專利名稱：一種高白度、高強(qiáng)度化學(xué)草漿的清潔制漿工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制漿造紙技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高白度、高強(qiáng)度化學(xué)草漿的清潔制漿工藝。
背景技術(shù)：
我國(guó)森林資源貧乏，人均占有森林面積和人均蓄積量都很低。然而，我國(guó)卻是世界非木材纖維造紙產(chǎn)量最多、經(jīng)驗(yàn)最豐富的國(guó)家。而草漿的生產(chǎn)又在非木材漿料中占絕對(duì)的主導(dǎo)地位。草漿的生產(chǎn)存在著原料消耗高，制漿得率低，廢液污染嚴(yán)重，漿料不易漂白，成紙強(qiáng)度低等問題，這些缺點(diǎn)限制了麥草漿生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展。傳統(tǒng)的蒸球制漿方法一般都是采用高堿、高溫、蒽醌制漿法，為了解決草類原料制漿污染并擴(kuò)大造紙?jiān)侠茫捅仨毟倪M(jìn)傳統(tǒng)的堿法化學(xué)制漿方法。傳統(tǒng)的化學(xué)漿制漿工藝是在高溫高壓下的深度脫木素，生產(chǎn)出來的漿料白度低，紙頁(yè)強(qiáng)度低，且產(chǎn)生的黑液提取率低、黑液性質(zhì)不利于堿回收，從而造成了廢水排放污染負(fù)荷高、治理難度大的污染問題。因此，需要在環(huán)保的基礎(chǔ)上發(fā)展一種生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)草漿的制漿工藝。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上草漿制備過程中能耗高、提取率低、污染嚴(yán)重、工藝復(fù)雜的問題，本發(fā)明提供了一種在低溫低壓條件下，耗水量少、能耗低、無黑夜產(chǎn)生、制得的漿白度高、強(qiáng)度高的化學(xué)草漿的清潔制漿工藝。本發(fā)明是通過以下措施實(shí)現(xiàn)的
一種高白度、高強(qiáng)度化學(xué)草漿的清潔制漿工藝，包括以下步驟
(1)向草類原料中加入水、氫氧化鈉、過氧化氫和金屬離子螯合劑，氫氧化鈉用量為草類原料重量的5-10%，過氧化氫用量為草類原料重量的10- %，金屬離子螯合劑0. 5-0. 8%， 在溫度70°C -80°C下保溫50分鐘-1小時(shí)完成第一步蒸煮，得到蒸煮液；
(2)向蒸煮液中加入水、氫氧化鈉、過氧化氫和金屬離子螯合劑，氫氧化鈉用量為草類原料重量的6-10%，過氧化氫用量為草類原料重量的12- %，金屬離子螯合劑0. 5-0. 8%，在溫度90°C _95°C下保溫1小時(shí)完成第二步蒸煮，將蒸煮好的漿料進(jìn)行篩漿、打漿既得高白度 、高強(qiáng)度化學(xué)草漿。優(yōu)選所述的金屬離子螯合劑為乙二胺四乙酸。優(yōu)選步驟(1)中氫氧化鈉用量為草類原料重量的6%，過氧化氫用量為草類原料重量的10%，金屬離子螯合劑0. 6%，在溫度80°C下保溫1小時(shí)完成第一步蒸煮，步驟(2)中氫氧化鈉用量為草類原料重量的10%，過氧化氫用量為草類原料重量的20%，金屬離子螯合劑 0. 8%，在溫度95°C下保溫1小時(shí)完成第二步蒸煮。步驟(1)和(2)中液比為1 :4_6。步驟(4)所述的篩選洗滌，漿濃為0. 29ΓΟ. 3%，收集篩選出的細(xì)漿。步驟(1)中草類原料切斷至1-4厘米長(zhǎng)度再加入水、氫氧化鈉、過氧化氫和金屬離子螯合劑。
優(yōu)選所述草類原料為麥草、稻草或蘆葦。優(yōu)選所述草類原料為稻草。該工藝是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上改進(jìn)實(shí)現(xiàn)的，它包括草料斷切和蒸煮，其主要在于通過分段加料的方式，控制每段的時(shí)間、溫度，在低溫低壓下完成蒸煮，為一種節(jié)能、無氣、 無味、無污染的，生產(chǎn)高強(qiáng)度、高白度草漿的制漿工藝。兩步中的藥品用量、蒸煮溫度、保溫時(shí)間都不相同。在完成第二步后，原料出鍋，不用水洗滌，篩漿后便完成全部制漿過程。制漿白度75%IS0以上，裂斷長(zhǎng)7. Okm以上，耐破5. OkPa · m2 · g—1以上，得率50%以上。