一种高纯度高质量竹材溶解浆的清洁制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化学溶解浆制造的技术领域，更具体地讲，涉及一种高纯度高质量竹材溶解浆的清洁制备方法。
【背景技术】
[0002]我国是全球最大的纺织品及原料生产国，在国内溶解浆市场上，粘胶纤维用量占溶解浆总需求量的90%左右，醋酸纤维用量占比约为7%左右，其它占比约为3%。近年来，由于人口的增长、城市化的发展，资源的消费量快速增长，尤其在纺织业粘胶、醋酸纤维、硝酸纤维和纤维素醚生产领域中的原材料消耗也快速增长，但生产能力的扩张是极其有限的，这导致需求与生产的严重失衡，给国内相关行业带来较大的生产压力。
[0003]在现有的化学溶解浆中，主要是以木材和棉短绒为主要原料的棉木溶解浆。而我国棉短绒和木材受种植面积、生长周期、生态平衡以及成本等因素的约束导致其产量有限，加上我国又是木材资源短缺的国家，现有的木材溶解浆多为进口，这使得我国相关行业的持续发展存在很大风险。因此，原料问题成为了制约我国溶解浆发展的瓶颈问题，如何开发适合我国国情的新资源来弥补原料的不足，满足市场对溶解浆的需求，促进产业持续健康发展，已经成为一个十分现实和紧迫的问题。
[0004]我国富集大量的竹材原料，具有分布广、适应性强、生长快、成材早、可生物降解等特点，且竹材纤维的特性介于针叶木和阔叶木之间，纤维平均长度为1.5?2.0_，最长可达5mm，宽度一般为15?18 μ m，纤维细胞约占细胞总量的50?60%，综纤维素高达74%左右，十分适合于溶解浆的生产，具有较大的经济开发价值。
[0005]目前，竹材制浆主要用于一般造纸用浆，为了扩大其使用价值，提高其附加值，国内许多企业非常看好利用竹材生产溶解浆，尤其是一些以竹材为原料的老厂或新建的中小型浆厂，纷纷投资改建或新建溶解浆的生产线。
[0006]但是，大多数国内竹材溶解浆生产企业目前基本处于时开时观望的状态，分析其原因主要包括:在生产方法上多采用传统的液相或蒸汽预水解+硫酸盐法，以及传统氯化-碱处理-次氯酸盐(即CEH)三段漂白工艺生产溶解浆，有些企业经技改废除了传统三段漂工艺并采用现代化的ECF漂白如ODtlEwD1A五段漂白工艺，导致半成品和最终漂白后的竹材溶解浆的化学指标存在纤维粘度波动大、聚合度均一性差、产品聚合度较低、溶解浆纯度低、戊糖类半纤维素含量较高、铁离子含量高等不足，尤其在溶解浆的生产实践中，经常会碰到这样的情况，即生产得到的溶解浆的a -纤维素含量、灰分含量、白度、粘度等化学指标都达到了标准要求，可是在化纤厂生产粘胶纤维的工艺过程中却出现反应性能不好、制成粘胶的过滤性能差、颜色发混发暗的问题，不仅影响整个后续化学加工的顺利进行，而且严重时会造成粘胶液的全部报废。
[0007]经分析，造成上述问题的原因主要包括:①竹材品种多，储存时间较长，竹龄参差不齐，竹片尺寸大小均匀性较差；?竹材含糖量高易霉变，且竹节多；③竹材为非木材原料，自身存在戊糖类半纤维素含量高、杂细胞多、抽出物多、铁离子等灰分含量高等自身存在的缺陷；④竹材硬度高，制备过程中纤维初生壁的破坏程度不够。另外，还应当考虑在溶解浆质量指标中没有量化规定且容易被忽略的其它影响因素，如纤维形态结构的不均匀性、溶解浆聚合度的多分散性和羟基的反应活性等。
[0008]综上所述，国内溶解浆生产企业目前普遍存在棉、木原料不足的问题，并且现有的木材溶解浆多为进口，而现有的溶解浆生产企业普遍存在生产周期较长、生产劳动强度大、生产效率低、生产产能受限、成浆收获率低(最终成品溶解浆得率少超过30?35% )、原料利用率低、投资较大、最终成品溶解浆质量不稳定以及产品用途单一等不足，不仅限制了企业生产成本的控制及利润的增加，而且生产过程产生的废水对环境的污染也相当严重(排放的污染源主要有两种:一是液相预水解废液，水解后的废液处理较困难；二是传统漂白废水，废水量大、污染负荷重且废水中含有大量对生物体有致癌、致畸性、致突变的AOX，严重影响人类及其它生物体的生态环境)，此外，蒸汽预水解处理还容易产生水解不均匀并造成木聚糖、抽出物及灰分等不易顺利除去的问题，甚至造成局部焦化的问题，不仅影响整个制备过程顺利实施，而且会影响成品溶解浆的质量。
[0009]由此，有必要提供一种能够制备出满足多数溶解浆产品要求的高纯度、高质量竹材溶解浆并且环境污染小的清洁制备方法。
【发明内容】
