專利名稱：一種紙漿堿性過氧化氫漂白方法
技術領域：
本發明涉及一種紙漿漂白技術，具體涉及到一種高得率漿和廢紙脫墨漿過氧化氫漂白方法，屬于制漿造紙技術領域。
背景技術：
高得率漿由于得率高、生產成本低，并且具有高的不透明度、松厚度和挺度等優點，在紙張生產中使用越來越多。另外，為了節約原料，廢紙脫墨漿的使用也越來越多。目前高得率漿和脫墨漿漂白主要采用過氧化氫漂白，過氧化氫漂白過程中除了加入過氧化氫外，同時還需加入氫氧化鈉或硅酸鈉等使漂白在堿性條件下進行。在紙漿過氧化氫漂白過程中，由于過渡金屬離子如鐵離子、銅離子和錳離子等的存在會催化過氧化氫的無效分解， 導致過氧化氫的漂白效率低。
在紙漿過氧化氫漂白過程中，為了減少過渡金屬離子催化的過氧化氫無效分解， 目前常用的方法就是在漂白過程中加入乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙基三胺五乙酸(DTPA) 或三聚磷酸鈉等螯合劑以減少過渡金屬離子催化的過氧化氫無效分解，提高過氧化氫的漂白效率。但是在強堿性條件下大部分螯合劑喪失絡合能力。當PH值為10或更高時，DTPA 和EDTA與任何金屬離子都沒有絡合能力。過氧化氫漂白段的PH通常都大于10，所以過氧化氫漂白段加入EDTA或DTPA對過渡金屬離子的螯合作用有限。另外，EDTA和DTPA在水體環境中難以被生物降解，近年來它們的使用受到質疑。
中國專利CN95194782. 6公開了一種紙漿的漂白方法，該技術主要包含步驟①紙漿洗滌后進行螯合處理；②螯合劑處理后直接進入二氧化氯漂白段，中間不進行洗滌③二氧化氯漂白后進行洗滌，然后進行過氧化氫漂白；④過氧化氫漂白后進行洗滌。該方法可減少過氧化氫用量或提高紙漿的亮度。
除了 EDTA和DTPA外，其他的螯合劑如二亞乙基三胺五亞甲基膦酸(DTPMPA)和乙二胺四亞甲基膦酸(EDTMPA)也被用于紙漿的過氧化氫漂白過程中。瑪瑞亞等將DTPMPA 用于化學漿的過氧化氫漂白段，認為可以提高過氧化氫的漂白效果。參見瑪瑞亞等，桉木硫酸鹽漿TCF漂白中螯合劑的使用策略，澳大利亞制漿造紙雜志，58⑵143-148，2005。 (Maria C. A. and Fernando Ε. F. ,Chelating agents management to obtain TCF bleached Eucalyptus grandis kraft pulps, Appita J. ,58(2) :143-148, 2005)。錢學仁等將DTPMPA 和EDTMPA用于麥草漿和脫墨漿的過氧化氫漂白段中，認為DTPMPA和EDTMPA都能夠穩定過氧化氫，改善紙漿的過氧化氫漂白效果。參見錢學仁等，亞甲基膦酸用作紙漿H2A漂白螯合劑的研究，中國造紙，22 (5) :8-11, 0003)。
除了螯合劑外，沸石也被用作紙漿漂白過程中過氧化氫的穩定劑。沃克薩等人將沸石用于紙漿的過氧化氫漂白過程中，表明沸石的加入可以減少過氧化氫的分解，改善紙漿的漂白效果。參見沃克薩等人，沸石對過氧化氫溶液的穩定作用及其在TMP漂白中的應用，加拿大化工雜志，89 :U6-131，2011(Moses Wekesa and Yonghao Ni, Use of zeolites in stabilizing alkaline peroxide solutions and their application in3the bleaching of a TMP pulp. THECANADIAN JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING,89 126-131,2011.)。
目前高得率漿如磨石磨木漿(SGW)、熱磨機械漿(TMP)、化學熱磨機械漿(CTMP)盤磨預處理堿性過氧化氫機械漿(PRC-APMP)和廢紙脫墨漿的生產和使用量不斷增加，而高得率和脫墨漿的漂白主要采用保留木素式的過氧化氫漂白。如果要使紙漿達到較高的白度，則過氧化氫的用量高，當紙漿白度達到一定程度后，增加過氧化氫的用量對白度的提高效果不明顯，導致過氧化氫的漂白效率低。為提高紙漿過氧化氫的漂白效率，在漂白中可以加入EDTA和DTPA等螯合劑以穩定過氧化氫，減少過氧化氫的無效分解。但在堿性條件下， EDTA和DTPA的作用效果有限，并且進入到廢水中的EDTA和DTPA難以生物降解。因此，新的能夠生物降解的高效過氧化氫穩定劑對于提高過氧化氫的漂白效率，改善紙漿的白度具有重要意義。發明內容