即制得本發(fā)明所說的麥草漿。生產(chǎn)出的漿料不用經(jīng)過后續(xù)的處理，如洗滌、漂白，但白度和強(qiáng)度都達(dá)到較高標(biāo)準(zhǔn)，而且不產(chǎn)生黑液。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明工藝合理可行，操作簡(jiǎn)單方便，所制漿料白度高，強(qiáng)度大，制漿成本低；制漿過程中在低溫低壓下進(jìn)行，生產(chǎn)出的漿料不用經(jīng)過后續(xù)的處理，如洗滌、漂白，但白度和強(qiáng)度都達(dá)到較高標(biāo)準(zhǔn)，并且無黑液排放；節(jié)省了大量的水資源和能耗，廢液即可再行利用，也可直接排放，對(duì)環(huán)境污染非常輕；本制漿工藝以麥草、稻草、高粱桿、蔗渣、蘆葦、龍須草等草類為原料，特別適合我國(guó)中小造紙廠采用。
具體實(shí)施例方式為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明。實(shí)施例1
(1)原料采用麥草，用鍘草機(jī)切斷至1-4厘米長(zhǎng)度，在切草的同時(shí)除塵，然后加入水、氫氧化鈉、過氧化氫和金屬離子螯合劑，氫氧化鈉用量為麥草重量的5%，過氧化氫用量為麥草重量的10%，液比為1 :4，金屬離子螯合劑用量為麥草重量的0. 5%，在溫度75°C下保溫50分鐘后，停止加熱，完成第一步蒸煮，得到蒸煮液；
(2)打開蒸煮鍋，向蒸煮液中加入水、氫氧化鈉、過氧化氫和金屬離子螯合劑，氫氧化鈉用量為麥草重量的10%，過氧化氫用量為麥草重量的對(duì)％，液比為1 :4，金屬離子螯合劑用量為麥草重量的0. 6%，在溫度90°C下保溫1小時(shí)完成第二步蒸煮，打開蒸煮鍋，將蒸煮好的白漿進(jìn)行篩漿，收集細(xì)漿料并打漿至4(TSR。化學(xué)草漿的性能指標(biāo)見表1。對(duì)比實(shí)施例1:
與實(shí)施例1采用相同的液比，采用傳統(tǒng)的一次性加入的方式蒸煮麥草，氫氧化鈉、過氧化氫和金屬離子螯合劑的用量同實(shí)施例1中兩步的用量總和相同，溫度為75°c，保溫時(shí)間 100分鐘，得到的紙漿性能見表1。對(duì)比實(shí)施例2:
將實(shí)施例1中第(1)步與第(2)步顛倒先后處理的順序之后進(jìn)行處理，得到的紙漿性能見表1。實(shí)施例2:
(1)原料采用稻草，用鍘草機(jī)切斷至1-4厘米長(zhǎng)度，在切草的同時(shí)除塵，然后加入水、氫氧化鈉、過氧化氫和金屬離子螯合劑，氫氧化鈉用量為稻草重量的6%，過氧化氫用量為稻草重量的10%，液比為1 :5，金屬離子螯合劑用量為稻草重量的0. 6%，在溫度80°C下保溫60分鐘后，停止加熱，完成第一步蒸煮，得到蒸煮液；(2)打開蒸煮鍋，向蒸煮液中加入水、氫氧化鈉、過氧化氫和金屬離子螯合劑，氫氧化鈉用量為稻草重量的10%，過氧化氫用量為稻草重量的20%，液比為1 :6，金屬離子螯合劑用量為稻草重量的0. 8%，在溫度95°C下保溫1小時(shí)完成第二步蒸煮，打開蒸煮鍋，將蒸煮好的白漿進(jìn)行篩漿，收集細(xì)漿料并打漿至4rSR。化學(xué)稻草漿的性能指標(biāo)見表1。對(duì)比實(shí)施例3:
與實(shí)施例2采用相同的液比，采用傳統(tǒng)的一次性加入的方式蒸煮麥草，氫氧化鈉、過氧化氫和金屬離子螯合劑的用量同實(shí)施例2中兩步的用量總和相同，溫度80°C，保溫時(shí)間120 分鐘。得到的紙漿性能見表1。對(duì)比實(shí)施例4:
將實(shí)施例2中第(1)步與第(2)步顛倒先后處理的順序之后進(jìn)行處理，得到的紙漿性能見表1。實(shí)施例3
(1)原料采用蘆葦，用鍘草機(jī)切斷至1-4厘米長(zhǎng)度，在切的同時(shí)除塵，然后加入水、氫氧化鈉、過氧化氫和金屬離子螯合劑，氫氧化鈉用量為蘆葦重量的10%，過氧化氫用量為蘆葦重量的24%,液比為1 :5，金屬離子螯合劑用量為蘆葦重量的0. 8%，在溫度70°C下保溫60分鐘后，停止加熱，完成第一步蒸煮，得到蒸煮液；
(2)打開蒸煮鍋，向蒸煮液中加入水、氫氧化鈉、過氧化氫和金屬離子螯合劑，氫氧化鈉用量為蘆葦重量的6%，過氧化氫用量為蘆葦重量的12%，液比為1 :4，金屬離子螯合劑用量為蘆葦重量的0. 5%，在溫度95°C下保溫1小時(shí)完成第二步蒸煮，打開蒸煮鍋，將蒸煮好的白漿進(jìn)行篩漿，收集細(xì)漿料并打漿至42°SR。化學(xué)蘆葦漿的性能指標(biāo)見表1。對(duì)比實(shí)施例5:
