[发明专利]造纸工业泥浆的脱水方法

说明书

发明背景

本发明涉及促进泥浆脱水的方法，其方法是在脱水之前向泥浆添加一种絮凝剂体系。

向悬浮体中添加聚合絮凝剂是絮凝悬浮的固体悬浮物的标准实践方法。

不同的悬浮体以及不同的脱水方法要求不同的絮凝剂，以便取得最佳结果。此外，最佳结果随被处理的悬浮物的性质而变化。

例如，如果悬浮体的固体含量较低，典型低于1％，经常低于0.5％，常常低于0.2％，则最佳结果通常表现在上清液或滤液达到尽可能高的澄清度。如果悬浮体是造纸的纤维素稀料，则最佳结果通常表现在纸板的最佳形成，一般伴随着悬浮的固体在板中的最佳滞留。当悬浮体是废水泥浆，最佳结果一般表现在脱水速度，澄清度和脱水产品的固体含量的良好组合。例如，在脱水很快的过程中，如果所得上清液或滤液的澄清度很差，以得到高固体渣并是不可接受的；但是，如果脱水速度过低，以得到高固体渣并和高澄清度可能是不经济的。

在要澄清的低固体含量溶液中的悬浮固体通常不同于泥浆中的悬浮固体。例如，脱色溶液可含墨水、填充剂和脱色化学物质，这些物质要在澄清过程中被分离。含有这些被分离固体的初级泥浆更要复杂得多，并同时含大量性质甚为不同的多种物质，诸如来自筛分，澄清和浮选脱色或其它造纸厂的废弃物。

可有效用于一种脱水过程的聚合物用于另一种过程则可能无效。例如，对被絮凝物质施加剪切力或压力的过程(例如压滤机或离心机)所要求的聚合物不同于不施加剪切力或压力(例如沉降过程)的过程的聚合物。

按照在悬浮的固体和在溶解相中的差别同样要求不同的聚合物。例如悬浮的无机固体的悬浮体常常最好用阴离子聚合物处理，而悬浮的有机固体的悬浮体则常常最好用阳离子聚合物处理。

聚合物的分子量同样影响性能，虽然某些过程的最佳絮凝要求尽可能高的分子量，但在另一些过程中，较低的分子量却给出较好的结果。甚至在某些具体类型的悬浮体中，例如纤维素造纸稀料，不同类型的稀料要求不同类型的聚合物才能获得最佳结果。

因此，存在着各种各样的聚合絮凝剂可供考虑应用于脱水过程。它们可选自非离子聚合物、阴离子聚合物和各种各样的阳离子聚合物。很多是基本上水溶性的聚合物，这类聚合物由烯键式不饱和丙烯酸或其它单体或不同比例的单体渗合物组成，其分子量可呈低、中、高或很高。在用于促进脱水的其它聚合物中可举出聚胺、聚环氧烷、聚乙烯亚胺、酚醛树脂和双氰胺聚合物。

存在大量以水溶性丙烯酸聚合物，用于絮凝的方法的例子，例如EP-A-641,293中用于造纸废水泥浆，EP-A-253,839中用于造纸。利用酚醛和聚环氧乙烷的方法的例子包括处理造纸废水的U.S.5,354,479和CA1,004,782以及用于造纸的WO 95/21296。推介用基本上是非离子型丙烯酸聚合物或PEO用于造纸过程的例子可举EP-A-017353。

通常用于促进泥浆脱水的聚合物是分子量较高的水溶性的阳离子聚合物，诸如20-95％(重量)丙烯酰胺和5-80％(重量)的酸添加剂或二烷基氨烷基(甲)丙烯酸盐或丙烯酰胺的季盐。

这些聚合的丙烯酸絮凝剂在很多泥浆脱水方法中给出良好的结果。但是，有某些特别难处理的泥浆，它需要使用不可接受程度的大量的这类丙烯酸聚合物才能得到满意的结果，或者利用这类聚合物不能经济地获得满意的结果。有这些缺点的难以处理的泥浆包括二次泥浆(特别是来自造纸废水的某些或全部泥浆)以及包括大量脱色废水、循环废水和机械制浆废水的泥浆。

初级泥浆是水相液体经澄清或沉降得到的泥浆，例如，这类液体可以是城市下水或造纸厂、制浆厂或脱色厂的流出物。初级泥浆与初始液体的分离生成上清液或滤液，然后，后者通常经生物处理，生成通常所谓的二次泥浆。通常二次泥浆比初级泥浆更难脱水，因而普通的作法是将初级和二次泥浆混合，然后使混合泥浆脱水。城市下水处理以及工业废水处理，特别是造纸厂、制浆厂和脱墨厂的流出物的处理就是这样。

为了说明二次泥浆脱水的难度增加，可以指出，典型的初级泥浆通常每吨干泥浆固体需要0.1-1.5kg最优丙烯酸聚合絮凝剂，而来自脱墨、再循环或机械制浆厂的初级泥浆每吨干泥浆固体可能需要2-4kg最优丙烯酸聚合絮凝剂，二次泥浆通常每吨干泥浆固体需要5-10kg最优丙烯酸聚合絮凝剂。