漂白助劑在次氯酸鹽漂白中的應用

唐獻蘭 蒙衍強 龐業(yè)娟

(1．柳州師范高等?？茖W校，廣西柳州，545004;2．柳州兩面針紙業(yè)有限公司，廣西柳州，545011)

漂白助劑在次氯酸鹽漂白中的應用

唐獻蘭1蒙衍強1龐業(yè)娟2

(1．柳州師范高等?？茖W校，廣西柳州，545004;2．柳州兩面針紙業(yè)有限公司，廣西柳州，545011)

研究了漂白助劑在次氯酸鹽漂白漿生產(chǎn)中的應用效果。結果表明，漂白助劑對竹漿、蔗渣漿與竹桉混合漿纖維都有較好的保護作用，能提高漂白漿的得率、黏度，在漂白助劑用量較低的情況下漂白漿的質(zhì)量穩(wěn)定，而且生產(chǎn)成本有一定程度的降低。

漂白助劑;次氯酸鹽漂白;竹漿;蔗渣漿;桉木漿;黏度;白度

20世紀90年代以來，無元素氯漂白 (ECF)、全無氯漂白 (TCF)有了較快的發(fā)展，已經(jīng)可以取代傳統(tǒng)的含氯漂白［1］。但從我國目前情況來看，完全采用無氯漂白從技術上還需過渡，且生產(chǎn)成本較傳統(tǒng)的含氯漂白還相對較高，所以含氯漂白在我國許多中小型制漿企業(yè)還將在一定時期內(nèi)存在［2］。由于市場上對商品漿板高白度 (80%以上)、低返黃率、高黏度 (≥450 mL/g)和高強度的要求，為了在高白度的情況下降低漂白損失，本試驗在實驗室小試所取得的成功經(jīng)驗的基礎上，開展硫酸鹽竹漿、蔗渣漿傳統(tǒng)CEH三段漂白及硫酸鹽竹桉混合漿傳統(tǒng)CEHD四段漂白的生產(chǎn)試驗，改進漂白方法，在H段添加漂白助劑，以加強漂白效果，提高漂白漿質(zhì)量，提升商品漿的市場競爭力。

1 實驗室實驗及生產(chǎn)試驗

1.1 實驗室實驗

1.1.1 原料及藥品

漿料:生產(chǎn)線上取得的硫酸鹽竹漿，已經(jīng)過篩選并經(jīng)氯化 (C)和H2O2強化堿處理 (EP)，半漂漿白度 48．1%，黏度 781 mL/g，KMnO4值 (K值)13．6。

漂白助劑為一種含氮有機化合物，白色粉末狀物質(zhì)，有效成分≥99%，易溶于水，pH值3～4，溶解成質(zhì)量分數(shù)為1%的溶液待用。

1.1.2 H段漂白實驗

漂白在高密度聚乙烯塑料袋中進行，漿料和藥品加入袋中揉搓均勻后密封，然后放入恒溫水浴中，在設定的溫度和時間下反應，漂白后漿料用已經(jīng)凈化處理的清水洗滌。實驗條件:漿濃10%，Ca(ClO)2用量 (以有效氯計)2．6%，漂白溫度 38℃，pH值10～11，漂白時間210 min。

1.2 生產(chǎn)試驗

漂白助劑使用工藝:漂白助劑溶解稀釋至質(zhì)量分數(shù)0．25%，在 H段漂白塔前加入，用量0．10% ～0．15%(對絕干漿)。

1.3 分析方法

K值、白度和黏度的檢測及熱老化實驗均參照國家相應標準所述的方法進行［3-4］。

2 結果與討論

2.1 漂白助劑用量對H段漂白效果的影響

為了明確漂白助劑的加入對硫酸鹽竹桉混合漿漂白效果的影響，在實驗室模擬生產(chǎn)工藝，考察了漂白助劑用量 (對絕干漿，下同)對H段漂白效果的影響，結果見表1。

