一种新型螯合剂在化学机械浆过氧化氢漂白中应用的方法

2018-12-06

天津造纸 2018年1期

权利要求书

1.一种新型螯合剂在化学机械浆过氧化氢漂白中应用的方法，其特征按顺序包括如下步骤：

（1）化机浆进行漂前预浸渍的条件：H2O2用量为3.0%～4.0%，Na2SiO3用量为1.5%，NaOH用量为2.0%～3.0%，MgSO4用量为0.1%，EDTA用量为0.1%，温度为 60～80℃，时间 50～70 min，浆浓为 10%～15%。

（2）螯合处理(Q段)

Q段使用羟基乙叉二膦酸(HEDP)作为螯合剂进行螯合处理，使用条件：羟基乙叉二膦酸(HEDP)用量为0.15%～0.50%，螯合温度40～60℃，保温时间45～75 min，浆浓为 10%～15%。

（3）过氧化氢漂白(P段)

螯合处理之后直接进行后续过氧化氢漂白。后续过氧化氢漂白的条件：H2O2用量为4%～6%，NaOH用量为2%，Na2SiO3用量为2%，MgSO4用量为0.3%，温度70～90℃，保温时间90～120 min，浆浓为5%～10%。

（4）经漂白后纸浆经处理后抄片测定其白度、返黄值、黏度等浆张性能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述为化学机械浆。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述为羟基乙叉二膦酸(HEDP)作为化学机械浆过氧化氢漂白的螯合剂。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是羟基乙叉二膦酸(HEDP)的用量为0.15%～0.50%。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是螯合温度 40～60℃，保温时间 45～75 min，浆浓为 10%～15%。

6.根据权利要求1所述方法，本发明适用于羟基乙叉二膦酸(HEDP)机械浆过氧化氢漂白。

技术领域

本发明属于制浆造纸工程技术领域，具体涉及一种以羟基乙叉二膦酸(HEDP)作为螯合剂在化学机械浆过氧化氢漂白中应用的方法。

背景技术

化学机械浆(简称化机浆)是在传统的机械浆基础上发展起来的现代清洁高效制浆新技术。现在的化机浆得率高易漂白，对木材利用率高(得率达80%～95%)，可以根据生产纸品要求采用本色浆或漂白浆工艺进行生产。本色化机浆能够用于抄造高强度包装纸板、本色包装纸、本色生活用纸和低白度文化用纸等产品，漂白化机浆则可用于制造高档卫生纸、高档文化印刷用纸、涂布纸 (轻量涂布纸、铜版纸等)、新闻纸、白纸板、食品包装纸等纸种。

化机浆的漂白主要使用H2O2漂白剂，但在应用中存在许多问题，如过渡金属离子对H2O2的催化降解、稳定剂的结垢、金属离子螯合剂的毒性以及H2O2反应活性和传质效率差等。传统的螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)本身的结构特点，其能与50多种金属离子形成可溶性的螯合物，是一种造纸工业常用的螯合剂，尤其它能与一些有害的金属离子形成稳定性好的螯合物。但在水溶液体系中，EDTA是属于特别难降解的化合物，且其耐热性和耐氧化性都不够理想。

羟基乙叉二膦酸(HEDP)是一种有机膦酸类的阻垢缓蚀剂，主要是应用于水处理过程中。在水处理过程能与铜、铁、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，具有去除金属离子的能力，且自身具有缓蚀阻垢的性能，成本低廉，其生物降解性能较好，用于化机浆的漂白能够克服传统EDTA螯合剂的缺点，因此，HEDP做为一种新型螯合剂对提高化机浆过氧化氢的漂白效率会起到积极的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作便捷、工艺规范的新型螯合剂在化机浆过氧化氢漂白中应用的方法。

本发明的技术方案概述如下：

本发明提出一种新型螯合剂在化机浆过氧化氢漂白中的应用方法，包括如下步骤：

（2）螯合处理（Q 段）

Q段使用HEDP作为螯合剂进行螯合处理，使用条件：HEDP用量为0.15%～0.50%，螯合温度40～60℃，保温时间45～75 min，浆浓为 10%～15%。

（3）过氧化氢漂白(P段)

螯合处理之后直接进行后续过氧化氢漂白。后续过氧化氢漂白的条件：H2O2用量为 4%～6%，NaOH用量为2%，Na2SiO3用量为1%～2%，MgSO4用量为 0.3%，温度 70～90 ℃，保温时间 90～120 min，浆浓为5%～10%。经漂白后纸浆经处理后抄片测定其白度、返黄值、黏度等性能。

用本发明利用新型螯合剂HEDP提高化机浆过氧化氢漂白效率的方法，与传统螯合剂EDTA的对比实验发现，HEDP的螯合效果与EDTA的螯合效果相当；在Na2SiO3用量为2.0%时，可使化机浆的ISO白度提高1%～2%，返黄值降低为3%～4%；在后续过氧化氢漂白中添加一定量的HEDP可使Na2SiO3的用量降低而不影响纸浆的白度和手抄片的返黄值。

本发明的新型螯合剂HEDP还具有成本低、毒性小，工艺性能良好，合成较简单，原料易得和用途广泛等特点。因此，将HEDP作为螯合剂应用于化机浆漂白中具有更大的市场竞争优势。

具体实施方式

参考下列实施例将更容易、更全面地理解本发明，给出实施例是为了阐明本发明，而不是以任何方式限制本发明。

本发明是以HEDP作为新型螯合剂，提高化机浆过氧化氢漂白的效率。

实施例1

HEDP螯合处理对化机浆过氧化氢漂白的影响

量取相当于绝干浆20 g的浆料，HEDP用量为0～0.30%，温度为40℃，时间为45 min。浆浓为10%，螯合处理之后直接进行后续过氧化氢漂白。漂白之后用去离子水洗涤至中性，然后甩干、撕碎成小块，混合均匀后置于密封袋中平衡水分24 h，然后在快速纸页成型器上进行抄纸。在自然情况下进行风干，供物理性能测试。螯合剂用量对后续过氧化氢漂白纸浆性能的影响如表1所示，漂白浆可以达到较高的白度。

表1 HEDP用量对纸浆漂白性能的影响

实施例2

HEDP和传统螯合剂EDTA的化机浆漂白的影响对比

量取相当于绝干浆20 g的浆料，HEDP螯合条件：HEDP用量为0.15%，螯合温度40℃，保温时间45 min，浆浓为 10%；EDTA螯合条件：EDTA用量为0.2%，螯合时间60 min，螯合温度60℃，浆浓为10%。螯合处理之后直接进行后续过氧化氢漂白。漂白之后用去离子水洗涤至中性，然后甩干、撕碎成小块，混合均匀后置于密封袋中平衡水分24 h，然后在快速纸页成型器上进行抄纸。在自然情况下进行风干，供物理性能测试。HEDP与传统螯合剂EDTA的对比实验结果如表2和表3所示。结果显示，EDTA和HEDP螯合处理效果相当。