一种纸浆金属离子去除及漂白的方法.pdf

一种纸浆金属离子去除及漂白的方法。本发明涉及一种纸浆金属离子去除工艺及在漂白中的应用，属于造纸技术领域。本发明主要包含以下步骤：①对纸浆进行去除金属离子预处理，即在Mg(CH3COO)2、Ca(CH3COO)2和EDTA(乙二胺四乙酸二钠)存在的条件下，对氧脱硫酸盐浆进行漂白预处理；②后续的无污染漂白，对上述去除金属离子预处理后的纸浆再经由过氧乙酸漂白段和过氧化氢漂白段组成的后续二段漂白处理。本发明简单易行，效果显著；金属离子去除率高，Mn去除率为80.50％。与常规EDTA螯合处理相比，纸浆的强度性能可得到提高；Mg(CH3COO)2、Ca(CH3COO)2可替代60％的EDTA，随之可显著降低常规螯合剂的累积效应毒性。

1、  一种纸浆金属离子去除及漂白的方法，其特征是主要包含以下步骤：
①对纸浆进行去除金属离子预处理，即在Mg(CH₃COO)₂、Ca(CH₃COO)₂和EDTA(乙二胺四乙酸二钠)存在的条件下，对氧脱硫酸盐浆进行漂白预处理；
②后续的无污染漂白，对上述去除金属离子预处理后的纸浆再经由过氧乙酸漂白段和过氧化氢漂白段组成的后续二段漂白处理。

2、  按权利要求1所述的纸浆金属离子去除及漂白的方法，其特征是：在对纸浆进行去除金属离子预处理时，纸浆重量百分比浓度为4.0％～6.0％，各原料占纸浆重量的百分比为，Mg(CH₃COO)₂与Ca(CH₃COO)₂总用量为0.2％～0.4％、乙二胺四乙酸二钠用量为0.1％～0.3％、Mg(CH₃COO)₂与Ca(CH₃COO)₂用量的重量比为7～9∶1，预处理的温度控制在55℃～65℃，时间0.75h～1.25h，在对纸浆进行去除金属离子预处理时，其中Mg(CH₃COO)₂与Ca(CH₃COO)₂混合处理0.5h，之后直接加入乙二胺四乙酸二钠继续反应至反应完成。

3、  根据权利要求2所述的纸浆金属离子去除及漂白的方法，其特征是后续的无污染漂白工艺条件为：
①过氧乙酸漂白段，过氧乙酸用量占纸浆重量的百分比为1.4％～1.6％，二乙烯三胺五乙酸用量为0.08％～0.12％，处理时纸浆重量百分比浓度10％，温度55℃～65℃，时间1.4小时～1.6小时；
②过氧化氢漂白段，氢氧化钠用量占纸浆重量的百分比为1.8％～2.2％，硅酸钠用量为1.4％～1.6％，过氧化氢用量为0.9％～1.1％，硫酸镁用量0.08％～0.12％，二乙烯三胺五乙酸用量0.25％～0.35％，处理时纸浆重量百分比浓度10％，温度88℃～92℃，时间1.8小时～2.2小时。

