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提 要:本文对马占相思CTMP浆料性能、H2O2漂白适宜碱
比、DTPA添加方式及两段H2O2漂白工艺进行了研
究。结果表明，适宜碱比与H2O2用量之间有较强
的相关关系；DTPA漂前预处理使用效果好，可以
减少H2O2的分解，提高终漂白度；两段漂白工艺
可以提高终漂白度上限值，达到72%ISO。
关键词:马占相思；CTMP；H2O2漂白；DTPA
作者本研究属国家“九五”攻关专题“低能耗、高强度，高得率木浆生产技术”（96-011-01-09）的研究内容。
作者第一作者简介：沈葵忠，工学硕士，中国林业科学研究院林产化学工业研究所助理研究员。现主要从事高得率制浆及废纸高效利用方面研究工作。
曾担任国家“九五”科技攻关专题组副组长、子专题组长。现承担中国-欧盟科技合作项目、林科院基金项目及横向委托等研究工作。
图1 CTMP中试制浆流程
本工相思树在我国南方有大面积种植，据统计约有90万
亩，是林业部门重点发展的速生树种之一。相思树与桉
树混交种植可以提高产量、防止土壤地力衰退，受到营
林部门的偏爱。我国从澳大利亚引种的相思品种约有40
属3 2 0种，其中种植面积较大的主要有：马占相思
（A.mangium）, 大叶相思（A.auriculiformis）, 厚荚
相思（A.crassicarpa）, 黑荆树（A.mearnsii），绿荆树
（A.decurrens）等等。相思树种的制浆造纸性能研究国
内外文献报道不多［1-4］。相思树用于制化学浆可以生产
出质量满意的纸产品;用于生产磨木浆、冷碱法半化学
浆、RMP、CTMP等机械浆则难度较大［4］。本论文在相思
树种材性和化学制浆性能研究基础之上[1］对马占相思
CTMP制浆及其H2O2漂白性能进行研究，为今后相思树
种的工业化利用提供理论指导。
1.1 原料
本工马占相思，树龄6年，产地广东阳西，去枝桠后原木解
锯成木段运至试验室，经人工去皮、削片、筛选后备用。
1.2 方法
1.2.1 CTMP浆的制备
本工制浆设备使用Andritz-Sprout-Bauer公司高得率
浆中试系统。制浆条件：NaOH 1%～2%，Na2SO3 3%～
4%，温度130～140℃。中试试验流程见图1。
1.2.2 H2O2漂白
本工DTPA螯合预处理：DTPA 0.2%，pH4～6，温度
1合试验原料与方法
(

,



2
1
0
0
4
2
)
技术进步
《中华纸业》第22卷第11期 2001年11月18
CTMP
2合结果与讨论
40℃，浓度1.5%，时间15min。漂白：H2O2 1%～8%，碱比
NaOH/ H2O2 0.25～1.0，DTPA 0～0.5%，Na2SiO3 1.5%，
MgSO4 0.05%，温度70℃，浓度20%，时间120min。漂后酸
处理：用H2C2O4调pH至5～6，室温，浓度3%，时间30min。
1.2.3 抄片及物检
抄片抄片在英国Messmer纸页成形器(带白水循环)上进
行。浆片与纸片光学性能及物理检验均按国家标准有关
方法进行。
2.1 马占相思CTMP制浆漂白性能
抄片马占相思原木颜色较深，特别是心材部分抽提物含
量高，制定CTMP制浆工艺时采用了较高的Na2SO3用量、
稍低的NaOH用量。表1列出了两种不同用药量的制浆中
试试验结果。两种工艺CTMP浆料的抗张指数已达30N·
m/g，可以满足配抄一些纸产品的需要。从表1可以看出，
化学预处理用药量增加，磨浆能耗降低，纸浆白度增加，
由35.1%ISO增加到39.5%ISO，这种增加幅度一直保持
到H2O2漂白结束。H2O2漂白可以增加纸页紧度，提高纸
浆强度性能，其中抗张指数增加幅度较大，撕裂指数增
加幅度较小。纸页的光散射性能与不透明度略有下降，
仍保持了CTMP浆料的特性。因此，马占相思CTMP制浆
化学预处理条件非常重要，不仅影响磨浆能耗，改进浆
料强度性能，同时影响漂后浆料的白度。
2.2 H2O2漂白条件优化
2.2.1 用碱量对H2O2漂白白度的影响
抄片在碱性条件下，H2O2的电离按式（1）达到平衡。一般
认为［5］在高得率浆H2O2漂白过程中起漂白作用的是过
氧氢根阴离子（OOH-），为了便于OOH-的生成，反应须
在碱性条件下进行［5］。
抄片在pH10.5，只有不到10%的H2O2以OOH-形式存
在，较高的pH有利于平衡朝着OOH-生成的方向移动。
当反应体系中OOH-高于0.03mmol/l时，H2O2的无效分
解反应即开始发生。随着H2O2用量的增加，H2O2无效分
解反应发生的初始pH值降低［6］。H2O2的分解反应按式
（2）进行。因此高得率浆H2O2漂白过程中控制NaOH用
量是必要的，以保证漂白过程中OOH-的需要浓度，同时
尽量减少H2O2分解反应的发生。不同H2O2用量水平下改
变碱比，对马占相思CTMP的漂白性能进行研究（见表
2）,不难看出，不同H2O2用量达到最佳白度所对应的用
碱量不相同。H2O2用量低，碱比宜高；H2O2用量高，碱比
宜低。对漂白白度与碱比的相关关系进行回归分析，两
者的相关性良好，R2均在0.98～0.99范围。如果以对应
最佳白度的碱比用量为函数值Y，以H2O2用量(%)为变
量X，进行回归分析可得出适宜碱比与H2O2用量的关系
