理性質如砂子，能磨損生產(chǎn)紙機、損傷切紙刀刀刃。
發(fā)明內(nèi)容3為了解決現(xiàn)有技術存在的投資高，操作復雜，降硅效果不明顯的缺點，本發(fā)明提供了一種非木纖維原料堿法制漿黑液降硅方法，本方法操作簡單、和蒸煮同步進行，不需增加新設備的高效除硅新方法。本發(fā)明的技術方案為一種非木纖維原料堿法制漿黑液降硅方法，在堿法制漿過程中，按照質量比非木纖維和水的比例為l:3.55、NaOH質量百分數(shù)為12%18%、02:48kg/cm2、每噸絕干非木纖維加入粉狀堿土金屬氧化物540kg的比例，在14(TC16(TC溫度下反應3560min。所述的粉狀堿土金屬氧化物粒徑為為100到200目，所述的粉狀堿土金屬氧化物為CaO、MgO。本發(fā)明這里所說的堿法制漿特指燒堿法、硫酸鹽法和堿式亞鈉法制漿。有益效果-1.在制漿蒸煮過程中，加入堿土金屬粉末如CaO、MgO，和非木材原料中的硅發(fā)生如下化學反應，產(chǎn)生的新生硅化合物為硅酸鈣CaSi03或滑石粉Mg3(OH)2Si4Ch()，這些都是改善紙頁物理、光學性能的有用填料2NaOH+Si02=Na2Si03+H20Na2Si03+CaO+H20=CaSi03+2NaOH4Na2Si03+MgO+5H20=Mg3(OH)2Si4O10+8NaOH產(chǎn)生的含硅填料可改善紙產(chǎn)品的印刷性能，如白度、不透明度、平滑度、吸墨性，還能改善香煙紙的燃燒性能。2.本發(fā)明的方法操作簡單、和蒸煮同步進行，不需增加新設備，除硅效率高。3.本發(fā)明提出的方法中采用的是價格低廉易得的堿土金屬粉劑，其粒徑為100200目網(wǎng)篩，可以保證在蒸煮過程中堿土金屬粉劑和硅鹽充分反應。4.本發(fā)明方法中的除硅劑堿土金屬粉劑可以加在蒸煮之前的溶解槽或直接加到蒸煮鍋內(nèi)。如加在溶解槽內(nèi)，邊攪拌邊加熱，加熱溫度507(TC，以加快溶解，配好的溶液連同除硅劑一齊加到蒸球中蒸煮，簡化了操作過程。具體實施例方式下面對本發(fā)明作詳細說明1.非木纖維堿法制漿過程中加堿土氧化物試驗經(jīng)試驗，確定堿土金屬粉末CaO、MgO，過100目篩，用量分別為對非木纖維絕千原料質量百分數(shù)的0.8%、1.6%、2.4%，絕干非木纖維被切成46cm長。在實驗室，按照非木纖維和水的比例1:3.55、NaOH412%wt18%wt、每噸絕干非木纖維加入粉狀堿土金屬氧化物540kg的配方，混合后加入蒸煮器蒸煮。反應溫度14(TC16(TC，反應時間3560min。用澳大利亞制六罐回轉電加熱蒸煮器蒸煮，然后按中國標準，洗漿、篩選、打漿、抄片、物檢。2.非木纖維氧一堿法制漿過程中加堿土氧化物試驗基本步驟同非木纖維堿法制漿過程中加堿土氧化物試驗，不同的是在蒸煮器加完料后，充02:48kg/cm2。結果表1非木纖維堿法制漿過程中加堿土氧化物試驗*<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>*工藝條件液比1:5，NaOH15%，溫度150'C,反應時間50min。％是質量百分數(shù),液比是質量比(下同)。表2非木纖維氧一堿法制漿過程中加堿土氧化物試驗*<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>*工藝條件液比1:5,NaOH15表4加堿土氧化物E%，溫度<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>*工藝條件液比1:5,NaOH15。/。，02:6kg/cm2，溫度150°C，反應時間45min。從表1看出，對非木纖維堿法制漿過程中加堿土氧化物試驗，和空白試驗比較，加入堿土金屬粉末后，黑液中硅含量明顯減少。不加堿土金屬粉末，黑液中硅含量是硅總含量的76.1%。但加入2.4%CaO粉末后，黑液中硅含量是硅總量的26.7%;加入2.4%MgO粉末，黑液中硅含量是硅總含量的22.4%。加入此兩種堿土金屬粉末，分別將黑液中的硅含量降低了64.9%和70.6%。從表2看出，對非木纖維氧一堿法制漿過程中加堿土氧化物試驗，和空白試驗比較，加入堿土金屬粉末后，黑液中硅含量降低了很多。不加堿土金屬粉末，黑液中硅含量是硅總含量的23.4%。但加入2.4。/。CaO粉末后，黑液中硅含量是硅總量的3.21%;加入2.4。/。MgO粉末，黑液中硅含量是硅總含量的2.56%。加入此兩種堿土金屬粉末，分別將黑液中的硅含量降低了86.3%和89.0%。表3表4試驗結果表明，經(jīng)過堿土氧化物蒸煮處理的紙漿，其耐破度、裂斷長、撕裂指數(shù)、不透明度和白度等物理、光學指標基本沒受到影響，和空白對照樣很接近。因此本方法徹底解決了非木漿黑液硅干擾難題，使非木漿黑液能和木漿黑液一樣容易治理。同時，經(jīng)過本項技術處理，對紙漿性能沒有帶來不利影響。權利要求1.一種非木纖維原料堿法制漿黑液降硅方法，其特征在于在堿法制漿過程中，按照質量比非木纖維和水的比例為1∶3.5～5、NaOH質量百分數(shù)為12％～18％、O24～8kg/cm2、每噸絕干非木纖維加入粉狀堿土金屬氧化物5～40kg的比例，在140℃～160℃溫度下反應35～60min。2.根據(jù)權利要求1所述的非木纖維原料堿法制漿降硅方法，其特征在于，所述的粉狀堿土金屬氧化物粒徑為為100到200目。3.根據(jù)權利要求1所述的非木纖維原料堿法制漿降硅方法，其特征在于，所述的粉狀堿土金屬氧化物為CaO、MgO。全文摘要本發(fā)明公開了一種非木纖維原料堿法制漿黑液降硅方法，在堿法制漿過程中，按照質量比非木纖維和水的比例為1∶3.5～5、NaOH質量百分數(shù)為12％～18％、O₂4～8kg/cm²、每噸絕干非木纖維加入粉狀堿土金屬氧化物5～40kg的比例，在140℃～160℃溫度下反應35～60min。所述的粉狀堿土金屬氧化物粒徑為為100到200目，所述的粉狀堿土金屬氧化物為CaO、MgO。在制漿蒸煮過程中，加入堿土金屬粉末產(chǎn)生的含硅填料可改善紙產(chǎn)品的印刷性能，如白度、不透明度、平滑度、吸墨性，還能改善香煙紙的燃燒性能。方法操作簡單、和蒸煮同步進行，不需增加新設備，除硅效率高。采用的是價格低廉易得的堿土金屬粉劑，可以保證在蒸煮過程中堿土金屬粉劑和硅鹽充分反應。文檔編號C02F1/58GK101492194SQ20091002573公開日2009年7月29日申請日期2009年3月9日優(yōu)先權日2009年3月9日發(fā)明者丁來保,莊國俊,房桂干,施英喬,萍李,李紅斌,沈葵忠,健焦,盤愛享,鄧擁軍,韓善明申請人:中國林業(yè)科學研究院林產(chǎn)化學工業(yè)研究所