一种低温中性二氧化氯漂白方法与流程

1.本发明涉及制浆造纸清洁生产领域，更具体的涉及一种低温中性二氧化氯漂白方法。


背景技术：

2.造纸工业在国民经济中占有重要地位，总产值约占我国gdp的2％。纸浆漂白是制浆造纸过程重要的工艺环节。目前，全球环境污染压力日益严重，我国对于环保的要求也日趋严格，制浆造纸企业也积极转型升级促进清洁生产。
3.木材制浆造纸过程的污染主要来自于纸浆漂白阶段。近些年，虽然采用以二氧化氯为主要漂白药剂的无元素氯漂白(ecf)可以大幅减少漂白过程中可吸附有机卤化物(aox)的生成，但是aox是剧毒、难降解，随着制浆造纸用水量的增大，它在自然环境中的积累逐渐增大，对环境的危害日益加重。因此，进一步从源头上减少aox的生成，实现aox的超低排放具有重要意义。
4.常规ecf漂白采用d0e
p
d1的处理工艺，即第一段二氧化氯漂白后采用碱处理，然后在进入第二段二氧化氯漂白。它的固定工艺如下：
5.d0：浆浓10％，二氧化氯用量1.5％，调节ph至3左右，70℃水浴反应60min，蒸馏水洗至中性；
6.e
p
：浆浓10％，用碱量为2.5％氢氧化钠，0.5％的edta，0.5％过氧化氢，70℃水浴反应90min，蒸馏水洗至中性；
7.d1：浆浓10％，二氧化氯用量0.5％，调节ph至3左右，70℃水浴反应60min，蒸馏水洗至中性。
8.研究发现，木质素主要含有酚型结构和非酚型结构，在纸浆漂白过程中木质素与二氧化氯的反应是aox的主要来源。其中酚型木质素与二氧化氯主要发生氧化开环反应，难以生成氯苯和氯酚类产物，因此它不是aox生成的途径。但是非酚型木质素与二氧化氯主要发生氯化加成反应，生成有机氯化物，它是aox生成的主要途径。
9.漂白的目的是去除木质素，获得商品级的漂白化学浆。但是，在常规漂白过程中酚型木质素和非酚型木质素与二氧化氯的反应是同时进行的，即实现纸浆漂白的同时，aox的生成不可避免。
10.因此，为了减少aox生成，利用二氧化氯漂白纸浆的工艺仍需进一步的优化。


