[发明专利]一种以禾草类植物为原料制备高硬度浆的方法

说明书

本申请是申请号为200710300209.X、申请日为2007年12月5日、发明创造名称为“一种禾草类原料制备的浆和黑液、其制备方法及其应用”的申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及一种高硬度浆，更具体地说，涉及一种以禾草类植物为原料制备的高硬度浆及其制备方法。 

背景技术

用植物纤维生产纸浆的方法有：化学法、机械法、化学机械法。化学法制浆是借助化学作用，通过除去植物纤维原料中的某些成分使原料离解成浆，是一种应用最广泛的制浆方法，在化学法蒸煮中又分石灰法、烧碱法、蒽醌-烧碱法、硫酸盐法、亚硫酸盐法蒸煮。 

现有技术中的亚硫酸盐法以植物纤维为原料，其工艺过程是首先进行备料，将进行过预处理的生产纸浆的原料装入蒸球、立锅和连蒸(蒸煮锅、立式蒸煮锅、连续蒸煮器)等设备中，再加入亚硫酸铵等化学药品，往蒸球、立锅或连蒸中通入蒸汽加热、保温一段时间后得到粗浆。 

由于直接通蒸汽加热、化学反应激烈，即脱木素的化学反应激烈。原料中不但有造纸浆所要的纤维，也含有生产纸浆不需要的半纤维素、木素及树脂、果胶、淀粉、单宁、色素、无机化合物的其他组分。在蒸煮时首先在较低的温度下进行，这时就有木素和纤维部分分离，待升高温度进行蒸煮时，低温反应产物中的木素、聚戊糖等又缩合附在纤维的表面上，很难再从纤维上洗除，所以纸浆的均匀性差、浆渣多、浆的硬度高、滤水性差，需要大量的水洗涤除去杂细胞、半纤维素、木素组成的黑液，造成污水污染环境，更使得生产纸浆的成本增高，也给下步的漂白造成困难。现有技术的这种工艺每生产1吨纸浆产生10-12吨，甚至18吨黑液，而且这种黑液粘度高(一般在浓度42％时100度时为460厘泊左右)。 

目前，多数制浆造纸企业都面临着造纸原料紧缺、能源紧张、环境污染、纸浆特别是草浆质量不高的问题。随着我国加入世界贸易组织，造纸工业面临的形势更加严峻，企业之间的竞争也日趋激烈。如何降低生产成本，降低污染，提高产品质量来满足以纸为原料的下游产业，如印刷、新闻出版、包装、卷烟等行业，是造纸工作者需要考虑的问题。基于上述因素，使得人们不得不对低成本、低污染的制浆 方法寄予厚望。 

草类制浆技术是一个系统工程，要根据禾草纤维原料的生物结构的不均一性和化学组成的特殊性对制浆的全过程进行研究，禾草类纤维制浆具有以下特点：1.重备料，除硅，除杂细胞，提高纸浆质量，滤水性，减少黑液的回收；2.禾草纤维脱木素的特性。由于禾草纤维中有较多的碱易溶木素，使其制浆难度降低，但同时它又要求有较高的脱木素率才能使纤维解离，因此它的制浆方法应与木材有很大的不同。3.由于原料中硅含量高，碳水化合物含量高，造成其黑液粘度高，回收难度大。4.禾草类现为中含有大量杂细胞，对造纸形成一系列危害。5.草浆的漂白性能较木材好，易采用短流程，无氯漂白达到高白度。 

有不少技术人员致力于这方面的研究，比如： 

黑龙江造纸2003年第4期发表了题为“稻草亚铵法优化蒸煮工艺条件”的文章，该文章公开了稻草亚铵法蒸煮的优化条件，但是该蒸煮的方法中蒸煮时间长，亚硫酸铵的用量较大，使得消耗的能源比较大，成本也比较大，所制备的纸浆的质量不高。 

黑龙江造纸2003年第4期发表了题为“麦草亚铵法制浆造纸的特点和应用”的文章，该文章公开了针对麦草这种特殊的植物纤维原料亚铵法制纸浆的方法，该方法的硬度低，保温的时间长，保温的温度较高，且黑液中残余亚硫酸铵的浓度比较高，同样存在消耗能源比较大，纸浆的质量不高的问题。 

林产化学与工业1981年第4期发表了题为“马尾松亚铵法制浆”的文章，该文章公开的是以马尾松为原料亚硫酸铵法蒸煮法所制备的浆，该方法中亚铵的用量为20-25％，蒸煮的温度达到了163-165℃，保温时间5-6小时。该方法是以树木为原料，在森林资源缺乏的今天，以树木为原料造纸的问题越来越突出。 

化工时刊2002年第2期发表了题为“稻草低压低温制浆研究”的文章，该文章以稻草为原料，经过预浸渍、蒸煮、洗筛、漂白的步骤得到了漂白浆，该方法的保温时间长达3.5个小时，需要消耗大量能源。 

禾草类植物纤维纤维原料属于非木材纤维原料，包括稻草、麦草、芦苇、甘蔗渣、高粱秆、玉米秆、棉秆等。我国的森林资源缺乏，用于造纸的主要原料是草类原料。一般而言，作为造纸原料，木材原料优于草类原料，木材原料中针叶木又优于阔叶木。在我国森林资源日益缺乏的严重形势下，如何利用草类原料制备高质量的纸浆是现在急需解决的问题。 

发明内容