[发明专利]利用造纸黑液制备新型水煤浆分散剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种造纸黑液的资源化处理方法，尤其涉及一种利用造纸黑液制备水 煤浆分散剂的方法。

背景技术

造纸工业是一个能源、化工原料消耗高、用水量大、污染严重的行业，我国的纸 场制浆造纸规模小，数量多，分布广，缺乏有效的污染治理，并且我国制浆原料以麦 草纤维为主，原料利用率低，黑液成分复杂，木质素是造纸工业的副产物，它做为主 要成分含在制浆法造纸的黑液中，价格低廉，来源丰富，且是不可再生性的生物资源， 我国造纸行业每年产生造纸黑液50亿吨，其中木质素约含430万吨。目前大部分作为废 物随造纸废水直接排放，既浪费了重要的资源，又严重污染了环境，因此对黑液的有 效资源化处理显得非常重要。

对造纸黑液治理广泛采用的方法碱回收技术和酸析木素技术，酸析法是一种较适 合于中小型纸厂的黑液处理方法，这种方法的原理是木质素(黑液中的主要有机污染 物)的溶解度随着pH值的下降而下降，一般在pH值降到5.0以下时就会析出，一 般在pH值降到5.0以下时就会析出。尽管有一定的效果，但投资较大，运行成本太 高，碱回收投资在5000万元以上，仅适合年产3万吨以上的造纸厂使用。同时草类 黑液中硅的含量较高，在工艺上对降低碱回收成本，提高碱回收率还不尽人意，酸析 木素可以使木素产品得以回收，但木素市场销路不畅。

发明内容

本发明为解决目前对造纸黑液的处理技术不足的问题，提供了一种能将造纸黑液 有效地进行资源化处理的方法，并进一步优化黑液处理后的产品将其用作水煤浆的分 散剂，从而实现造纸黑液的资源化利用，变废为宝。

为实现上述目的，本发明采用以下方案：

本发明的利用造纸黑液制备水煤浆分散剂的方法，包括下述步骤：

(1)以孔径为100-300μm的机械振动筛过滤造纸废黑液，滤液再过半透膜分离，未 透过的析出物即为木质素，透过的溶液再以单级膜电渗析器电解，在负极即析出烧碱； 其中单级膜为高剪切动态膜、剪切强度为140000-160000s^-1，电渗析器的电极电压为 6-20V；

(2)将步骤(1)所得木质素以2-4倍重量的水洗涤后，加入步骤(1)所得烧碱，然后 于搅拌下130-150℃通入SO₂至pH＝5.0-6.0，反应结束后用水浴干燥，即得木质素磺酸 钠；其中烧碱与木质素的摩尔比为1.5∶1-3∶1；

(3)向步骤(2)所得木质素磺酸钠中加入乙二醇、水和浓硫酸，常温常压下反应2h 后，即得到水煤浆分散剂；其中木质素磺酸钠与乙二醇的摩尔比为1∶2-1∶5， 水的量为木质素磺酸钠重量的3-5倍，浓硫酸的重量为木质素磺酸钠重量的1-3％。

为使本发明的处理方法达到最佳，步骤(1)中所述机械振动筛孔径优选为200μm， 单级膜剪切强度为150000s^-1，电渗析器的电极电压为12-15V；步骤(2)中所述烧碱 与木质素的摩尔比为2∶1；步骤(3)中所述木质素磺酸钠与乙二醇的摩尔比为1∶3。

本发明的利用造纸黑液制备水煤浆分散剂的方法，既对造纸废黑液进行了有效地 资源化处理和利用，又得到了一种新型的水煤浆分散剂，制备原料来源广泛，制作成 本低，在造纸黑液的资源化处理中有广阔的应用前景。

具体实施方式

实施例1

(1)以孔径为200μm的机械振动筛过滤造纸废黑液，滤液再过半透膜分离，未透过 的析出物即为木质素(平均分子量2400)，透过的溶液再以电极电压为12V、剪切强 度为150000s^-1的单级膜电渗析器电解，在负极即析出烧碱；

(2)将步骤(1)所得木质素100g(约0.042mol)以200g水洗涤后，加入步骤(1)所 得烧碱3.36g(0.084mol)，然后于搅拌下130-150℃通入SO₂至pH＝5.0-6.0，反应结束 后用水浴干燥，即得96.5g(约0.039mol)木质素磺酸钠；

(3)向步骤(2)所得木质素磺酸钠中加入7.3g(约0.117mol)乙二醇、300g水和 2g浓硫酸，常温常压下反应2h后，即得到新型的水煤浆分散剂。