本發明針對高得率漿和廢紙脫墨漿堿性過氧化氫漂白過程中，過渡金屬離子催化分解過氧化氫導致漂白效率低的問題，提供一種改善過氧化氫漂白效率、提高紙漿白度的方法。
術語解釋
高得率漿，是相對于得率低的化學漿而言得率高的紙漿，包括磨石磨木漿(SGW)、 熱磨機械漿(TMP)、化學熱磨機械漿(CTMP)和盤磨預處理堿性過氧化氫機械漿(PRC-APMP)寸。
本發明的技術方案如下
一種紙漿漂白方法，在紙漿堿性過氧化氫漂白時加入殼聚糖作為過氧化氫穩定劑，殼聚糖用量是0. 5^kg/噸漿。提高過氧化氫的漂白效率，改善紙漿的漂白效果，提高紙漿的白度。
一種紙漿堿性過氧化氫漂白方法，在高得率漿或廢紙脫墨漿堿性過氧化氫漂白過程中加入殼聚糖，殼聚糖用量是0. 5-5kg/噸漿，同時加入H2A 20-80kg/噸漿，氫氧化鈉 10-40kg/噸漿，硅酸鈉10-40kg/噸漿，紙漿濃度10-40wt %，漂白溫度70°C -90°C，漂白時間 1. 0-3. Oh0
所述的紙漿為針葉木或闊葉木生產的高得率漿或廢紙脫墨漿，所述高得率漿包括熱磨機械漿(TMP)、磨石磨木漿(SGW)、化學熱磨機械漿(CTMP)或盤磨預處理堿性過氧化氫機械漿(PRC-APMP)。所述廢紙脫墨漿包括廢新聞紙脫墨漿、混合辦公廢紙脫墨漿或廢新聞紙與廢雜志紙混合生產的脫墨漿。
根據本發明優選的，所述殼聚糖的脫乙酰度大于80%。進一步優選，所述殼聚糖的脫乙酰度為85 95%。
根據本發明優選的，殼聚糖用量是l_3kg/噸漿，同時加入H2A 20-50kg/噸漿，氫氧化鈉15-25kg/噸漿，硅酸鈉20-30kg/噸漿，紙漿濃度20-30wt%，漂白溫度75°C -85°C， 漂白時間1. 5_2h。
本發明的技術特點及優良效果如下
現有技術中，在高得率漿和脫墨漿的過氧化氫漂白過程中，加入氫氧化鈉、過氧化氫和硅酸鈉進行堿性過氧化氫漂白。為了減少過氧化氫的無效分解，一般采用加入螯合劑如EDTA或DTPA來螯合過渡金屬離子的方法，以減少過氧化氫的無效分解，但在堿性條件下，EDTA和DTPA螯合能力差，并且EDTA和DTPA進入到廢水中難以生物降解。本發明是在紙漿堿性過氧化氫漂白過程中加入殼聚糖作為過氧化氫的穩定劑，提高過氧化氫的漂白效率。殼聚糖分子鏈中存在的大量羥基、氨基，它可以吸附過渡金屬離子，對過渡金屬離子有穩定的螯合作用。殼聚糖在堿性條件下能吸附過渡金屬離子，可以減少過氧化氫的無效分解，因此能顯著地提高過氧化氫的漂白效率。
采用本發明的方法，紙漿過氧化氫的漂白效果明顯提高，紙漿的白度也明顯提高。 并且與常用的螯合劑EDTA和DTPA相比，進入到廢水中的殼聚糖很容易被生物降解。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步的說明，但不限于此。
實施例中的紙漿濃度均為質量百分比濃度。噸漿是指絕干漿的重量。
實施例1
馬尾松磨石磨木漿(SGW)未漂漿，白度50% ISO，在聚乙烯塑料袋中并放于水浴鍋中進行過氧化氫漂白，加入殼聚糖(脫乙酰度85% Ukg/噸漿，H2O2 30kg/噸漿，氫氧化鈉 20kg/噸漿，硅酸鈉20kg/噸漿，紙漿濃度25%，漂白溫度75°C，漂白時間1.釙，漂白后紙漿白度 72% ISO。
對照實驗1-1 如實施例1所述，所不同的是漂白過程中不加入殼聚糖，其他條件都相同，所得漂白漿的白度為69% ISO。
對照實驗1-2 如實施例1所述，所不同的是漂白過程中不加入殼聚糖，而是加入 2kg/噸漿的EDTA，其他條件相同，所得漂白漿的白度為70% ISO。
實施例2
楊木PRC-APMP第一段磨漿后的未漂漿，白度ISO，在聚乙烯塑料袋中并放于水浴鍋中進行過氧化氫漂白，加入殼聚糖(脫乙酰度85% ) Ikg/噸漿，H2O2 50kg/噸漿，氫氧化鈉噸漿，硅酸鈉30kg/噸漿，紙漿濃度25%，漂白溫度80°C，漂白時間2. 0h，漂白后紙漿白度80% ISO。
對照實驗2-1 如實施例2所述，所不同的是漂白過程中不加入殼聚糖，所得漂白漿的白度為77% ISO。