與實(shí)施例3采用相同的液比，采用傳統(tǒng)的一次性加入的方式蒸煮麥草，氫氧化鈉、過氧化氫和金屬離子螯合劑的用量同實(shí)施例3中兩步的用量總和相同，溫度95°C，保溫時(shí)60分鐘。得到的紙漿性能見表1。對(duì)比實(shí)施例6:
將實(shí)施例1中第(1)步與第(2)步顛倒先后處理的順序之后進(jìn)行處理，得到的紙漿性能見表1。表1上述實(shí)施例制得紙漿成紙的物理性能
權(quán)利要求
1.一種高白度、高強(qiáng)度化學(xué)草漿的清潔制漿工藝，其特征是包括以下步驟(1)向草類原料中加入水、氫氧化鈉、過氧化氫和金屬離子螯合劑，氫氧化鈉用量為草類原料重量的5-10%，過氧化氫用量為草類原料重量的10- %，金屬離子螯合劑0. 5-0. 8%， 在溫度70°C -80°C下保溫50分鐘-1小時(shí)完成第一步蒸煮，得到蒸煮液；(2)向蒸煮液中加入水、氫氧化鈉、過氧化氫和金屬離子螯合劑，氫氧化鈉用量為草類原料重量的6-10%，過氧化氫用量為草類原料重量的12- %，金屬離子螯合劑0. 5-0. 8%，在溫度90°C-95°C下保溫1小時(shí)完成第二步蒸煮，將蒸煮好的漿料進(jìn)行篩漿、打漿既得高白度 、高強(qiáng)度化學(xué)草漿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清潔制漿工藝，其特征在于所述的金屬離子螯合劑為乙二胺四乙酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清潔制漿工藝，其特征在于步驟(1)中氫氧化鈉用量為草類原料重量的6%，過氧化氫用量為草類原料重量的10%，金屬離子螯合劑0. 6%，在溫度80°C下保溫1小時(shí)完成第一步蒸煮，步驟(2)中氫氧化鈉用量為草類原料重量的10%，過氧化氫用量為草類原料重量的20%，金屬離子螯合劑0. 8%，在溫度95°C下保溫1小時(shí)完成第二步蒸煮。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清潔制漿工藝，其特征在于步驟(1)和(2)中液比為1:4-6。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清潔制漿工藝，其特征在于步驟(4)所述的篩選洗滌，漿濃為 0. 29ΓΟ. 3%，收集篩選出的細(xì)漿。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清潔制漿工藝，其特征在于步驟(1)中草類原料切斷至1-4 厘米長(zhǎng)度再加入水、氫氧化鈉、過氧化氫和金屬離子螯合劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清潔制漿工藝，其特征在于所述草類原料為麥草、稻草或蘆葦。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的清潔制漿工藝，其特征在于所述草類原料為稻草。
全文摘要
本發(fā)明涉及制漿造紙技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高白度﹑高強(qiáng)度化學(xué)草漿的清潔制漿工藝，包括以下步驟向草類原料中加入水、氫氧化鈉、過氧化氫和金屬離子螯合劑，70℃-80℃保溫得到蒸煮液；向蒸煮液中加入水、氫氧化鈉、過氧化氫和金屬離子螯合劑，90℃-95℃下保溫完成第二步蒸煮，篩漿、打漿既得。本發(fā)明工藝所制漿料白度高，強(qiáng)度大，制漿成本低；生產(chǎn)出的漿料不用經(jīng)過后續(xù)的處理，如洗滌﹑漂白，但白度和強(qiáng)度都達(dá)到較高標(biāo)準(zhǔn)，并且無黑液排放；節(jié)省了大量的水資源和能耗，廢液即可再行利用，也可直接排放，對(duì)環(huán)境污染非常輕；本制漿工藝以麥草、稻草、高粱稈、蔗渣、蘆葦、龍須草等草類為原料，特別適合我國(guó)中小造紙廠采用。
文檔編號(hào)D21C3/00GK102363927SQ201110339908
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者楊桂花, 田野, 陳嘉川 申請(qǐng)人:山東輕工業(yè)學(xué)院