式：Y=0.0347X2-0.5016X+2.068（R2为0.92，SD为
0.16，式中X为H2O2用量百分数，Y为碱比）。
2.2.2 H2O2用量对马占相思CTMP漂白白度的影响
抄片图2列出了不同H2O2用量下的最佳白度随H2O2用量的
关系曲线。H2O2用量较低时，白度增值大；H2O2用量大时，白
度增加趋于缓慢，H2O2用量由4%增加到8%，白度仅增加
4%～5%ISO。大量的H2O2被无效分解，未起到应有的漂白作
用。因而单段H2O2漂白,H2O2用量不宜过高，通过提高H2O2
用量达到提高白度的目的，经济上不够合理。
2.2.3 DTPA使用方式对H2O2漂白白度的影响
抄片本研究就DTPA的不同用量和使用部位对H2O2漂
白性能的影响进行了比较，结果列于表3。在漂白过程使
技术进步
0.25
0.50
1.00
1.25
白度 %
残液H2O2 %
残液pH
白度 %
残液H2O2 %
残液pH
白度 %
残液H2O2 %
残液pH
白度 %
残液H2O2 %
残液pH
52.1
0.07
9.7
53.1
0.12
10.2
54.4
0.04
10.4
55.6
0.08
10.1
58.3
0.30
9.8
58.6
0.19
10.5
59.6
0.12
11.2
0.7
0.07
0.5
61.1
.54
9.7
2.1
0.24
10.7
1.7
0.68
12.0
61.4
微量
11.7
64.0
0.82
9.6
64.1
0.84
10.9
63.3
0.08
12.4
62.4
微量
12.4
66.6
1.15
10.0
66.8
0.49
11.0
64.3
0.12
12.7
63.7
微量
12.8
9.2
1.50
10.2
68.5
0.31
11.8
66.9
微量
13.0
64.7
微量
13.0
碱比 H2O2用量 % 1 2 3 4 6 8
表1 马占相思CTMP制浆及单段H2O2漂白性能
漂白前后
磨浆能耗 kWh/kg
游离度 CSF ml
白度 %ISO
紧度 g/cm3
抗张指数 N·m/g
耐破指数 kPa·m2/g
撕裂指数 mN·m2/g
不透明度 %
光散射系数 m2/kg
光吸收系数 m2/kg
漂前
35.1
0.432
31.9
1.55
2.70
98.7
49.4
10.1
漂后
61.0
0.485
40.5
1.88
3.06
88.8
45.8
1.8
2.05
190
漂前
39.5
0.453
38.4
1.65
2.79
98.9
47.2
11.6
漂后
65.0
0.498
44.0
1.83
2.83
89.6
47.5
1.4
1.42
170
1.21
3.23
1.87
3.79
化学预处理 NaOH
耗药量 % Na2SO3
注：漂前螯合处理条件：DTPA0.2%，温度40℃，浓度3%，时间15min，pH5.0。H2O2
漂白条件：H2O23%，碱比A/P 0.5，Na2SiO31.5%,MgSO40.05%,温度70℃，浓度
20%，时间120min。漂后酸化：用H2C2O4调pH至5～6，室温，时间30min，浆浓3%。
本工H2O2+OH- OOH-+H2O (1)
本工H2O2+OOH- OH-+2H2O+O2 (2)<____
>
<
>
图2 纸浆白度与H2O2用量的关系
China Pulp & Paper Industry Vol.22,No.11 Nov.,2001 19
参考文献
Peroxide bleaching properties of CTMP from Acacia mangium
SHEN Kui-zhong DENG Yong-jun LI Ping FANG Gui-gan
Abstract:The paper investigates the peroxide bleaching properties of chemithemomechanical pulp from Acacia
mangium,including optimum alkalinity ratio for H2O2 bleaching,the adding method of DTPA and the two-stage peroxide
bleaching technology.The results show that there exists a strong dependence relation between optimum alkalinity ratio and
H2O2 charge,the sequestering efficiency is higher while the chelating agent of DTPA is added prior to bleaching stage than
in bleaching stage because the decomposition of H2O2 is much smaller by doing so and the two-stage bleaching technology
can obtain better upper limit value of the final bleaching brightness with 72% ISO reached.