對照實驗2-2 如實施例2所述，所不同的是漂白過程中不加入殼聚糖，而是加入 2kg/噸漿的DTPA，所得漂白漿的白度為78. 5% ISO。
實施例3
楊木CTMP未漂漿，白度52% IS0，在聚乙烯塑料袋中并放于水浴鍋中進行過氧化氫漂白，加入的漂白藥品如下殼聚糖(脫乙酰度90% Ukg/噸漿，H2O2 40kg/噸漿，氫氧化鈉噸漿，硅酸鈉噸漿，紙漿濃度30%，漂白溫度80°C，漂白時間1.證，漂白后紙漿白度81% ISO。
對照實驗3-1 如實施例3所述，所不同的是當漂白過程中不加入殼聚糖，所得漂白漿的白度為78.5% ISO。
對照實驗3-2 如實施例3所述，所不同的是當漂白過程中不加入殼聚糖，而是加5入4kg/噸漿的EDTA，所得漂白漿的白度為79. 5% ISO。
實施例4
廢新聞紙脫墨漿，白度52% ISO，在聚乙烯塑料袋中并放于水浴鍋中進行過氧化氫漂白，加入殼聚糖(脫乙酰度90%) 2kg/噸漿，H2A 20kg/噸漿，氫氧化鈉15kg/噸漿，硅酸鈉20kg/噸漿，紙漿濃度20 %，漂白溫度75 °C，漂白時間1. 5h，漂白后紙漿白度58 % ISO。
對照實驗4-1 如實施例4所述，所不同的是漂白過程中不加入殼聚糖，所得漂白漿的白度為ISO。
對照實驗4-2 如實施例4所述，所不同的是漂白過程中不加入殼聚糖，而是加入 4kg/噸漿的EDTA，所得漂白漿的白度為57% ISO。
實施例5
如實施例1所述，所不同的是采用的紙漿為桉木PRC-APMP第一段磨漿后的未漂漿，白度52% ISO。所得漂白漿的白度為75% ISO。
實施例6
如實施例3所述，所不同的是采用的紙漿是桉木CTMP未漂漿，白度51% ISO。所得漂白漿的白度為77% ISO。
實施例7
如實施例3所述，所不同的是漂白時加入殼聚糖的脫乙酰度為95%。所得漂白漿的白度為81. 5% ISO。
實施例8
如實施例2所述，所不同的是漂白時加入的殼聚糖為3kg/噸漿。所得漂白漿的白度為 81% ISO。
實施例9
如實施例4所述，所不同的是采用的紙漿為混合辦公廢紙脫墨漿，白度76% ISO。 所得漂白漿的白度為82% ISO。
權利要求
1.一種紙漿漂白方法，其特征在于在紙漿堿性過氧化氫漂白時加入殼聚糖作為過氧化氫穩定劑，殼聚糖用量是0. 5-5kg/噸漿
2.一種紙漿堿性過氧化氫漂白方法，其特征在于在高得率漿或廢紙脫墨漿堿性過氧化氫漂白過程中加入殼聚糖，殼聚糖用量是0. 5-5kg/噸漿，同時加入H2A 20-80kg/噸漿，氫氧化鈉10-40kg/噸漿，硅酸鈉10-40kg/噸漿，紙漿濃度10-40wt%，漂白溫度70°C -90°C, 漂白時間1. 0-3. Oh。
3.如權利要求2所述的紙漿堿性過氧化氫漂白方法，其特征在于所述殼聚糖的脫乙酰度大于80%。
4.如權利要求2所述的紙漿堿性過氧化氫漂白方法，其特征在于所述殼聚糖的脫乙酰度為85 95%。
5.如權利要求2所述的紙漿堿性過氧化氫漂白方法，其特征在于殼聚糖用量是l-3kg/ 噸漿，同時加入H2A 20-50kg/噸漿，氫氧化鈉15-2^g/噸漿，硅酸鈉20-30kg/噸漿，紙漿濃度20-30wt%，漂白溫度750C -85°C，漂白時間1. 5_2h。
6.如權利要求2所述的紙漿堿性過氧化氫漂白方法，其特征在于所述的紙漿為針葉木或闊葉木生產的高得率漿或廢紙脫墨漿，所述高得率漿包括熱磨機械漿(TMP)、磨石磨木漿 (SGW)、化學熱磨機械漿(CTMP)或盤磨預處理堿性過氧化氫機械漿(PRC-APMP)；所述廢紙脫墨漿包括廢新聞紙脫墨漿、混合辦公廢紙脫墨漿或廢新聞紙與廢雜志紙混合生產的脫墨漿。
全文摘要
本發明涉及一種紙漿堿性過氧化氫漂白方法，是在高得率漿或廢紙脫墨漿堿性過氧化氫漂白過程中加入脫乙酰度大于80％的殼聚糖作為過氧化氫的穩定劑，殼聚糖用量為0.5-5kg/噸漿，漂白時同時加入過氧化氫、氫氧化鈉和硅酸鈉。本發明在紙漿堿性過氧化氫漂白過程中加入殼聚糖能夠改善過氧化氫的漂白效率，提高紙漿的白度。
文檔編號D21C9/16GK102505551SQ20111037404
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月22日 優先權日2011年11月22日
發明者傅英娟, 李宗全, 秦夢華, 竇紅艷, 魏琳 申請人:山東輕工業學院