混合闊葉材原料生產(chǎn)漂白熱磨機(jī)械漿預(yù)處理工藝

權(quán)利要求書

1.一種混合闊葉材原料生產(chǎn)漂白熱磨機(jī)械漿的預(yù)處理工藝，其特征在于預(yù)處理工藝步驟為：

（1）原料準(zhǔn)備：分別對(duì)闊葉材原料切片，并混合備料；

（2）浸漬處理：添加為混合闊葉材原料質(zhì)量的0.5%～1.0%的鎂堿、鎂的堿性氧化物或添加為混合闊材原料質(zhì)量的1.0%～2.0%的無(wú)機(jī)鎂鹽并與原料混合，加水稀釋使原料液比為 1∶3～5，在 80～90 ℃溫度條件下浸漬25～35 min；

（3）I段旋壓：設(shè)定螺旋擠壓的壓縮比為 1∶3～5；

（4）I段化學(xué)浸漬：同時(shí)向混合闊葉材原料中添加為原料重量3.0%的NaOH、2%的H2O2、2%的Na-SiO3、0.5%的 DTPA，在 65～75℃溫度條件下浸漬50～70 min；

（5）II段旋壓：設(shè)定螺旋擠壓的壓縮比為 1∶3～5；

（6）II段化學(xué)浸漬：同時(shí)添加為混合闊葉材原料質(zhì)量 2.0%的 NaOH、3.5%的 H2O2、1.5%的 Na-SiO3、0.3%的DTPA，在70～95℃溫度條件下浸漬50～70 min；

（7）高濃磨漿：在磨漿機(jī)上進(jìn)行高濃磨漿，磨漿濃度為25%～30%，磨區(qū)壓力≥0.12 MPa，形成漿液；

（8）補(bǔ)充漂白：向磨漿后所產(chǎn)生的漿液內(nèi)同時(shí)添加為混合闊葉材原料質(zhì)量1.2%的NaOH、3.0%的 H2O2、1.1%的 NaSiO3，0.3%的 DTPA， 充分混合攪拌；

（9）篩選：過(guò)0.15 mm縫篩，良漿消潛備用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合闊葉材原料生產(chǎn)漂白熱磨機(jī)械漿預(yù)處理工藝，其特征在于：所述的鎂堿，鎂的堿性氧化物，無(wú)機(jī)鎂鹽等是濃度為≥95%的工業(yè)原料；所述的H2O2是濃度為≥30%的工業(yè)原料；所述的NaSiO3是Na2O含量為19%～22%的工業(yè)原料；所述的DTPA是濃度≈30%的工業(yè)原料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合闊葉材原料生產(chǎn)漂白熱磨機(jī)械漿預(yù)處理工藝，其特征在于：所述的鎂堿為氫氧化鎂，鎂的堿性氧化物為氧化鎂或過(guò)氧化鎂，無(wú)機(jī)鎂鹽為氯化鎂或硫酸鎂或亞硫酸鎂或硅酸鎂或磷酸鎂。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種制漿造紙領(lǐng)域，尤其一種適用于BCTMP制漿工藝的混合闊葉材原料生產(chǎn)漂白熱磨機(jī)械漿預(yù)處理工藝。

背景技術(shù)

木材原料的高得率制漿技術(shù)在國(guó)內(nèi)外均具有較長(zhǎng)的發(fā)展歷史，其制漿方法從早期的磨石磨木漿、木片磨木漿發(fā)展到后來(lái)的CTMP，所采用的原料主要為各種針葉木材，產(chǎn)品主要用于新聞紙生產(chǎn)。在最近的幾十年中，隨著造紙技術(shù)的不斷進(jìn)步，帶補(bǔ)充漂白的 TMP、BCTMP以及 APMP和改型的 PRCAPMP等新的生產(chǎn)工藝不斷產(chǎn)生，生產(chǎn)原料也從最初的馬尾松、云衫等針葉材擴(kuò)展到桉木、楊木、楓木等闊葉材，其產(chǎn)品的應(yīng)用范圍亦不斷拓展，除原有的新聞紙、紙板、瓦楞原紙和衛(wèi)生紙外，在銅版紙、LWC紙、白卡紙等高級(jí)紙張中的應(yīng)用也不斷獲得成功的范例。以TMP和CTMP為例，其產(chǎn)品質(zhì)量如表1所示。

表1 云衫、楊木化機(jī)漿質(zhì)量指標(biāo)

