全 文 ： № . 3　　　　　　　　　　　　　　　　　 西北轻工业学院学报　　　　　　　　　　　　　　　　　 Jun. 2002
Vol. 20　　　　　　 JOURNAL OF NORTHWEST UNIVERSITY OF LIGHT INDU STRY　　　　　　 · 15·
　文章编号: 1000- 5811( 2002) 03- 0015- 04
麦草浆次氯酸盐连续漂白工艺的研究
吴养育 ,马成涛
(陕西科技大学造纸工程学院 ,陕西 咸阳　 712081)
摘　要: 分别研究了常规和高温次氯酸盐漂白麦草浆的最佳工艺 ,并对高温状态下的 H
和 HP管道连续漂白进行了探讨。结果表明:高温 HP漂白可将麦草浆漂白至 73. 5% ISO,
与传统的 H段漂白相比具有漂白时间短 (仅 12min) ,白度相近 ,成纸物理强度相当等优
势 ,但返黄值低 ( 1. 3) ,适合采用管道漂白。漂白浆满足抄制各类中低档文化、生活用纸的
需要。
关键词:麦草浆 ;次氯酸盐 ;过氧化氢 ;高温管道漂白
中图分类号: TS745　　　文献标识码: A
0　前言
管道漂白技术这一课题由来已久 ,但在国内
只被一些小型纸厂应用在 CEH三段漂的前两
段。如果能在一些关键技术环节上有所突破 ,则
这项技术会因具有极高的生产优势而在激烈的
市场竞争中占据一席之地。本文在已有研究的基
础上对麦草浆次氯酸盐漂白的最佳工艺条件进
行了研究 ,重点探讨了高温次氯酸盐的可漂性以
及高温次氯酸盐适合什么类型的管道漂白。
1　实验药品、仪器及原料
1. 1　实验主要药品
( 1) 次氯酸钠漂液:次氯酸钠漂液取自户县
余下造纸厂 ,有效氯含量为 38. 52g /L。
( 2)过氧化氢漂液: 配制过氧化氢漂液时 ,
先将硅酸钠加到硫酸镁的稀溶液中 ,然后加氢氧
化钠和过氧化氢 ,漂液浓度为 H2O2含量 1. 6%
(质量分数 )。
1. 2　实验主要设备
( 1)可控温水浴加热器
( 2) YQ- Z- 48A白度仪
( 3)耐破度仪
( 4)抗张强度测试仪
( 5)撕裂度仪
( 6) pHS- 61型精密酸度仪。
1. 3　实验原料
浆料取自户县余下造纸厂的烧碱—蒽醌法
麦草浆 ,原浆白度 32. 1% , KM nO4值 9. 5。
2　实验
2. 1　实验方法
( 1)终点残氯测定:硫代硫酸钠滴定法。
( 2) pH值测定: pHS- 3型酸度仪。
( 3)白度测定: 取约 1. 5克绝干浆 ,充分分
散 ,稀释至约 1%浆浓 ,在布氏漏斗中抄成浆片 ,
压平风干 ,用 YQ- Z- 48A白度仪测定。
( 4)返黄值测定:把已测定白度的浆片悬挂
于通风光亮处 3周 ,再测白度 ,并计算返黄值。
( 5)漂白方法: 用恒温水浴加热进行漂白。
HP两段漂白时 , H段后不洗涤浆料 ,直接加入
新配制的过氧化氢漂液。
2. 2　实验结果与分析
2. 2. 1　常规 (低于 40℃ )次氯酸盐单段漂白
次氯酸盐漂白纸浆的过程变量主要包括用
氯量、漂白温度、漂浆浓度、漂白时间、 pH值等。
实验中采用正交试验法研究了上述诸因素对麦
草浆次氯酸漂白效果的影响。
2. 2. 1. 1　正交实验结果与分析
将因素与实验测定的各项指标作趋势图 ,如
收稿日期: 2002- 03- 02　
作者简介:吴养育 ( 1959- ) ,男 ,陕西省户县人 ,工程师
图 1～ 图 3。从图中可以看出:影响常规次氯酸盐
漂白最终白度指标的因素主次顺序为: A (用氯
量 ,以质量分数计 ,下同 )、C (漂白时间 )、D ( pH
值 )、 B (漂浆 浓度 ) ,其最 优水平 组合为:
A3B 3C 3D1。 为了获得最佳的漂白效果 ,还需综
合考虑其它的一些影响因素。具体分析如下:由
图 1、图 2、图 3可知 ,用氯量每升高 2% ,白度可
随之提升 4%～ 5% ,虽然增加用氯量可导致纸
浆得率下降 ,返黄值上升 ,但后期用氯量从 6%
增加到 8%时 ,纸浆得率的下降和返黄值的上升
均较用氯量从 4%增加到 6%时平缓 ,故 8%的
用氯量是可取的。提高浆浓也可以在一定程度上
提高纸浆白度 ,在本次实验中 ,选择 12%的浆浓
作为最优值。 延长漂白时间可提高白度 ,图 1显
示在 120min时漂浆白度最大 ,但从图 2和图 3
来看 ,返黄值上升和得率的下降均较为明显 ,说
明纤维素的降解情况比较严重。综合考虑还是
90min的时间较为适宜。 pH值为 9时纸浆白度
最高 ,但 pH值为 9时纸浆得率最低。再从图 2
和图 3的得率和返黄值对 pH值为 10和 11时
的曲线进行比较发现前者纸浆的白度比后者略
高 ,但在得率和返黄值上仍有相当的差别 ,故选
择 pH值为 11。
