[发明专利]一种纸浆碱性过氧化氢漂白方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纸浆漂白技术，具体涉及到一种高得率浆和废纸脱墨浆过氧化氢漂白方法，属于制浆造纸技术领域。

背景技术

高得率浆由于得率高、生产成本低，并且具有高的不透明度、松厚度和挺度等优点，在纸张生产中使用越来越多。另外，为了节约原料，废纸脱墨浆的使用也越来越多。目前高得率浆和脱墨浆漂白主要采用过氧化氢漂白，过氧化氢漂白过程中除了加入过氧化氢外，同时还需加入氢氧化钠或硅酸钠等使漂白在碱性条件下进行。在纸浆过氧化氢漂白过程中，由于过渡金属离子如铁离子、铜离子和锰离子等的存在会催化过氧化氢的无效分解，导致过氧化氢的漂白效率低。

在纸浆过氧化氢漂白过程中，为了减少过渡金属离子催化的过氧化氢无效分解，目前常用的方法就是在漂白过程中加入乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)或三聚磷酸钠等螯合剂以减少过渡金属离子催化的过氧化氢无效分解，提高过氧化氢的漂白效率。但是在强碱性条件下大部分螯合剂丧失络合能力。当pH值为10或更高时，DTPA和EDTA与任何金属离子都没有络合能力。过氧化氢漂白段的pH通常都大于10，所以过氧化氢漂白段加入EDTA或DTPA对过渡金属离子的螯合作用有限。另外，EDTA和DTPA在水体环境中难以被生物降解，近年来它们的使用受到质疑。

中国专利CN95194782.6公开了一种纸浆的漂白方法，该技术主要包含步骤：①纸浆洗涤后进行螯合处理；②螯合剂处理后直接进入二氧化氯漂白段，中间不进行洗涤③二氧化氯漂白后进行洗涤，然后进行过氧化氢漂白；④过氧化氢漂白后进行洗涤。该方法可减少过氧化氢用量或提高纸浆的亮度。

除了EDTA和DTPA外，其他的螯合剂如二亚乙基三胺五亚甲基膦酸(DTPMPA)和乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMPA)也被用于纸浆的过氧化氢漂白过程中。玛瑞亚等将DTPMPA用于化学浆的过氧化氢漂白段，认为可以提高过氧化氢的漂白效果。参见玛瑞亚等，桉木硫酸盐浆TCF漂白中螯合剂的使用策略，澳大利亚制浆造纸杂志，58(2)：143-148，2005。(María C.A.and Fernando E.F.，Chelating agents management to obtain TCF bleached Eucalyptus grandis kraft pulps，Appita J.，58(2)：143-148，2005)。钱学仁等将DTPMPA和EDTMPA用于麦草浆和脱墨浆的过氧化氢漂白段中，认为DTPMPA和EDTMPA都能够稳定过氧化氢，改善纸浆的过氧化氢漂白效果。参见钱学仁等，亚甲基膦酸用作纸浆H₂O₂漂白螯合剂的研究，中国造纸，22(5)：8-11，(2003)。

除了螯合剂外，沸石也被用作纸浆漂白过程中过氧化氢的稳定剂。沃克萨等人将沸石用于纸浆的过氧化氢漂白过程中，表明沸石的加入可以减少过氧化氢的分解，改善纸浆的漂白效果。参见沃克萨等人，沸石对过氧化氢溶液的稳定作用及其在TMP漂白中的应用，加拿大化工杂志，89：126-131，2011(Moses Wekesa and Yonghao Ni，Use of zeolites in stabilizing alkaline peroxide solutions and their application in the bleaching of a TMP pulp.THECANADIAN JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING，89：126-131，2011.)。

目前高得率浆如磨石磨木浆(SGW)、热磨机械浆(TMP)、化学热磨机械浆(CTMP)盘磨预处理碱性过氧化氢机械浆(PRC-APMP)和废纸脱墨浆的生产和使用量不断增加，而高得率和脱墨浆的漂白主要采用保留木素式的过氧化氢漂白。如果要使纸浆达到较高的白度，则过氧化氢的用量高，当纸浆白度达到一定程度后，增加过氧化氢的用量对白度的提高效果不明显，导致过氧化氢的漂白效率低。为提高纸浆过氧化氢的漂白效率，在漂白中可以加入EDTA和DTPA等螯合剂以稳定过氧化氢，减少过氧化氢的无效分解。但在碱性条件下，EDTA和DTPA的作用效果有限，并且进入到废水中的EDTA和DTPA难以生物降解。因此，新的能够生物降解的高效过氧化氢稳定剂对于提高过氧化氢的漂白效率，改善纸浆的白度具有重要意义。

发明内容

本发明针对高得率浆和废纸脱墨浆碱性过氧化氢漂白过程中，过渡金属离子催化分解过氧化氢导致漂白效率低的问题，提供一种改善过氧化氢漂白效率、提高纸浆白度的方法。