专利名称：一种废纸脱墨浆还原漂白组合物及其漂白方法
技术领域：
本发明涉及废纸制浆工艺，具体是指一种废纸脱墨浆还原漂白组合物及其漂白方法。
背景技术：
对于回收的废纸，仅仅依靠净化和脱墨技术，生产的脱墨浆难以达到与原生纤维浆同样的白度，为了获得高白度的脱墨浆，必须在脱墨后安排后漂白工序，脱除各种颜色。颜色可以是由脱墨浆中的残余木素引起的，如用高利率浆制成的新闻纸，木素含量较高；也可以是由生产和印刷最终纸品中加入的染料、颜料、油墨以及其它发色化合物引起的。废纸漂白的工艺流程和条件一般要根据所处理的废纸原料、抄造的纸张品种和环境保护的要求来确定。人们早期采用氯气和次氯酸盐来漂白二次纤维浆，由于它们在漂白过程与木素反应产生致癌、致畸、难降解的有机氯化物，已不被人们所接受。20世纪80年代中后期，人们提出了不含元素氯(ECF)和全无氯(TCF)的无污染漂白方法。过氧化氢是当今无污染漂白中使用范围最广、效果最好的一种漂剂，主要用于漂白机木浆含量高的废纸浆(如旧报纸)，但也存在很多不足脱色能力较差；由于在碎浆过程已经使用了H2O2，再用H2O2漂白白度增值不大，只有2～3％ISO；漂白成本较高；对纸纤维强度和不透明度存在不同程度的负作用。FAS漂白效果较好，废水无污染，但漂白成本较高，应用受到限制。连二亚硫酸钠漂白操作方便，单位白度增值的漂白成本低，而且脱色能力强，和H2O2漂白联合使用，能最有效地获得高白度的浆，而且连二亚硫酸钠漂白在提高纸浆白度的同时，对纸的纤维强度和不透明度没有什么负作用，因此，连二亚硫酸钠是非常有效的二次纤维浆漂白剂，但也存在一些不足稳定性不好，如遇空气或浆中有溶解氧都会促使其无效分解，废纸脱墨浆和循环白水中的重金属离子也会催化分解连二亚硫酸钠，影响漂白效果，连二亚硫酸钠无效分解的产物还会腐蚀管道设备，缩短设备和管道的使用寿命，不能达到预计的白度增值和漂后浆出现返黄等问题。连二亚硫酸钠的无效分解是所有问题的根源。有研究表明，在漂白时通入N2赶走浆中的空气，可以防止连二亚硫酸钠的无效分解；在漂白过程中加入六亚甲基四胺(又名乌洛托品)，也可有效消除和减少硫化物的生成，从而减小腐蚀，但这些措施在工业上实施会增加较多的成本，因而不太实用。脱墨浆中的金属离子不仅催化分解连二亚硫酸钠，而且还会导致漂白浆的返黄。有研究尝试在漂白前加入螯合剂或在贮浆前加入亚硫酸氢钠，有一定的效果，但不明显。
发明内容本发明就是为了解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种漂白效果好、漂白成本低、能够有效避免连二亚硫酸钠无效分解的废纸脱墨浆还原漂白组合物及其漂白方法。
本发明所述的一种废纸脱墨浆还原漂白组合物，其特征是，它由下列物质按照重量百分比均匀混合组成5％～15％的连二亚硫酸钠，1.25％～15％的螯合剂，0.25％～3％的碳酸钠或氢氧化钠或它们的混合物以及79.5％～93.5％的水。其中，螯合剂可以是乙二胺四乙酸二钠或四钠盐(EDTA)、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)和三聚磷酸钠(STPP)，可以是其中一种或两种，及以上混合物。
本发明所述的一种废纸脱墨浆还原漂白组合物的漂白方法，其特征是，它包括如下步骤和工艺条件第一步 在漂液配制罐中加入所述废纸脱墨浆还原漂白组合物，再加入与水不溶的油或溶剂；第二步 加入亚硫酸或氢氧化钠溶液，调节废纸脱墨浆的初始PH值为5.5～7.5；第三步 在65℃～80℃下，向脱墨浆加入所述废纸脱墨浆还原漂白组合物进行漂白，在此之前或者同时，加入稳定剂，控制连二亚硫酸钠的加入量为绝干浆重量的0.8～2.0％，漂白时间为40～60分钟。
其中，油可以是溶剂油、煤油、压缩机油、轻质柴油和液体石蜡油等；溶剂可以是癸烷、十二烷等；稳定剂为亚硫酸钠、焦亚硫酸钠或亚硫酸氢钠溶液，可以是其中一种或两种及以上混合物，用量为连二亚硫酸钠重量的10％～30％。油和溶剂应具有以下特点对纸浆和漂白液惰性，即与纸浆和漂白液不发生反应；与水不互溶，并且比重比水轻；挥发性低，沸点一般要求高于120℃；毒性小，对环境的污染较小；价格较便宜，市场上容易购买。