一种纸浆金属离子去除及漂白的方法
技术领域
本发明涉及纸浆无污染的含氧漂白工艺，特别是纸浆金属离子去除工艺及在漂白中的应用，属于造纸技术领域。
背景技术
由于纸浆含氯漂白污染严重，废水毒性大，因而无污染的含氧漂白得到越来越广泛的重视和研究。
含氧漂白工艺中常采用过氧化氢、过氧酸、臭氧等作为漂白剂。以含氧漂白剂漂白纸浆时，纸浆中的金属离子严重影响漂白效果。金属离子使含氧漂剂无效分解，其中产生的自由基会对漂白浆的质量带来负面影响，因此，常须在漂白之前采用EDTA、DTPA等螯合剂进行螯合处理，以减少或除去纸浆中的重金属离子。EDTA、DTPA等螯合剂随之进入废水中，最终进入水体后会产生长期的累积效应毒性。鉴于此，有必要采用适当的工艺替代常规的螯合处理，使替代率提高，从而显著降低常规螯合剂的累积效应毒性。金属离子去除过程与过氧乙酸和过氧化氢组成新的无污染漂白工艺，目前尚未见相关的技术报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种纸浆金属离子去除与相应的无污染漂白工艺，其工艺技术容易实施，无污染，去除金属离子效果好，并随之可显著降低常规螯合处理带来的长期累积效应毒性，同时显著改善漂白浆性能。
解决本发明的技术问题所采用的方案主要包含以下步骤：①对纸浆漂白进行去除金属离子预处理，即在Mg(CH₃COO)₂、Ca(CH₃COO)₂和EDTA(乙二胺四乙酸二钠)存在的条件下，对氧脱硫酸盐浆进行漂白预处理；②后续的无污染漂白，即对去除金属离子预处理后的纸浆再经由过氧乙酸漂白段和过氧化氢漂白段组成的后续二段漂白处理。
在上述对纸浆漂白进行去除金属离子预处理时，纸浆重量百分比浓度为4.0％～6.0％，各原料占纸浆重量的百分比为，Mg(CH₃COO)₂与Ca(CH₃COO)₂总用量为0.2％～0.4％、EDTA用量为0.1％～0.3％、Mg(CH₃COO)₂与Ca(CH₃COO)₂用量的重量比为7～9∶1，预处理的温度控制在55℃～65℃，时间0.75h～1.25h。在对纸浆进行去除金属离子预处理时，其中Mg(CH₃COO)₂与Ca(CH₃COO)₂混合处理0.5h，之后直接加入EDTA继续反应至反应的规定时间。
本发明的后续无污染漂白的最佳工艺条件为：
①过氧乙酸漂白段，过氧乙酸用量占纸浆重量的百分比为1.4％～1.6％，DTPA(二乙烯三胺五乙酸)用量为0.08％～0.12％，处理时纸浆重量百分比浓度10％，温度55℃～65℃，时间1.4小时～1.6小时；
②过氧化氢漂白段，氢氧化钠用量占纸浆重量的百分比为1.8％～2.2％，硅酸钠用量为1.4％～1.6％，过氧化氢用量为0.9％～1.1％，硫酸镁用量0.08％～0.12％，DTPA(二乙烯三胺五乙酸)用量0.25％～0.35％，处理时纸浆重量百分比浓度10％，温度88℃～92℃，时间1.8小时～2.2小时。
本发明的有益效果是：
(1)工艺技术简单易行，效果显著；
(2)化学品和漂白剂价格适中，容易获得；
(3)改善纸浆各项性能。与常规EDTA螯合处理相比，氧脱木素硫酸盐浆经(Mg+Ca)/EDTA处理，在漂白浆白度相同的条件下，抗张指数提高8.85％，撕裂指数提高19.56％，耐破指数提高11.13％；
(4)金属离子去除效果明显。Mn去除率为80.50％。与常规EDTA螯合处理相比，金属离子Fe含量减少63.12％；
(5)Mg(CH₃COO)₂、Ca(CH₃COO)₂可替代60％的EDTA。Mg(CH₃COO)₂、Ca(CH₃COO)₂替代EDTA后，可随之显著降低常规螯合剂的长期累积效应毒性。
具体实施方式
实施例1
在重量百分比浓度为5％的纸浆中，Mg(CH₃COO)₂与Ca(CH₃COO)₂总用量为0.3％、EDTA用量为0.2％、Mg(CH₃COO)₂与Ca(CH₃COO)₂用量的重量比为8∶1，对纸浆漂白进行去除金属离子预处理时，处理的温度控制在60℃，时间1.0h。在对纸浆进行去除金属离子预处理时，其中Mg(CH₃COO)₂与Ca(CH₃COO)₂混合处理0.5h，之后直接加入EDTA继续反应至规定时间。然后进行后续无污染漂白处理，在过氧乙酸漂白段，过氧乙酸用量1.5％，DTPA用量0.10％，处理时纸浆浓度10％，温度60℃，时间1.5小时；在过氧化氢漂白段，氢氧化钠用量2.0％，硅酸钠用量1.5％，过氧化氢用量1.0％，硫酸镁用量0.10％，DTPA用量0.30％，处理时纸浆浓度10％，温度90℃，时间2.0小时。
实施例2
在重量百分比浓度为5％的纸浆中，Mg(CH₃COO)₂与Ca(CH₃COO)₂总用量为0.2％、EDTA用量为0.1％、Mg(CH₃COO)₂与Ca(CH₃COO)₂用量的重量比为7∶1，对纸浆漂白进行去除金属离子预处理时，处理的温度控制在55℃，时间0.75h。在对纸浆进行去除金属离子预处理时，其中Mg(CH₃COO)₂与Ca(CH₃COO)₂混合处理0.5h，之后直接加入EDTA继续反应至规定时间。然后进行后续无污染漂白处理，在过氧乙酸漂白段，过氧乙酸用量1.4％，DTPA用量0.10％，处理时纸浆浓度10％，温度55℃，时间1.4小时；在过氧化氢漂白段，氢氧化钠用量1.8％，硅酸钠用量1.4％，过氧化氢用量0.9％，硫酸镁用量0.08％，DTPA用量0.25％，处理时纸浆浓度10％，温度88℃，时间1.8小时。
实施例3
在重量百分比浓度为5％的纸浆中，Mg(CH₃COO)₂与Ca(CH₃COO)₂总用量为0.4％、EDTA用量为0.3％、Mg(CH₃COO)₂与Ca(CH₃COO)₂用量的重量比为9∶1，对纸浆漂白进行去除金属离子预处理时，处理的温度控制在65℃，时间1.25h。在对纸浆进行去除金属离子预处理时，其中Mg(CH₃COO)₂与Ca(CH₃COO)₂混合处理0.5h，之后直接加入EDTA继续反应至规定时间。然后进行后续无污染漂白处理，在过氧乙酸漂白段，过氧乙酸用量1.6％，DTPA用量0.12％，处理时纸浆浓度10％，温度65℃，时间1.6小时；在过氧化氢漂白段，氢氧化钠用量2.2％，硅酸钠用量1.6％，过氧化氢用量1.1％，硫酸镁用量0.12％，DTPA用量0.35％，处理时纸浆浓度10％，温度92℃，时间2.2小时。