[发明专利]用于将纸浆脱木质素和漂白的方法

说明书

本发明涉及不需要除氧气和过氧化氢之外的任何氧化剂将纸浆脱木质素和漂白方法。

对于造纸，在将纸浆蒸煮之后，纸浆必须在多个步骤中进行脱木质素和漂白。而在过去，主要使用元素氯用于脱木质素和漂白，现在优选ECF(不含元素氯)的漂白，以应用使用二氧化氯代替元素氯的漂白顺序。此时，最常使用的漂白顺序为ODE_OPDP，其中O代表在碱性条件下用氧气进行的脱木质素，D表示使用二氧化氯作为脱木质素和漂白试剂的步骤，E_OP代表添加氧气和过氧化氢下的碱性提取，P表示在碱性范围下使用过氧化氢的漂白步骤，纸浆在各个独立步骤之间均进行了洗涤。在此以及下文，使用漂白委员会，技术部分，加拿大纸浆和造纸协会(ISBN1-895288-90-8)的“漂白术语词汇”的命名规则以借助字母来编码漂白步骤和漂白顺序。

二氧化氯的缺点在于其不能运输或者长时间储存，因此用于漂白纸浆时，必须在纸浆厂在单独的装置中生产二氧化氯。所以，除了氯酸钠起始原料的成本以外，还有用于该装置的投资成本和操作成本。此外，甚至在使用二氧化氯进行脱木质素情况下，会形成氯化的化合物，导致在纸浆和废水中存在不希望的有机氯物质。

为了避免二氧化氯的这些缺点，氧化剂臭氧和过羧酸，如过乙酸和单过氧硫酸，已经被用作替代的脱木质素剂。这些氧化剂使漂白顺序为完全没有氯(TCF)的漂白，但是由此漂白的纸浆在用ECF漂白而漂白至通常亮度时，具有较差的机械性质，这可由漂白的纸浆的显著降低的粘度而看出。这些脱木质素剂的成本也高于二氧化氯。

另一个建议的二氧化氯的替代方法是使用过氧化氢在酸性范围内并有催化剂钼酸盐和钨酸盐的存在下进行脱木质素。US4,427,490描述了在酸性条件下在钨酸盐催化剂存在下使用过氧化氢进行的脱木质素。在纸浆和纸科学(PulpandPaperScience)杂志，卷18(1992),页J108–J114中，Kubelka描述了在pH为5的情况下用钼酸钠催化剂和过氧化氢的脱木质素。US6,165,318公开了酸性范围内用杂多钨酸盐和杂多钼酸盐催化剂以及过氧化氢的脱木质素。

目前已经发现通过包括两个使用过氧化氢在酸性范围内并有钼酸盐或钨酸盐存在下的漂白步骤和一个使用过氧化氢在碱性范围内的居于其间的漂白步骤，可制备漂白纸浆，其与ECF漂白的纸浆相比，在亮度和粘度方面没有缺点，且具有更低的变黄倾向。

本发明相应地提供纸浆脱木质素和漂白的方法，包括使用过氧化氢在钼酸盐或钨酸盐的存在下在酸性含水混合物中的第一漂白步骤；在第一漂白步骤之后的、使用过氧化氢在碱性含水混合物中的第二漂白步骤；和在第二漂白步骤之后的、使用过氧化氢在钼酸盐或钨酸盐的存在下在酸性含水混合物中的第三漂白步骤。

在本发明方法的第一漂白步骤中，所述纸浆在存在钼酸盐或钨酸盐的情况下与过氧化氢发生反应。过氧化氢的用量优选为0.1-5wt％，基于所用干纸浆的质量。更优选使用0.2-2wt％的过氧化氢，最优选使用0.5-1wt％的过氧化氢。过氧化氢优选以过氧化氢含量为35-70wt％的水溶液的形式使用。