本发明具有如下优点和有益效果1.本发明提供的一种废纸脱墨浆还原漂白组合物中含有螯合剂，不仅可以螯合漂白液中的重金属离子，而且可以螯合脱墨浆中的重金属离子，减少连二亚硫酸钠的无效分解，有助于提高漂剂的漂白效率，改善脱墨浆的质量。
2.本发明提供的漂白方法采用还原漂白组合物和稳定剂配合使用，稳定剂不仅可以除去一部分溶解氧，而且可以缓冲连二亚硫酸钠分解产生的酸性产物。本发明通过添加与水不互溶的油或溶剂来实现与空气隔绝，还原漂白组合物比较稳定。
3.对于废报纸经过H2O2碎浆脱墨后，采用H2O2漂白，白度提高不大，而且H2O2难以去除二次纤维的黄色，采用本发明的漂白方法则可以取得较高的白度增值和较低的黄色色度，具有良好的漂白效果。
4.本发明的漂白方法具有对纸纤维的强度和不透明度损伤比较小、污染小、白度成本低等优点。
5.本发明适用于漂白回收的废纸二次纤维所得浆，更适用于漂白60％～100％旧新闻纸与0～40％旧书刊杂志纸所组成的脱墨浆，特别是含有彩色印刷的混合废纸浆，本发明也适用于混合办公废纸脱墨浆的漂白。漂后的脱墨浆可以用于配抄新闻纸、超级压光、低定量涂布纸和静电复印纸以及高档的涂布白板纸。
6.通过本发明的漂白方法，提高了连二亚硫酸钠漂白液的稳定性，减少了连二亚硫酸钠的无效分解，改善了连二亚硫酸钠的漂白效果，可以用更少量的连二亚硫酸钠使脱墨浆达到相同白度，同时防止或减缓了对管道设备的腐蚀，延长了管道设备的使用寿命。本发明的漂白方法可生产高质量的脱墨浆，扩大了废纸脱墨浆的应用范围，给生产企业带来较大的经济效益。
具体实施方式
实施例一废纸脱墨浆还原漂白组合物由10％的连二亚硫酸钠、2.5％的三聚磷酸钠、1％的氢氧化钠和86.5％的水均匀混合而成，加入一层薄薄的煤油，使之与空气隔绝。漂白时，称取原始白度为55.2％ISO的废新闻纸脱墨浆25g(绝干量)，加入自来水调节待漂浆浓度为4％；加入H2SO3或NaOH溶液调节初始pH值。漂白过程的条件为漂白温度70℃，漂白时间45min，起始pH值6.5。同时加入焦亚硫酸钠0.025g和还原漂白组合物2.5g。剧烈搅拌，控制漂白时间。漂白结束后，漂洗2～3次。如上所述，即可较好地实现本发明。漂后浆白度为64.5％ISO，白度增值9.3％ISO。漂白浆的裂断长3490m，撕裂指数9.59mN.m2/g，耐破指数2.00m2/g，完全可满足抄造新闻纸的要求。
实施例二废纸脱墨浆还原漂白组合物由5％的连二亚硫酸钠、1.25％的乙二胺四乙酸二钠、0.25％的碳酸钠和93.5％的水均匀混合而成，加入一层薄薄的溶剂油，使之与空气隔绝。漂白时，称取原始白度为55.2％ISO的废新闻纸脱墨浆25g(绝干量)，加入自来水调节待漂浆浓度为4％；加入H2SO3或NaOH溶液调节初始pH值。漂白过程的条件为漂白温度65℃，漂白时间60min，起始pH值5.5。先加入亚硫酸钠0.04g处理，然后再加入还原漂白组合物4g。剧烈搅拌，控制漂白时间。漂白结束后，漂洗2～3次。如上所述，即可较好地实现本发明。
实施例三废纸脱墨浆还原漂白组合物由15％的连二亚硫酸钠、1.5％的乙二胺四乙酸四钠、1％的三聚磷酸钠、2％的碳酸钠、1％的氢氧化钠和79.5％的水均匀混合而成，加入一层薄薄的压缩机油，使之与空气隔绝。漂白时，称取原始白度为55.2％ISO的废新闻纸脱墨浆25g(绝干量)，加入自来水调节待漂浆浓度为4％；加入H2SO3或NaOH溶液调节初始pH值。漂白过程的条件为漂白温度80℃，漂白时间40min，起始pH值7.5。同时加入亚硫酸氢钠0.148g和还原漂白组合物3.3g。剧烈搅拌，控制漂白时间。漂白结束后，漂洗2～3次。如上所述，即可较好地实现本发明。
实施例四废纸脱墨浆还原漂白组合物由5％的连二亚硫酸钠、15％的二亚乙基三胺五乙酸、0.25％的氢氧化钠和79.75％的水均匀混合而成，加入一层薄薄的轻质柴油，使之与空气隔绝。漂白时，称取原始白度为55.2％ISO的废新闻纸脱墨浆25g(绝干量)，加入自来水调节待漂浆浓度为4％；加入H2SO3或NaOH溶液调节初始pH值。漂白过程的条件为漂白温度65℃，漂白时间45min，起始pH值6.5。先加入亚硫酸钠0.013g、焦亚硫酸钠0.012g处理，然后再加入还原漂白组合物5g。剧烈搅拌，控制漂白时间。漂白结束后，漂洗2～3次。如上所述，即可较好地实现本发明。
