漂白助剂在次氯酸盐漂白中的应用

唐献兰 蒙衍强 庞业娟

(1．柳州师范高等专科学校，广西柳州，545004;2．柳州两面针纸业有限公司，广西柳州，545011)

漂白助剂在次氯酸盐漂白中的应用

唐献兰1蒙衍强1庞业娟2

(1．柳州师范高等专科学校，广西柳州，545004;2．柳州两面针纸业有限公司，广西柳州，545011)

研究了漂白助剂在次氯酸盐漂白浆生产中的应用效果。结果表明，漂白助剂对竹浆、蔗渣浆与竹桉混合浆纤维都有较好的保护作用，能提高漂白浆的得率、黏度，在漂白助剂用量较低的情况下漂白浆的质量稳定，而且生产成本有一定程度的降低。

漂白助剂;次氯酸盐漂白;竹浆;蔗渣浆;桉木浆;黏度;白度

20世纪90年代以来，无元素氯漂白 (ECF)、全无氯漂白 (TCF)有了较快的发展，已经可以取代传统的含氯漂白［1］。但从我国目前情况来看，完全采用无氯漂白从技术上还需过渡，且生产成本较传统的含氯漂白还相对较高，所以含氯漂白在我国许多中小型制浆企业还将在一定时期内存在［2］。由于市场上对商品浆板高白度 (80%以上)、低返黄率、高黏度 (≥450 mL/g)和高强度的要求，为了在高白度的情况下降低漂白损失，本试验在实验室小试所取得的成功经验的基础上，开展硫酸盐竹浆、蔗渣浆传统CEH三段漂白及硫酸盐竹桉混合浆传统CEHD四段漂白的生产试验，改进漂白方法，在H段添加漂白助剂，以加强漂白效果，提高漂白浆质量，提升商品浆的市场竞争力。

1 实验室实验及生产试验

1.1 实验室实验

1.1.1 原料及药品

浆料:生产线上取得的硫酸盐竹浆，已经过筛选并经氯化 (C)和H2O2强化碱处理 (EP)，半漂浆白度 48．1%，黏度 781 mL/g，KMnO4值 (K值)13．6。

漂白助剂为一种含氮有机化合物，白色粉末状物质，有效成分≥99%，易溶于水，pH值3～4，溶解成质量分数为1%的溶液待用。

1.1.2 H段漂白实验

漂白在高密度聚乙烯塑料袋中进行，浆料和药品加入袋中揉搓均匀后密封，然后放入恒温水浴中，在设定的温度和时间下反应，漂白后浆料用已经净化处理的清水洗涤。实验条件:浆浓10%，Ca(ClO)2用量 (以有效氯计)2．6%，漂白温度 38℃，pH值10～11，漂白时间210 min。

1.2 生产试验

漂白助剂使用工艺:漂白助剂溶解稀释至质量分数0．25%，在 H段漂白塔前加入，用量0．10% ～0．15%(对绝干浆)。

1.3 分析方法

K值、白度和黏度的检测及热老化实验均参照国家相应标准所述的方法进行［3-4］。

2 结果与讨论

2.1 漂白助剂用量对H段漂白效果的影响

为了明确漂白助剂的加入对硫酸盐竹桉混合浆漂白效果的影响，在实验室模拟生产工艺，考察了漂白助剂用量 (对绝干浆，下同)对H段漂白效果的影响，结果见表1。

表1 漂白助剂用量对H段漂白效果的影响

从表1可见，H段加入漂白助剂，使漂白终点残氯、漂白损失率降低，漂白浆黏度则明显提高，而对漂后浆白度影响不大。同时随漂白助剂用量的增加，终点残氯量也快速下降，最高降幅可达60%;漂后浆的黏度和白度在漂白助剂用量为0．15%时最大，表明漂白助剂用量过大也不利于漂白浆质量的提高;漂白损失率在漂白助剂用量为0．15%时最低，但总体变化不显著。结果表明，漂白助剂对于经Ep处理后浆的H段漂白同样具有良好的助漂效果，有助于大幅度降低漂白终点残氯，提高浆黏度，提高纸浆得率。漂白助剂用量在0．15%时效果相对较佳。

2.2 漂白助剂用于竹浆CEH三段漂白的生产实践

2.2.1 试验结果

为了验证漂白助剂在硫酸盐竹浆CEH三段漂白实际生产中的应用效果，进行了长达10天H段添加漂白助剂的中试试验，并与未添加漂白助剂的生产情况进行对比，平均结果见表2。

从表2可以看出，H段添加漂白助剂后平均黏度为434 mL/g;而未添加漂白助剂时漂后浆平均黏度为331 mL/g，即添加漂白助剂后平均黏度上升了103 mL/g。同时，H段添加漂白助剂后浆白度平均值为79．9%，与未添加漂白助剂时的白度平均值80．4%相当。可见添加漂白助剂后，漂后浆黏度提高明显，而白度变化不大。

表2 漂白助剂应用于CEH三段漂白的中试结果

2.2.2 经济成本分析

H段添加漂白助剂期间浆得率为41．3%，而未添加漂白助剂前平均得率为39．6%，得率上升1．7个百分点，导致吨浆原料消耗下降0．10 t，吨浆原料成本下降75元。由于漂白助剂的加入导致化学品消耗成本提高25元。吨浆水、电、汽消耗下降81元。综合对比，添加漂白助剂后吨浆总成本下降131元。

2.3 漂白助剂用于蔗渣浆CEH三段漂白的生产实践

2.3.1 试验结果

蔗渣硫酸盐浆采用传统CEH三段漂白，漂白工艺条件如下:

