[发明专利]纸浆多段漂白碱处理段单线态氧强化漂白配方和工艺

说明书

本发明属制浆化学中的纸浆化学漂白处理技术。

纸浆的白度是纸浆的主要质量指标。纸浆的漂白方法，最早是手工业生产时代的氧漂。直到1774年瑞典化学家K.W.Sheele发现氯气及其强有力的漂白作用以后，才将加氯漂白技术用于纺织和造纸。刚开始使用氯气漂白技术时的漂白结果并不好，成品损伤严重。不久，法国化学家Berthollet发现氢氧化钾(KOH)吸收氯气后的漂液效果较好，对成品的损伤很少。1789年开始次氯酸钾(KClO)用于漂白纺织品。几年后，另一位法国化学家Labarraque发现用氢氧化钠(NaOH)代替氢氧化钾(KOH)能制得相似的漂液。1798年苏格兰化学家C.Tennant发现用石灰乳吸收氯气可制成次氯酸钙用于漂白后，造纸工业才得到了成本低廉的漂白剂。但液态的漂液运输很不方便，1799年，C.Tennant制得固体状态的漂白粉，一跃而成为纺织和造纸工业独一无二的漂白剂。次氯酸钙用作纸浆的漂白剂是1800年开始的。1804年美国Gilpin造纸厂是北美第一家用漂白粉漂白的造纸厂，漂白在打浆机中浆浓3～4％下进行。1895年德国Bellmer兄弟改革了漂白设备，制成了沿用至今的贝尔麦漂白池，这种设备的漂白浆浓可提高到7％，因此，大大提高了漂白效率。1903年，Rolm-Haas公司提出应用低亚硫酸盐(连二硫酸盐)作漂白剂。1905年德国提出了用过氧化氢和氯多段漂白磨木浆。1919年开始用液氯在造纸厂制备次氯酸钙漂液。1920年开始了次氯酸盐多段漂白。1921年美国Newton Falls造纸公司开始采用第一台高浓(15～25％)漂白池(Wolf卧式漂白池)。1925年出现了立式高浓连续漂白装置。1930年开始用元素氯进行连续氯化作为漂白的第一阶段，由此第一次得到了白度为70％的全漂硫酸盐木浆。1937年瑞典第一次在碱性介质中用二氧化氯ClO₂作为预漂纸浆的漂白剂。1938年瑞典第一次在酸性介质中用用ClO₂作为预漂纸浆的漂白剂。1940年，过氧化物用来漂白机械浆已经达到完善的地步。1946年ClO₂正式用于多段漂白生产系统，因此到1950年，硫酸盐木浆的白度可以漂至90％以上。1952年，苏联木材化学专家NiKitin和AKim发现元素氧有漂白作用，但因碳水化合物降解严重而未能用于生产。1964年法国科学家Robert等人发现镁盐在氧漂时有保护碳水化合物的作用，因此，1968年在美国、法国和瑞典就出现了连续氧漂的实验工厂。1970年南非Enstra造纸厂建成了世界上第一个日产220吨纸浆的氧漂车间。1972年美国Scott造纸公司Muskegon纸浆厂建成日产12吨纸浆的臭氧漂白中试车间。1975年，Scott公司申请了无氯漂白的专利，并在1975年建成了世界上第一个日产500吨的CEDED置换漂白车间。

从纸浆漂白技术发展的历史来看，首先是发展了含氯漂白，包括氯化(工艺代号C)、次氯酸盐漂白(工艺代号H)和二氧化氯漂白(工艺代号D)技术；现在则正在发展含氧漂白，包括氧碱漂白(工艺代号O)、过氧化氢漂白(工艺代号P)、臭氧漂白(工艺代号Z)和过醋酸漂白(工艺代号Pa)技术等。

硫酸盐法制浆适应性大，能利用各种材种，工艺成熟，可生产高强度的纸浆。因此，它一直是世界各国所采用的最主要的制浆方法。但硫酸盐法生产的纸浆白度较低，漂白工艺要求较高。为了提高硫酸盐浆的白度，通常采用多段漂白技术，其中，最为常用的是氯化(工艺代号C)、碱处理(工艺代号E)、次氯酸盐漂白(工艺代号H)三段漂白工艺，即CEH三段漂白工艺。在纸浆多段漂白过程中，氯化和碱处理(亦称碱抽提)是作为纸浆中残余木素大量脱除的阶段，纸浆的白度并没有得到多少提高，因此，氯化和碱处理不可能单独用来作为漂白过程。但是，氯化和碱处理的适当与否，将直接影响到其后的漂白阶段。

本发明的目的是研究确定在纸浆CEH多段漂白工艺碱处理段(E段)中产生单线态氧的化学配方和工艺方法，从而达到在碱处理段除去氯化处理后纸浆中存在的一部分难溶的和有色的氯化木质素，提高脱木素能力和纸浆白度的目的。