表1 漂白助劑用量對H段漂白效果的影響

從表1可見，H段加入漂白助劑，使漂白終點殘氯、漂白損失率降低，漂白漿黏度則明顯提高，而對漂后漿白度影響不大。同時隨漂白助劑用量的增加，終點殘氯量也快速下降，最高降幅可達60%;漂后漿的黏度和白度在漂白助劑用量為0．15%時最大，表明漂白助劑用量過大也不利于漂白漿質(zhì)量的提高;漂白損失率在漂白助劑用量為0．15%時最低，但總體變化不顯著。結果表明，漂白助劑對于經(jīng)Ep處理后漿的H段漂白同樣具有良好的助漂效果，有助于大幅度降低漂白終點殘氯，提高漿黏度，提高紙漿得率。漂白助劑用量在0．15%時效果相對較佳。

2.2 漂白助劑用于竹漿CEH三段漂白的生產(chǎn)實踐

2.2.1 試驗結果

為了驗證漂白助劑在硫酸鹽竹漿CEH三段漂白實際生產(chǎn)中的應用效果，進行了長達10天H段添加漂白助劑的中試試驗，并與未添加漂白助劑的生產(chǎn)情況進行對比，平均結果見表2。

從表2可以看出，H段添加漂白助劑后平均黏度為434 mL/g;而未添加漂白助劑時漂后漿平均黏度為331 mL/g，即添加漂白助劑后平均黏度上升了103 mL/g。同時，H段添加漂白助劑后漿白度平均值為79．9%，與未添加漂白助劑時的白度平均值80．4%相當。可見添加漂白助劑后，漂后漿黏度提高明顯，而白度變化不大。

表2 漂白助劑應用于CEH三段漂白的中試結果

2.2.2 經(jīng)濟成本分析

H段添加漂白助劑期間漿得率為41．3%，而未添加漂白助劑前平均得率為39．6%，得率上升1．7個百分點，導致噸漿原料消耗下降0．10 t，噸漿原料成本下降75元。由于漂白助劑的加入導致化學品消耗成本提高25元。噸漿水、電、汽消耗下降81元。綜合對比，添加漂白助劑后噸漿總成本下降131元。

2.3 漂白助劑用于蔗渣漿CEH三段漂白的生產(chǎn)實踐

2.3.1 試驗結果

蔗渣硫酸鹽漿采用傳統(tǒng)CEH三段漂白，漂白工藝條件如下:

(1)C段 用氯量 4．2%，通氯速度 0．80～1．21 kg/min，漿料濃度3%，氯化時間45 min，常溫，終點pH值≤3．5。

(2)E段 用堿量1．5% ～2．0%，漿濃10% ～12%，堿處理時間60～90 min，溫度50～70℃，終點 pH 值8．5 ～10．5。

(3)H段 用氯量2．8%，漿濃10% ～12%，溫度35～40℃，漂白時間150～180 min，洗后殘氯≤0．03 mg/L，漂白助劑用量 0．10%(對絕干漿)。

H段使用漂白助劑前后漂漿質(zhì)量狀況對比如表3所示。

表3 蔗渣硫酸鹽漿H段應用漂白助劑的中試結果

由表3可以看出，使用漂白助劑前后，漂漿白度基本一致，但使用漂白助劑時，返黃率低，這就證明漂漿不易返黃;而使用漂白助劑后，漂白損失率降低了5．71個百分點，這說明漂白助劑對漿纖維有較好的保護作用。

2.3.2 經(jīng)濟成本分析

(1)使用漂白助劑后噸漿增加成本:1．0×20=20．0(元)。

(2)若噸風干漿價格按4800元，漂白損失率減少按5%計，則節(jié)約成本:4800×5%=240(元)。

(3)噸漿總成本下降:240-20=220(元)。

2.3.3 漂白助劑對H段排水CODCr含量的影響

為了了解漂白助劑的添加對白水排放的影響，測定了連續(xù)5個班次H段排水CODCr含量，并與未添加漂白助劑的情形進行對比，結果見表4。

表4 H段CODCr含量對比

從表4可見，H段添加漂白助劑對排水CODCr含量無不良影響，相反，較未添加漂白助劑更有利于降低漂白排水的CODCr含量。

2.4 漂白助劑用于竹桉混合漿CEHD四段漂白的生產(chǎn)實踐

2.4.1 生產(chǎn)工藝及試驗結果

為了進一步了解漂白助劑在不同工藝中的適用性，把漂白助劑應用在硫酸鹽竹桉混合漿 (1∶4)CEHD四段漂白生產(chǎn)上。H段漂白工藝條件:用氯量1．0%(以有效氯計)，漿濃 (10±1)%，pH值 ＞10，溫度35～40℃，漂白時間150～180 min。采取連續(xù)7天生產(chǎn)試驗，并與同期未添加漂白助劑的實際生產(chǎn)對比，結果見表5。