在上述生產(chǎn)過(guò)程中，植物纖維受到高溫和強(qiáng)堿的共同作用，其基本組成成分纖維素大分子可能在很短的時(shí)間里受到較嚴(yán)重的降解和破壞，從而導(dǎo)致纖維強(qiáng)度的損失。通常，低溶度積常數(shù)(Ksp)的金屬氫氧化物的陽(yáng)離子，被鎂堿、鎂的堿性氧化物和無(wú)機(jī)鎂鹽捕獲和沉降形成金屬氫氧化物，有利于避免漂白熱磨機(jī)械漿生產(chǎn)過(guò)程中一些直接導(dǎo)致纖維素降解的副反應(yīng)；另外，鎂堿、鎂的堿性氧化物和無(wú)機(jī)鎂鹽也會(huì)對(duì)纖維素的降解反應(yīng)起到抑制作用。應(yīng)用鎂化合物這一性質(zhì)，對(duì)混合闊葉材漂白熱磨機(jī)械漿進(jìn)行預(yù)處理可以避免其在生產(chǎn)過(guò)程中的強(qiáng)度損失。本專利申請(qǐng)人利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的設(shè)備條件，進(jìn)行了混合闊葉材原料漂白熱磨機(jī)械法制漿預(yù)處理工藝可行性的探索性實(shí)驗(yàn)，在總用堿量為6%、總H2O2用量為5.5%的條件下進(jìn)行的初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 課題組混合闊葉材BCTMP初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表2結(jié)果分析認(rèn)為：在該組實(shí)驗(yàn)中，雖然混合闊葉材漂白熱磨機(jī)械漿的強(qiáng)度指標(biāo)良好，優(yōu)于單組份闊葉材化機(jī)漿強(qiáng)度(參見(jiàn)表1)，但對(duì)于目標(biāo)紙種要求來(lái)說(shuō)，本次實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)品物理性能略低，可能對(duì)規(guī)?；涑邫n涂布印刷紙和SC-B+紙等高級(jí)文化用紙?jiān)斐刹焕绊憽Ｒ虼?，目前的混合闊葉材化機(jī)漿技術(shù)還不是十分完善，尚存在許多改善之處。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種混合闊葉材原料生產(chǎn)漂白熱磨機(jī)械漿預(yù)處理工藝，該工藝在基本上不增加化學(xué)品消耗的情況下，可有效改善混合闊葉材熱磨機(jī)械漿物理性能，獲得良好的成紙白度。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種混合闊葉材原料生產(chǎn)漂白熱磨機(jī)械漿的預(yù)處理工藝，預(yù)處理工藝步驟為：

（1）原料準(zhǔn)備：分別對(duì)闊葉材原料切片，并混合備料；

（2）浸漬處理：添加為混合闊葉材原料質(zhì)量的0.5%～1.0%的鎂堿、鎂的堿性氧化物或添加為混合闊材原料質(zhì)量的1.0%～2.0%的無(wú)機(jī)鎂鹽并與原料混合，加水稀釋使原料液比為 1∶3～5，在 80～90 ℃溫度條件下浸漬25～35 min；

（3）I段旋壓：設(shè)定螺旋擠壓的壓縮比為 1∶3～5；

（4）I段化學(xué)浸漬：同時(shí)向混合闊葉材原料中添加為原料質(zhì)量3.0%的NaOH、2%的H2O2、2%的Na-SiO3、0.5%的 DTPA，在 65～75℃溫度條件下浸漬50～70 min；

（5）II段旋壓：設(shè)定螺旋擠壓的壓縮比為 1∶3～5；

（6）II段化學(xué)浸漬：同時(shí)添加為混合闊葉材原料質(zhì)量 2.0%的 NaOH、3.5%的 H2O2、1.5%的 NaSiO3、0.3%的DTPA，在70～95℃溫度條件下浸漬50～70 min；

（7）高濃磨漿：在磨漿機(jī)上進(jìn)行高濃磨漿，磨漿濃度為25%～30%，磨區(qū)壓力≥0.12 MPa，形成漿液；

（8）補(bǔ)充漂白：向磨漿后所產(chǎn)生的漿液內(nèi)同時(shí)添加為混合闊葉材原料質(zhì)量1.2%的NaOH、3.0%的H2O2、1.1%的 NaSiO3，0.3%的 DTPA，充分混合攪拌；

（9）篩選：過(guò)0.15 mm縫篩，良漿消潛備用。

而且，所述的鎂堿，鎂的堿性氧化物，無(wú)機(jī)鎂鹽等是濃度為≥95%的工業(yè)原料；所述的H2O2是濃度為≥30%的工業(yè)原料；所述的NaSiO3是Na2O含量為19%～22%的工業(yè)原料；所述的DTPA是濃度≈30%的工業(yè)原料。

而且，所述的鎂堿為氫氧化鎂，鎂的堿性氧化物為氧化鎂或過(guò)氧化鎂，無(wú)機(jī)鎂鹽為氯化鎂或硫酸鎂或亞硫酸鎂或硅酸鎂或磷酸鎂。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