图 1各因素与白度指标趋势图 图 2各因素与得率指标趋势图 图 3各因素与返黄值指标趋势图
　　综上所述 ,常规次氯酸盐漂白最佳条件为用
氯量 8% ,漂浆浓度 12% ,漂白时间 90min, pH
值 11。
2. 2. 1. 2　常规次氯酸盐漂白优化实验结果
漂白效果及漂白浆物理强度的检测结果分
别见表 1和表 2。
表 1　常规 H漂白优化实验结果
残氯 /g /L 得率 /% 白度 /% ISO 返黄值 铜价
0. 38 92. 1 73. 8 2. 6 2. 7
表 2　常规 H漂白浆抄片的物理强度性能
打浆度 /°SR 定量 /g /m2 紧度 /g /cm3 裂断长 /km 耐破指数 /
kPa· m2 /g
撕裂指数 /
mN· m2 /g
36 65. 5 0. 54 6. 14 3. 57 5. 88
2. 2. 2　高温次氯酸盐单段漂白正交实验结果与
分析
将因素与实验测定的各项指标作趋势图 ,如
图 4～ 图 6。从图 4可以看出:影响高温次氯酸盐
漂白最终白度的因素主次顺序为: A (用氯量 )、E
( pH值 )、B (漂白温度 )、C (漂浆浓度 )、D (漂白
时间 ) ,其最优水平组合为: A4E 1B 3C3D4,即用
氯量 8% , pH值 9,温度 75℃ ,浓度 10% ,时间
16min。 为了获得最佳的漂白效果 ,还要综合考
虑其它的一些影响因素。具体分析如下:纸浆白
度随着用氯量的提高上升很快 ,但用氯量超过
7%后白度提升幅度不大 ,因此取 7%的用氯量
为优 ;温度在 75℃时白度最高 ,且返黄值和成浆
得率与 65℃及 70℃时相比差别不大 ,因此取
75℃作为温度最优值 ;浆浓增大可提高漂后浆的
白度 ,但浆浓超过 10%后白度略有下降 ,其他因
素的变化并不明显 ,因此取浓度 10%作为优化
值 ;时间对漂白白度的影响不大 ,估计是因为在
·16· 西北轻工业学院学报—— 现代林纸特刊　　　　　　　　　　　　第 20卷
所给出的变化范围不明显 ,但 12min以后得率下
降和返黄值的升高均较为剧烈 ,由此取 12min作
为时间的优化值 ; pH值为 11时成浆各指标情况
良好 ,尤其是返黄值在 pH值达 11后呈下降趋
势 ,且进一步升高 pH值又会大大延长漂白时
间 ,因此取 pH值 11为优。
图 4　各因素与白度指标趋势图　　　　图 5　各因素与得率指标趋势图
图 6　各因素与返黄值指标趋势图
　　综上所述 ,最优水平组合为: A3B 3C 3D2E3,
即用氯量 7% ,漂白温度 75℃ ,漂浆浓度 10% ,
漂白时间 12min, pH值 11。采用最佳条件漂白纸
浆及纸浆物理强度性能见表 3及表 4。
表 3　高温 H段漂白优化实验结果
残氯 /g /L 得率 /% 白度 /% ISO 返黄值 铜价
0. 25 90. 0 69. 55 2. 9 2. 6
表 4　高温 H漂白浆抄片的物理强度性能
打浆度 /°SR 定量 /g /m2 紧度 /g /cm3 裂断长 /km 耐破指数 /
kPa· m2 /g
撕裂指数 /
mN· m2 /g
35 70. 6 0. 62 7. 18 3. 26 5. 31
2. 2. 3　高温次氯酸盐—过氧化氢两段漂白结果
与分析
高温次氯酸盐漂白虽然能够在较短时间内
把纸浆漂到一定的白度 ,但存在成浆返黄值高的
缺陷 ,如采用过氧化氢作为其二段的补充漂白
( HP) ,通过过氧化氢来改变漂浆中残余木素的
有色基团 ,则可以起到改善漂白浆白度的功
效〔 1〕。过氧化氢用量对漂白效果的影响见表 5。
·17·第 3期　　　　　　　　　吴养育等: 麦草浆次氯酸盐连续漂白工艺的研究
表 5　过氧化氢用量对漂白效果的影响
过氧化氢用量 /% 得率 /% 白度 /% ISO 返黄值 铜价
0. 5 90. 1 70. 6 2. 0 2. 7
1. 0 89. 7 72. 2 1. 7 2. 6
1. 5 89. 5 73. 5 1. 3 2. 4
2. 0 89. 5 73. 7 1. 2 2. 6
　　注: H段固定条件:用氯量 7% ,温度 75℃ ,浆浓 12% ,时间 12min, pH值 11。
　　实验结果表明: 随着过氧化氢用量的增加 ,
纸浆白度有一定程度的上升 ,而返黄值的下降很
快。根据漂后浆铜价和得率变化不大可以推测纸
浆中纤维素的降解亦不大。由表 4和表 5可以看
出当过氧化氢用量超过 1. 5%后返黄值的改变
不大 ,因此确定过氧化氢的用量为 1. 5%较为合
适。
2. 2. 4　高温次氯酸盐漂白在管道漂白中应用的
探讨
2. 2. 4. 1　高温次氯酸盐单段和两段 ( HP)管道
漂白
实验已表明 ,麦草浆的高温次氯酸盐单段漂
