[发明专利]一种碱法草浆造纸黑液资源化全回收方法

说明书

本发明涉及碱法草浆造纸黑液资源化全回收的方法。

据了解，我国现有中小型纸万余家，绝大多数工厂对造纸黑液不加处理即排放，既严重污染环境，又严重破坏生态平衡。

用传统的黑液回收方法，首先投资成本大，中小型造纸厂难以承受，其次，由于年产量小，使得黑液的连续供应存在问题，这也是一个问题，再者，由于草浆黑液中硅含量高，因此，随着硅积累，将堵塞管道，因此，此种传统的燃烧法碱回收，对于含硅量高的黑液的回收仍存在一些技术上的问题。

另一种黑液处理方法是，用盐酸或硫酸与黑液反应，生成木素沉淀，但分离后的滤液中的氯化钠或硫酸钠回收利用价值不大，因此，该方法在回收木素的同时，使NaOH转变成了利用价值低的NaCl和Na₂SO₄。

本申请人的CN89106694·2号中国专利公开了一种用二氧化硫酸化法处理碱法造纸黑液的方法，该方法包括用二氧化硫酸化黑液，在加热保温下沉淀木质素，将分离木质素后的酸性滤液用NaOH中和并蒸发、结晶以回收亚硫酸钠。然而，蒸发结晶不但需较多的设备投资，而且Na₂SO₃市场前景不大。

本发明的目的是提供一种碱法草浆黑液的处理方法，它在回收木素的同时，还能回收亚硫酸钙和氢氧化钠溶液，以达到造纸黑液资源化全回收。而且，回收方法简便易行，CaSO₃市场广阔。

本发明的方法适用于碱法草浆黑液，特别是碱法麦草浆，典型的黑液成分为：木质素含量＞2％、波美度5-7、pH＞7。5～12、灰分＜5％。

本发明的方法是这样实现的，首先用二氧化硫使黑液酸化，在加热保温下沉淀木质素，然后过滤分离木质素及含亚硫酸根的酸性滤液，黑液酸化的pH在4以下，波美度≤7，温度为50～70℃，最后在酸性溶液中加入氢氧化钙，得到亚硫酸钙沉淀及碱性溶液。该溶液可回用于制浆，或蒸浓成糖钙浆，干燥后成糖钙粉。

上述方法中各部的主反应过程如下：

式中R为木质素。

分离木质素后的酸性溶液加入Ca(OH)₂生成CaSO₃沉淀。

分离亚硫酸钙后的碱性溶液回用于制浆或蒸浓成糖钙浆，干燥后成糖钙粉。

本发明的优选实施方案为：

1.焙烧硫铁矿(也可用含煤硫铁矿、硫磺或液体二氧化硫气化)产生二氧化硫气体；

2.使其溶于水成为含亚硫酸的酸性溶液，然后中和碱性黑液或在黑液中直接通入二氧化硫，形成含亚硫酸的溶液体系，使pH＜4沉淀木质素；

3.酸化沉淀木质素的反应黑液波美度＜7、并于50～70℃加热；

4.过滤分离木质素，用热水洗涤后烘干即成木质素产品；

5.在酸性滤液中加入4～5％的Ca(OH)₂，于60～90℃加热，沉淀出CaSO₃，并过滤分离出固态CaSO₃；

6.分离出固体CaSO₃后的碱性滤液回用于制浆或蒸浓成干糖钙浆，或干燥成糖钙粉。

与现有技术(如CN89106694)相比，本发明方法的优点及积极效果在于：

1.以亚硫酸钙产品替代亚硫酸钠产品，用它生产轻质建材，市场十分广阔，从而可以避免因产品市场饱和而限制了资源化技术的推广；

2.用氢氧化钙(或石灰)代之以氢氧化钠中和分离木质素后的酸性溶液，从而使生产成本大大降低；

3.用沉淀法分离亚硫酸钙代之以制冷和多次结晶分离亚硫酸钠，从而简化了设备，减少了投资。

4.分离亚钙后碱性滤液回用于制浆，或蒸浓、干燥成粉而获得第三个产品。

本方法以氢氧化钙中和酸性滤液获得亚硫酸钙产物，反应条件简单，产物分离容易；溶液转化成碱性还含糖类和钙元素，可回用于制浆或蒸浓、干燥成糖钙粉。

本方法具有以下特点：

(1)设备简单、投资少；

(2)成本低廉；

(3)操作容易、周期短；

(4)黑液中水份在蒸发干燥时去除，其余成分全部转入三个产品，不再有废水排放，污染治理彻底，完全满足环保要求，达到理想的环境效益，并有极好的经济效益。