1、本預(yù)處理工藝采用鎂堿、鎂的氧化物或無(wú)機(jī)鎂鹽預(yù)處理工藝的混合闊葉材BCTMP制漿技術(shù)，與普通混合闊葉材漂白化機(jī)漿工藝相比，在總用堿量不增加的條件下，原料制漿得率提高，手抄片物理強(qiáng)度呈不同程度提升，光學(xué)性能如白度、返黃值等基本保持不變，完全可以達(dá)到高檔涂布印刷紙和SCB+紙等高級(jí)文化用紙的規(guī)?；涑瓚?yīng)用要求。

2、本發(fā)明針對(duì)目前國(guó)內(nèi)大中型制漿造紙企業(yè)普遍存在的優(yōu)質(zhì)木材纖維原料供應(yīng)不足、供貨途徑不穩(wěn)定、原料質(zhì)量波動(dòng)較大等主要問(wèn)題，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)原料結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 (大多為含有枝椏材的商品楊木和桉木片混合材)，以鎂堿、鎂的堿性氧化物、無(wú)機(jī)鎂鹽預(yù)處理混合闊葉材原料，達(dá)到改善成漿強(qiáng)度、拓展原料應(yīng)用范圍的目的；且在成漿指標(biāo)一定的條件下，還可以降低化學(xué)品消耗，減少污染物排放。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，下述實(shí)施例是說(shuō)明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來(lái)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本實(shí)施例是以混合闊葉材原料質(zhì)量為1 000 kg進(jìn)行詳細(xì)描述，本實(shí)施例適用于BCTMP制漿。

本發(fā)明所采用的鎂的堿性氧化物包括：氧化鎂(MgO)、過(guò)氧化鎂(MgO2)；所采用的鎂鹽包括：氯化鎂(MgCl2)、硅酸鎂(MgSiO3)、硫酸鎂(MgSO4)、亞硫酸鎂(MgSO3)、磷酸鎂(Mg3(PO4)2)。

由于這些鎂鹽的添加量、功能、效果基本上相同，因此，本實(shí)施例僅以磷酸鎂為例進(jìn)行敘述，其他鎂鹽的舉例予以省略。

一種混合闊葉材原料生產(chǎn)漂白熱磨機(jī)械漿預(yù)處理工藝，工藝步驟為：

（1）原料準(zhǔn)備：對(duì)闊葉材原料切片，按照一定混合比進(jìn)行備料，最終形成1 000 kg混合闊葉材原料；混合比可根據(jù)技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)定，本實(shí)施例中混合質(zhì)量比為：楊木∶桉木＝60∶40。

（2）浸漬處理：將80 kg的氫氧化鎂或者200 kg磷酸鎂混合浸入混合闊葉材原料，并加水稀釋使原料液比為1∶4，在90℃溫度條件下浸漬30 min；

（3）I段旋壓：將浸漬后的混合闊葉材原料在擠壓機(jī)上進(jìn)行I段螺旋擠壓，該螺旋擠壓的壓縮比為1∶4；

（4）I段化學(xué)浸漬：對(duì)螺旋擠壓后的混合闊葉材原料進(jìn)行I段化學(xué)浸漬，即向混合闊葉材原料中同時(shí)添加 30 kg的 NaOH、20 kg的 H2O2、20 kg的 Na-SiO3、5 kg的DTPA，在70℃溫度條件下浸漬60 min；

（5）II段旋壓：對(duì)I段化學(xué)浸漬后的混合闊葉材原料進(jìn)行II段螺旋擠壓疏解，螺旋擠壓的壓縮比為1∶4；

（6）II段化學(xué)浸漬：向混合闊葉材原料中添加20 kg 的 NaOH、35 kg 的 H2O2、15 kg 的 NaSiO3、3 kg的DTPA，在80℃溫度條件下浸漬60 min；

（7）高濃磨漿：設(shè)定磨漿濃度為25%～30%，磨區(qū)壓力≥0.12 MPa，得到漿液；

（8）補(bǔ)充漂白：向上述所形成的漿液內(nèi)同時(shí)添加12 kg 的 NaOH、30 kg 的 H2O2、11 kg 的 NaSiO3，3 kg的DTPA，并充分混合攪拌；

（9）篩選：在篩選機(jī)上過(guò)0.15 mm目的縫篩，良漿消潛備用。

上述步驟中的Mg(OH)2，MgO及Mg3(PO4)2均是濃度為≥95%的工業(yè)原料；H2O2是濃度為≥30%的工業(yè)原料；NaSiO3是Na2O含量為19%～22%的工業(yè)原料；DTPA是濃度≈30%的工業(yè)原料。

下面通過(guò)表3驗(yàn)證本發(fā)明的創(chuàng)新效果。采用本發(fā)明的預(yù)處理工藝后，混合闊葉材BCTMP制漿的得率、物理強(qiáng)度、光學(xué)性能指標(biāo)如表3所示。

表3 混合闊葉材BCTMP制漿的性能指標(biāo)