实施例五废纸脱墨浆还原漂白组合物由10％的连二亚硫酸钠、2.5％的三聚磷酸钠、2％的碳酸钠和85.5％的水均匀混合而成，加入一层薄薄的癸烷，使之与空气隔绝。其它操作方法和条件同实施例一。漂白后浆的白度为65.1％ISO，白度增值9.9％ISO。
实施例六废纸脱墨浆还原漂白组合物由12％的连二亚硫酸钠、3％的三聚磷酸钠、1.2％的氢氧化钠和83.8％的水均匀混合而成，加入一层薄薄的十二烷，使之与空气隔绝。漂白时，称取原始白度为55.2％ISO的废新闻纸脱墨浆25g(绝干量)，加入自来水调节待漂浆浓度为4％；加入H2SO3或NaOH溶液调节初始pH值。漂白过程的条件为漂白温度65℃，漂白时间45min，起始pH值6.5。先加入0.03％焦亚硫酸钠处理，再加入12％的还原漂白组合物2.5g进行漂白。如上所述，即可较好地实现本发明。
实施例七废纸脱墨浆还原漂白组合物由10％的连二亚硫酸钠、2.5％的三聚磷酸钠、1％的氢氧化钠和86.5％的水均匀混合而成，加入一层薄薄的煤油，使之与空气隔绝。漂白时，称取原始白度为68.8％ISO的办公废纸脱墨浆25g(绝干量)，加入自来水调节待漂浆浓度为4％；加入H2SO3或NaOH溶液调节初始pH值。漂白过程的条件为漂白温度80℃，漂白时间50min，起始pH值6.5。同时加入焦亚硫酸钠0.038g和还原漂白组合物3.8g。剧烈搅拌，控制漂白时间。漂白结束后，漂洗2～3次。如上所述，即可较好地实现本发明。漂后浆白度为81.2％ISO，白度增值12.4％ISO。
权利要求
1.一种废纸脱墨浆还原漂白组合物，其特征是，它由下列物质按照重量百分比均匀混合组成5％～15％的连二亚硫酸钠，1.25％～15％的螯合剂，0.25％～3％的碳酸钠或氢氧化钠或它们的混合物以及79.5％～93.5％的水。
2.根据权利要求1所述的一种废纸脱墨浆还原漂白组合物，其特征是，螯合剂可以是乙二胺四乙酸二钠或四钠盐、二亚乙基三胺五乙酸和三聚磷酸钠，可以是其中一种或两种及以上混合物。
3.一种废纸脱墨浆还原漂白组合物的漂白方法，其特征是，它包括如下步骤和工艺条件第一步 在漂液配制罐中加入所述废纸脱墨浆还原漂白组合物，再加入与水不溶的油或溶剂；第二步 加入亚硫酸或氢氧化钠溶液，调节废纸脱墨浆的初始PH值为5.5～7.5；第三步 在65℃～80℃下，向脱墨浆加入所述废纸脱墨浆还原漂白组合物进行漂白，在此之前或者同时，加入稳定剂，控制连二亚硫酸钠的加入量为绝干浆重量的0.8～2.0％，漂白时间为40～60分钟。
4.根据权利要求3所述的一种废纸脱墨浆还原漂白组合物的漂白方法，其特征是，油可以是溶剂油、煤油、压缩机油、轻质柴油和液体石蜡油等；溶剂可以是癸烷、十二烷等。
5.根据权利要求3所述的一种废纸脱墨浆还原漂白组合物的漂白方法，其特征是，稳定剂为亚硫酸钠、焦亚硫酸钠或亚硫酸氢钠溶液，可以是其中一种或两种及以上混合物，用量为连二亚硫酸钠重量的10％～30％。
全文摘要
本发明是一种废纸脱墨浆还原漂白组合物及其漂白方法,它由重量百分比为5%～15%的连二亚硫酸钠、1.25%～15%的螯合剂、0.25%～3%的碳酸钠或氢氧化钠或它们的混合物以及79.5%～93.5%的水均匀混合组成。本发明采用还原漂白组合物和稳定剂配合使用,并通过添加与水不互溶的油或溶剂来实现与空气隔绝,提高了漂白液的稳定性,减少了连二亚硫酸钠的无效分解,改善了漂白效果,可以用更少量的连二亚硫酸钠使脱墨浆达到相同白度,同时防止或减缓了对管道设备的腐蚀。本发明具有对纸纤维的强度和不透明度损伤比较小,污染小,白度成本低等优点,白度增值大、黄色色度小。
文档编号D21C9/10GK1351211SQ01130080
公开日2002年5月29日 申请日期2001年12月14日 优先权日2001年12月14日
发明者钱宇, 谭本祝, 江燕斌, 梁一鹏 申请人:华南理工大学