白具有一定的可漂性 ,与常规次氯酸盐单段漂白
相比虽然漂白浆的质量状况略低 ,但亦能满足生
产一些中低档文化用纸的需要 ,而且高温次氯酸
盐漂白还具有生产费用低、漂白废水排放量少、
易于清洁生产等诸多优点。 如果采用两段漂白
( HP) ,则成浆质量状况还可以大大改善 ,且与常
规次氯酸盐单段漂白相比还具有返黄值低的优
势。因此 ,单纯从工艺角度来说 ,高温次氯酸盐漂
白是能够取代常规单段次氯酸盐漂白的。但生产
中采用高温漂白对设备的要求极为苛刻 ,普通的
漂白设备无法满足对工艺条件严格控制的要求 ,
只能另辟新径。管道漂白恰恰能弥补这一缺陷。
由于在高温下能大大缩短漂白的时间 (约 12～
15min) ,这对采用管道漂白极为有利。实际生产
中可建设一条足够长的管道 ,并配以加温和适当
的混合设备即能满足要求。
2. 2. 4. 2　高温次氯酸盐管道漂白应用于多段漂
白
国外高温次氯酸盐漂白主要应用于多段漂
白 ,如 CD EHD、 CD E( HE) D、 CD ED等系统。首先采
用这一方法的巴西苏湛诺浆厂的生产实践表
明〔 2〕 ,这种漂白生产方法的费用在取得相同白度
的前提下仅为常规 CEDED漂白方法的 50% ,且
设备投资费用大大降低。
3　结论
( 1)常规次氯酸盐单段漂白可将麦草浆漂
至白度 73. 8% ISO,但漂白时间较长 ( 90min)。高
温次氯酸盐漂白 ( 75℃ )可将麦草浆在 12min内
漂至白度 69. 6% SBD,而采用过氧化氢作为高
温次氯酸盐的后续补充漂白 ( HP) ,在其用量为
1. 5%和增加处理时间 5min的情况下 ,可将麦草
浆漂至白度 73. 5% ISO,与常规 H单段漂白相
当 ,而返黄值仅为 1. 3,较常规与高温 H单段漂
白分别下降了 1. 3和 1. 6,其成纸物理强度基本
与高温 H单段漂白相当 ,可以满足抄制各类中
低档文化、生活用纸的需要。
( 2)高温次氯酸盐漂白 ( H)和添加适量过
氧化氢的补充高温次氯酸盐漂白 ( Hp )具备采用
管道作为生产设备的条件。管道可内衬螺旋叶片
式混合装置 ,采用间接加温的方式。
参 考 文 献
〔1〕陈嘉翔 .制浆化学〔M〕 .北京:轻工业出版社 , 1990.
〔2〕陈喜翔 .纸浆漂白〔M〕 .北京:轻工业出版社 , 1985.
STUDY ON THE BEST TECHNOLOGICAL PARAMETERS
OF HYPOCHLORITER CONTINUE BLEACHING
OF WHEAT STRAWPULP
WU Yang-yu, M A Cheng-tao
( Dept. of Pulp and Papermaking Engineering , Shaanx i Univer sity o f Science and Technology , Xianyang 712081,
China )
Abstract: The technolog y of tradi tional and high tempera ture hypochlori te bleaching wheat straw pulp
w as studied on, and continuous pipeline bleaching by H& HP in high temperature was discussed. The
result show s that 73. 5% ISO brightness w as gained wi th the sequence of high temperature HP bleach-
ing. Compared to t raditional H bleaching the technology has the characteristic of the sho rter bleaching
time, the higher brightness, low er y ellowing value and the bet ter strengthness. It is suitable for pipeline
bleaching the st raw pulp and the pulp meet w ith making a kind of intermediate and low deg ree cultural
paper.
Key words: w heat straw pulp; hypochlo rite; hydrogen peroxide; high pipeline bleaching
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