技术实现要素：

11.本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种低温中性二氧化氯漂白方法。
12.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
13.一种低温中性二氧化氯漂白方法，包括如下步骤：
14.(1)将二氧化氯加入未漂白的纸浆中，调节纸浆的ph值为7.0
±
0.2，在30-40℃水
浴反应40-80min，洗涤纸浆至中性，风干后密封平衡水分；
15.(2)取步骤(1)经过处理的纸浆，调节纸浆浓度与步骤(1)未漂白前的浓度一致，加入氢氧化钠，edta以及过氧化氢，在65-70℃下水浴反应60-120min，洗涤纸浆至中性，风干后密封平衡水分；
16.(3)取步骤(2)经过处理的纸浆，调节纸浆浓度与步骤(1)未漂白前的浓度一致，重复步骤(1)的处理，完成纸浆的漂白。
17.优选地，所述步骤(1)纸浆的浓度为8-15％。
18.优选地，步骤(1)二氧化氯的用量为纸浆质量的0.3-1.0％。
19.优选地，步骤(1)中采用氢氧化钠调节纸浆的ph值。
20.优选地，步骤(2)氢氧化钠的用量为该步骤纸浆质量的2.0-4.0％。
21.优选地，步骤(2)edta的用量为该步骤纸浆质量的0.1-1.0％。
22.优选地，步骤(2)过氧化氢的用量为该步骤纸浆质量的0.1-1.0％。
23.本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
24.本发明人通过大量研究发现酚型木质素和非酚型木质素与二氧化氯反应速率不同，在大量探索性实验的基础上，通过控制ph和反应温度，首先在中性条件或接近中性条件下，利用低温(30-40℃)和低浓度二氧化氯(0.3-1.0％)对纸浆进行初次漂白，可以实现酚型木质素与二氧化氯的快速反应，并且抑制非酚型木质素与二氧化氯的反应。然后在利用碱性条件促使非酚型木质素转化为酚型木质素，最后再将转化的酚型木质素再次在低温、低浓度二氧化氯条件下反应降解。
25.本发明的漂白方法相比常规ecf漂白工艺，漂白的温度更低，二氧化氯用量更少，不仅降低能耗，而且能控制酚型木质素、非酚型木质的反应进程，最大程度的减少了非酚型木质素与二氧化氯的反应，在实现纸浆漂白的同时减少漂白过程aox的形成，促进了制浆造纸过程污染物的超低排放。
具体实施方式
26.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
27.实施例1
28.本实施例提供一种低温中性二氧化氯漂白方法，用于造纸纸浆的漂白，以漂白桉木浆为例，其方法包括如下步骤：
29.(1)取未漂白的桉木浆，浆浓10％，采用氢氧化钠调节桉木浆的ph值为6.9，然后加入桉木浆质量0.5％的二氧化氯，30℃水浴反应60min，反应结束后使用蒸馏水洗涤桉木浆至中性，风干后装入密封袋保存，平衡水分。
30.(2)取步骤(1)已平衡水分的桉木浆，加水调节至浆浓10％，以桉木浆的质量计算，加入其质量2.0％的氢氧化钠，0.5％的edta，0.5％的过氧化氢，70℃水浴反应90min，反应结束后使用蒸馏水洗涤桉木浆至中性，浆料风干后装入密封袋保存，平衡水分。
31.(3)取步骤(2)已平衡水分的桉木浆，加水调节至浆浓10％，采用氢氧化钠调节桉
木浆的ph值为6.9，然后加入桉木浆质量0.5％的二氧化氯，30℃水浴反应60min，反应结束后使用蒸馏水洗涤桉木浆至中性，完成漂白。
32.实施例2
33.本实施例提供一种低温中性二氧化氯漂白方法，用于造纸纸浆的漂白，以漂白桉木浆为例，其方法包括如下步骤：
34.(1)取未漂白的桉木浆，浆浓10％，采用氢氧化钠调节桉木浆的ph值为7.0，然后加入桉木浆质量0.8％的二氧化氯，35℃水浴反应60min，反应结束后使用蒸馏水洗涤桉木浆至中性，风干后装入密封袋保存，平衡水分。
35.(2)取步骤(1)已平衡水分的桉木浆，加水调节至浆浓10％，以桉木浆的质量计算，加入其质量3.0％的氢氧化钠，0.5％的edta，0.5％的过氧化氢，70℃水浴反应90min，反应结束后使用蒸馏水洗涤桉木浆至中性，浆料风干后装入密封袋保存，平衡水分。
36.(3)取步骤(2)已平衡水分的桉木浆，加水调节至浆浓10％，采用氢氧化钠调节桉木浆的ph值为7.0，然后加入桉木浆质量0.5％的二氧化氯，35℃水浴反应60min，反应结束后使用蒸馏水洗涤桉木浆至中性，完成漂白。
37.实施例3
38.本实施例提供一种低温中性二氧化氯漂白方法，用于造纸纸浆的漂白，以漂白桉木浆为例，其方法包括如下步骤：
39.(1)取未漂白的桉木浆，浆浓10％，采用氢氧化钠调节桉木浆的ph值为7.1，然后加入桉木浆质量1.0％的二氧化氯，40℃水浴反应60min，反应结束后使用蒸馏水洗涤桉木浆至中性，风干后装入密封袋保存，平衡水分。
40.(2)取步骤(1)已平衡水分的桉木浆，加水调节至浆浓10％，以桉木浆的质量计算，加入其质量4.0％的氢氧化钠，0.5％的edta，0.5％的过氧化氢，70℃水浴反应90min，反应结束后使用蒸馏水洗涤桉木浆至中性，浆料风干后装入密封袋保存，平衡水分。
41.(3)取步骤(2)已平衡水分的桉木浆，加水调节至浆浓10％，采用氢氧化钠调节桉木浆的ph值为7.1，然后加入桉木浆质量0.5％的二氧化氯，40℃水浴反应60min，反应结束后使用蒸馏水洗涤桉木浆至中性，完成漂白。
42.本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
43.漂白效果试验
44.为了验证本发明方法对纸浆的漂白效果以及aox减排效果，发明人分别取实施例1-3完成漂白的桉木浆，经过风干、密封平衡水分后，作为样品1-3，使用iso白度测定仪测定浆料白度，实施例1-3的样品白度分别为80％iso，82％iso，85％iso。然后使用总有机卤素分析仪测定每个实施例步骤(3)产生的漂白废水中aox含量，实施例1-3最后一个步骤产生的漂白废水中的aox的含量分别为3.17mg/l，2.87mg/l，2.46mg/l。
45.试验结果表明，在30-40℃、二氧化氯0.3-1.5％的区间，温度越高，二氧化氯用量越大，酚型木质素反应得越完全，纸浆的白度越高。其次，在反应体系基本处于中性的条件下，反应体系ph值越高，非酚型木质素的残留量越少，产生的aox的量越少。本发明人通过大量研究发现酚型木质素和非酚型木质素与二氧化氯反应速率不同，在大量探索性实验的基础上，通过控制ph和反应温度，最大程度的减少了非酚型木质素与二氧化氯的反应，在实现
纸浆漂白的同时减少漂白过程aox的形成，促进了制浆造纸过程污染物的超低排放。