(1)C段 用氯量 4．2%，通氯速度 0．80～1．21 kg/min，浆料浓度3%，氯化时间45 min，常温，终点pH值≤3．5。

(2)E段 用碱量1．5% ～2．0%，浆浓10% ～12%，碱处理时间60～90 min，温度50～70℃，终点 pH 值8．5 ～10．5。

(3)H段 用氯量2．8%，浆浓10% ～12%，温度35～40℃，漂白时间150～180 min，洗后残氯≤0．03 mg/L，漂白助剂用量 0．10%(对绝干浆)。

H段使用漂白助剂前后漂浆质量状况对比如表3所示。

表3 蔗渣硫酸盐浆H段应用漂白助剂的中试结果

由表3可以看出，使用漂白助剂前后，漂浆白度基本一致，但使用漂白助剂时，返黄率低，这就证明漂浆不易返黄;而使用漂白助剂后，漂白损失率降低了5．71个百分点，这说明漂白助剂对浆纤维有较好的保护作用。

2.3.2 经济成本分析

(1)使用漂白助剂后吨浆增加成本:1．0×20=20．0(元)。

(2)若吨风干浆价格按4800元，漂白损失率减少按5%计，则节约成本:4800×5%=240(元)。

(3)吨浆总成本下降:240-20=220(元)。

2.3.3 漂白助剂对H段排水CODCr含量的影响

为了了解漂白助剂的添加对白水排放的影响，测定了连续5个班次H段排水CODCr含量，并与未添加漂白助剂的情形进行对比，结果见表4。

表4 H段CODCr含量对比

从表4可见，H段添加漂白助剂对排水CODCr含量无不良影响，相反，较未添加漂白助剂更有利于降低漂白排水的CODCr含量。

2.4 漂白助剂用于竹桉混合浆CEHD四段漂白的生产实践

2.4.1 生产工艺及试验结果

为了进一步了解漂白助剂在不同工艺中的适用性，把漂白助剂应用在硫酸盐竹桉混合浆 (1∶4)CEHD四段漂白生产上。H段漂白工艺条件:用氯量1．0%(以有效氯计)，浆浓 (10±1)%，pH值 ＞10，温度35～40℃，漂白时间150～180 min。采取连续7天生产试验，并与同期未添加漂白助剂的实际生产对比，结果见表5。

表5 添加漂白助剂前后浆质量对比

从表5可见，在H段添加漂白助剂后，漂白浆白度与常规生产浆白度基本无变化，但黏度提高明显，从未添加漂白助剂的389 mL/g增加到570 mL/g。可见，H段添加漂白助剂对保护浆纤维、提高漂白浆得率及漂白浆黏度有较大的帮助。

2.4.2 生产成本分析

成本方面，与未添加漂白助剂的生产比较，结果如下:①添加漂白助剂期间整个制浆生产线浆平均得率为42．40%，而未添加漂白助剂期间整个制浆生产线浆平均得率为40．97%，得率上升1．43个百分点，相应地吨浆原料消耗下降0．083 t，吨浆原料成本下降54．76元;②化学品消耗成本中，漂白助剂的成本为35．8元/t浆，导致生产成本上升;③根据实际统计数据，吨浆漂白用液氯和石灰乳均下降了9 kg，吨浆成本分别减少8．34元和4．1元;④吨浆水、电、汽消耗总体下降0．88元。综合以上因素，吨浆成本总体下降32．28元。

3 结论

3.1 漂白助剂具有抑制纤维素降解，提高纸浆得率的作用。

3.2 漂白助剂对次氯酸盐漂白剂具有活化作用，能降低终点残氯;漂白助剂能使漂白浆的白度稳定，返黄率下降。

3.3 漂白助剂具有广泛的适应性，不仅对单一浆如竹浆、蔗渣浆漂白具有良好的助漂效果，而且对竹桉混合浆同样有很好的促进作用。

3.4 纸浆漂白中使用漂白助剂能在一定程度上降低生产成本，具有良好的经济效益，而且由于纸浆质量的上升，使商品浆具有更高的市场竞争力。

［1］ 孙学成，翟华敏．碱法麦草浆低氯漂白工艺［J］．中国造纸，2001，20(2):1．

［2］ 邓 宇，姚培正，张卫强，等．碱法麦草浆减氯漂白的研究［J］．中国造纸，2002，21(2):14．

［3］ 石淑兰，何福望．制浆造纸分析与检测［M］．北京:中国轻工业出版社，2003．

［4］ 国家轻工业局质量标准处编写．中国轻工业标准汇编［M］．北京:中国标准出版社，1999．

Utilization of Chemical Additives in Hypochlorite Bleaching

TANG Xian-lan1MENG Yan-qiang1，*PANG Ye-juan2
(1．Liuzhou Teachers College，Liuzhou，Guangxi Zhuang Autonomous Region，545004;2．Liuzhou LMZ Pulp ＆ Paper Co．，Ltd．，Liuzhou，Guangxi Zhuang Autonomous Region，545011)

Utilization of bleaching additives in production practice was studied，the results showed that，bleaching additives have good protection effect on the fibers of bamboo pulp，bagasse pulp or mixed pulp of bamboo and eucalyptus．And adding bleaching additives is helpful for the improvement of the yield of H stage，viscosity and whiteness of CEH bleaced pulp．The bleached pulp quality can be stable when small amount of bleaching additives are used in H stage．Furthermore，production cost can be reduced to certain degree．

bleaching additives;hypochlorite bleaching;bamboo pulp;bagasse pulp;eucalyptus pulp;viscosity;brightness

TS727+．2

A

0254-508X(2012)11-0074-03

唐献兰女士，硕士，高级工程师;主要从事化学工艺开发与研究工作。

(*E-mail:mengyanq69@yahoo．com．cn)

2012-07-20(修改稿)

(责任编辑:郭彩云)