Key words:Acacin mangiun; CTMP; peroxide bleaching; DTPA
用DTPA，随着DTPA用量的增加白度增加，同时漂白残
余H2O2增加。在漂前进行螯合预处理的效果更好。DTPA
用量为0.2%的漂前螯合比漂白过程螯合的效果好，白度
增加1%ISO，残余H2O2增加0.25%，也比DTPA用量为
0.5%的漂白过程螯合效果好。这种优势一直保持到二段
漂白结束。这是因被螯合的金属离子在浆料浓缩的过程
中被脱去，避免了在漂白中对H2O2的分解作用。
2.3 两段H2O2漂白
抄片马占相思CTMP未漂浆料白度较低，仅38.1%ISO，
比同样条件的杨木CTMP约低10%～20%ISO。单段
H2O2漂白，白度增幅虽近30%ISO，仍难以达到理想白度
值。表3同时列出了马占相思的两段H2O2漂白结果。
H2O2总用量5%，浆料白度可达71%ISO以上，比单段漂
白最好白度高出近3%ISO。H2O2高白度漂白宜使用两段
漂白工艺，可以在提高终漂白度的同时节约漂白药剂
消耗。
3.1 马占相思CTMP单段H2O2漂白过程中适宜碱比与
H2O2用量之间存在较强的相关关系，高H2O2用量宜用低
碱比，低H2O2用量宜用高碱比。适宜碱比与H2O2用量之间
的相关关系式为：Y=0.0347X2-0.5016X+2.068（R2为
0.92，SD为0.16，式中X为H2O2用量百分数，Y为碱比）。
3.2 DTPA是H2O2漂白过程中有效的螯合剂，可以减少
H2O2的分解，提高终漂白度。DTPA漂前预处理使用比漂
白过程使用效果好，较低用量仍达到理想的螯合效果。
3.3 马占相思CTMP原浆白度低，单段漂白难以达到
较高白度，为追求高白度应考虑使用两段H2O2漂白工
艺。两段漂白工艺可以在节约漂白药剂消耗的同时，提
高终漂白度上限值，达到72%ISO。H2 2漂白可以适当提
高纸浆强度性能，不透明度略有下降。
3.4 制浆中试研究结果表明，马占相思CTMP纸浆质
量可以满足配抄一些纸品的需要。CTMP制浆生产时增
加化学药品用量可以降低磨浆能耗， 改进纸浆质量。□
［1］房桂干，王静霞等.中国引种澳大利亚相思树种制硫酸盐浆适
应性研究（英文）.林产化学与工业，1995，15（4）：50～56
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［3］Barchelor B K,Crawford I A,Turner C H. The assessment of a forest
for pulping.Appita,1970，24(1):27～44
［4］贺近格.黑荆树及其利用，北京：中国林业出版社,1991：158～
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brightness TMP. Pulp & Paper,1980，(6):156～161
［6］Moldenius S. The stoichiometry of peroxide bleaching of mechanical pulps.
Svensk Papperstidning,1982,(4):R116-120
［7］Bambrick D R. The effect of DTPA on reducing peroxide decomposition.
Tappi J.,1985，68(6):96～100
3合结 论
表3 马占相思两段H2O2漂白工艺的漂白性能
注：未漂浆白度：38.1%。漂前螯合处理条件：DTPA0.2%，温度40℃，浓度3%，
时间15min，pH5.0。两段H2O2漂白条件：温度70℃，浓度20%，时间：一段120min，
二段60min，Na2SiO31.5%，MgSO40.05%,二段漂白不加DTPA。
总H2O2用量 %
一段漂白
药品用量 DTPA %
H2O2 %
碱比 A/P
残余H2O2 %
pH
浆片白度 %ISO
二段漂白
药品用量 H2O2 %
碱比 A/P
残余H2O2 %
pH
终漂浆片白度 %ISO
总残余H2O2 %
5
0.1
3
0.5
0.80
10.2
65.7
2
0.5
0.30
11.6
70.7
1.10
5
0.2
3
0.5
0.92
10.2
66.5
2
0.5
-
11.6
71.0
-
5
0.5
3
0.5
0.95
10.3
67.1
2
0.5
0.28
11.6
71.7
1.23
5
0.2*
3
0.5
1.17
10.1
67.5
2
0.5
0.22
11.7
72.0
1.39
DTPA使用方式 一段漂白加入 漂前螯
合处理
《中华纸业》第22卷第11期 2001年11月20
技术进步
收稿日期：2001-08-24(补充稿)