表5 添加漂白助劑前后漿質(zhì)量對比

從表5可見，在H段添加漂白助劑后，漂白漿白度與常規(guī)生產(chǎn)漿白度基本無變化，但黏度提高明顯，從未添加漂白助劑的389 mL/g增加到570 mL/g?？梢?，H段添加漂白助劑對保護漿纖維、提高漂白漿得率及漂白漿黏度有較大的幫助。

2.4.2 生產(chǎn)成本分析

成本方面，與未添加漂白助劑的生產(chǎn)比較，結果如下:①添加漂白助劑期間整個制漿生產(chǎn)線漿平均得率為42．40%，而未添加漂白助劑期間整個制漿生產(chǎn)線漿平均得率為40．97%，得率上升1．43個百分點，相應地噸漿原料消耗下降0．083 t，噸漿原料成本下降54．76元;②化學品消耗成本中，漂白助劑的成本為35．8元/t漿，導致生產(chǎn)成本上升;③根據(jù)實際統(tǒng)計數(shù)據(jù)，噸漿漂白用液氯和石灰乳均下降了9 kg，噸漿成本分別減少8．34元和4．1元;④噸漿水、電、汽消耗總體下降0．88元。綜合以上因素，噸漿成本總體下降32．28元。

3 結論

3.1 漂白助劑具有抑制纖維素降解，提高紙漿得率的作用。

3.2 漂白助劑對次氯酸鹽漂白劑具有活化作用，能降低終點殘氯;漂白助劑能使漂白漿的白度穩(wěn)定，返黃率下降。

3.3 漂白助劑具有廣泛的適應性，不僅對單一漿如竹漿、蔗渣漿漂白具有良好的助漂效果，而且對竹桉混合漿同樣有很好的促進作用。

3.4 紙漿漂白中使用漂白助劑能在一定程度上降低生產(chǎn)成本，具有良好的經(jīng)濟效益，而且由于紙漿質(zhì)量的上升，使商品漿具有更高的市場競爭力。

［1］ 孫學成，翟華敏．堿法麥草漿低氯漂白工藝［J］．中國造紙，2001，20(2):1．

［2］ 鄧 宇，姚培正，張衛(wèi)強，等．堿法麥草漿減氯漂白的研究［J］．中國造紙，2002，21(2):14．

［3］ 石淑蘭，何福望．制漿造紙分析與檢測［M］．北京:中國輕工業(yè)出版社，2003．

［4］ 國家輕工業(yè)局質(zhì)量標準處編寫．中國輕工業(yè)標準匯編［M］．北京:中國標準出版社，1999．

Utilization of Chemical Additives in Hypochlorite Bleaching

TANG Xian-lan1MENG Yan-qiang1，*PANG Ye-juan2
(1．Liuzhou Teachers College，Liuzhou，Guangxi Zhuang Autonomous Region，545004;2．Liuzhou LMZ Pulp ＆ Paper Co．，Ltd．，Liuzhou，Guangxi Zhuang Autonomous Region，545011)

Utilization of bleaching additives in production practice was studied，the results showed that，bleaching additives have good protection effect on the fibers of bamboo pulp，bagasse pulp or mixed pulp of bamboo and eucalyptus．And adding bleaching additives is helpful for the improvement of the yield of H stage，viscosity and whiteness of CEH bleaced pulp．The bleached pulp quality can be stable when small amount of bleaching additives are used in H stage．Furthermore，production cost can be reduced to certain degree．

bleaching additives;hypochlorite bleaching;bamboo pulp;bagasse pulp;eucalyptus pulp;viscosity;brightness

TS727+．2

A

0254-508X(2012)11-0074-03

唐獻蘭女士，碩士，高級工程師;主要從事化學工藝開發(fā)與研究工作。

(*E-mail:mengyanq69@yahoo．com．cn)

2012-07-20(修改稿)

(責任編輯:郭彩云)