[发明专利]造纸黑液处理与综合利用的方法

说明书

本发明涉及一种对造纸黑液进行处理与综合利用的方法。

在造纸工业中，使纤维从植物原料中分离出来的生产过程叫做制浆。将植物原料和化学药剂在高温高压下一起蒸煮的制浆方法叫做化学制浆法。在我国，绝大多数纸厂采用烧碱法或硫酸盐法制浆。这两种化学制浆法的原理基本相同，以下通称为碱法。

碱法制浆废液因外观呈黑色而称之为造纸黑液。造纸黑液中含有大量的植物原料物质和化学药剂，直接排放会造成严重的浪费和污染。目前对造纸黑液一般都采用称为“碱回收”的流程加以处理，防止污染环境，回收黑液中的化学药剂，并利用黑液中有机物所含的热能。这方面的技术已经比较成熟，并有专著论述（《造纸工业碱回收》，《造纸工业碱回收》编写组，轻工业出版社，1977.1）。“碱回收”流程对黑液中大量有机物的利用仅限于回收其所含热能，更好地利用途径是提取其中所含的碱木素。碱木素有多种用途，其中之一是可用其与酚、甲醛、硫酸等经过一定步骤，制取热固性酚醛-木素塑料（《造纸与纸张》，刘仁庆，P176～P177，科学出版社，1977，7）。

河北省新河县油毡纸厂等三单位曾经联合研制出利用硫酸盐法麦草浆黑液一步制取树脂的方法，内容如下：

在装有搅拌器、温度计、冷凝器的500ml三口烧瓶中，加入100克24.2波美黑液，开动搅拌器，加入1∶4硫酸调至中性，然后缓慢滴加浓硫酸（98%）7ml（反应液为pH1～2）缓缓升温80℃，加苯酚20g，甲醛20ml，继续升温至98℃沸腾，并保持回流反应3小时左右，停止反应，再减压脱水，当内温升至106℃时立即出料，产品为黑褐色，常温下为固体，在树脂合成中，有一定量的含苯酚、甲醛的废水（反应的上清液），需要进行处理。目前所采用的方法是：将上述废水经冷却，析出无机盐（主要是Na₂SO₄），回收后，余液随同黑液再进行减压浓缩。（见以上三单位提出的《造纸黑液制树脂试验报告》，）

上述方法具有流程短，节省能源，经济效益高等优点。不过，该方法仍需进一步完善和改进。第一，该法局限于对硫酸盐法麦草浆的处理和综合利用。第二，为了取得品质更为优良适用的树脂和更好的经济效益，应该在酚、醛、酸的种类和投量，以及树脂合成条件等方面，做进一步的探索、选择和改进。第三，树脂合成废液冷却析出的无机盐，主要成分为Na₂SO₄，价值较低，经济效益不理想。

本发明的目的是提供一种能克服现有技术上述缺点中之一部或全部的造纸黑液处理与综合利用的方法。

与现有技术一样，本发明也可概括为由树脂合成、分离树脂与树脂合成废液、废液处理三个阶段。本发明的特征在于树脂合成阶段采用的方法是：将浓缩过的黑液放入反应器，搅拌、加热;缓慢投加浓硫酸，在使pH值达中性后，其加入量为黑液中有机物重量的40%～50%，在100℃～105℃下反应至树脂软化点为20℃～35℃。

本发明的特征还在于废液处理阶段采用的方法是：用树脂合成废液中含有的Na₂SO₄与BaS反应生成BaSO₄和Na₂S。

基于相同的发明思想，本发明还可以下述方式完成，即：在树脂合成阶段中投加浓硫酸之前，向黑液中投加酚、或投加醛、或投加酚以及醛，与黑液共同参加树脂合成反应;其他步骤与前述本发明的特征相同。

以下对本发明做进一步的详细说明。

为了减少用酸量和减小反应容积，需要将黑液预先浓缩。建议将黑液浓缩至其中有机物重量百分含量达到30%～35%。

前文中所说的浓硫酸，一般可采用95%的工业硫酸。

前文中所说的酚，不但可以是各种一元酚，如苯酚、甲酚、奈酚等;也可以是各种多元酚;还可以是含多种酚的混合物，如酚油、粗酚（杂酚）等;甚至可以是精制酚的剩余物-酚渣。以上所说的醛，可以是甲醛、乙醛;也可以是糠醛;甚至可以是精制糠醛的剩余物-糠醛渣;在价格和来源允许时，也可采用其他种类的醛，使用单一组分的酚和醛时，对其纯度要求不高，一般使用工业级产品即可。

为了尽量降低成本，酚、醛投量不宜过大，无论单独或共同投加，酚、醛的投量分别控制在黑液中有机物重量的50%以下和20%以下，即足以获得品质良好的树脂产品。