[0010]针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于解决上述技术问题中的一个或多个。
[0011]本发明的目的在于提供一种清洁环保并且最终制备得到的溶解浆产品综合质量较好的高纯度高质量竹材溶解浆的清洁制备方法。
[0012]为了实现上述目的，本发明提供了一种高纯度高质量竹材溶解浆的清洁制备方法，所述清洁制备方法包括依次进行的以下步骤:
[0013]A、利用双鼓碎浆机对本色硫酸盐竹浆板进行碎浆处理，控制碎浆温度为80?95 °C、碎浆浓度为18?30% ;
[0014]B、将碎浆后的浆料进行高温酸处理与螯合处理相结合的组合处理，其中，先向碎浆后的浆料中加入第一酸液和蒸汽进行高温酸处理，之后洗涤，再向洗涤后的浆料中加入螯合剂和第二酸液进行螯合处理；
[0015]C、将组合处理后的浆料进行氧漂；
[0016]D、对氧漂后的浆料进行筛分；
[0017]E、对筛分后的浆料进行包括二氧化氯一次漂白、EOP漂白和二氧化氯二次漂白的DqEqpD1三段清洁漂白处理，得到高纯度高质量的竹材溶解浆。
[0018]根据本发明的高纯度高质量竹材溶解浆的清洁制备方法的一个实施例，在步骤B中的高温酸处理过程中，浆料的质量浓度为3?7%，处理温度为45?85°C，处理时间为20?120min，pH值为1.5?3.0 ;相对于绝干浆质量，第一酸液的用量为0.5?3.0%，所述第一酸液为盐酸、硫酸或亚硫酸。
[0019]根据本发明的高纯度高质量竹材溶解浆的清洁制备方法的一个实施例，在步骤B中的螯合处理过程中，浆料的质量浓度为8?16%，pH值为4?6，处理温度为60?90°C，处理时间为30?60min ;相对于绝干料质量，螯合剂的用量为0.3?1.5%，第二酸液的用量为0.5?2.0%，所述第二酸液为硫酸、盐酸或草酸，所述螯合剂为乙二胺四乙酸、二乙三胺五乙酸、三聚磷酸钠或二乙烯三胺五亚甲基叉膦酸。
[0020]根据本发明的高纯度高质量竹材溶解浆的清洁制备方法的一个实施例，在步骤C中，向组合处理后的浆料中加入氢氧化钠溶液和镁盐保护剂，待混合后之后加入氧气和蒸汽，再使浆料进入漂白塔中进行氧漂，所述镁盐保护剂为碳酸镁、硫酸镁或氧化镁。
[0021]根据本发明的高纯度高质量竹材溶解浆的清洁制备方法的一个实施例，在步骤C中，控制漂白塔的塔顶压力为0.5?0.9MPa，进浆浓度为8?16%，氧漂温度为100?120°C，氧漂时间为60?90min ;相对于绝干料质量，氢氧化钠的用量为I?4%，镁盐保护剂的用量为0.1?1.0%，氧气的用量为1.8?3.0%。
[0022]根据本发明的高纯度高质量竹材溶解浆的清洁制备方法的一个实施例，在步骤D中，采用20?40网目或45?100网目的筛网进行筛分，筛分浓度为0.5?3.0%。
[0023]根据本发明的高纯度高质量竹材溶解浆的清洁制备方法的一个实施例，在步骤E中，所述二氧化氯一次漂白包括:向筛分后的浆料中加入氢氧化钠或硫酸调节PH值至3?3.5，之后加入二氧化氯和蒸汽，再使浆料进入漂白塔进行二氧化氯一次漂白；
[0024]其中，进浆浓度为8?16%，漂白时间为30?180min，漂白温度为70?95°C ;相对于绝干浆质量，二氧化氯的用量为0.8?2.0%，氢氧化钠或硫酸的用量为O?0.5%，漂白终点的pH值为2?4。
[0025]根据本发明的高纯度高质量竹材溶解浆的清洁制备方法的一个实施例，在步骤E中，所述EOP漂白包括:将经二氧化氯一次漂白后的浆料进行洗涤，之后加入氢氧化钠溶液，待混合后加入过氧化氢、氧气及蒸汽，再使浆料进入漂白塔进行EOP漂白；
[0026]其中，进浆浓度为8?16%，漂白时间为60?180min，漂白温度为70?95°C，氧压为0.1?0.3Mpa ;相对于绝干浆质量，氢氧化钠的用量为0.5?1.5%，氧气的用量为0.2?1%，过氧化氢的用量为0.1?1.0%。
[0027]根据本发明的高纯度高质量竹材溶解浆的清洁制备方法的一个实施例，在步骤E中，所述二氧化氯二次漂白包括:将EOP漂白后的浆料进行洗涤，之后加入氢氧化钠或硫酸调节PH值至3.5?4，再加入二氧化氯和蒸汽，再使浆料进入漂白塔进行二氧化氯二次漂白；
[0028]其中，进浆浓度为8?16%，漂白时间为60?240min，漂白温度为70?80°C ;相对于绝干浆质量，二氧化氯的用量为0.2?0.6%，氢氧化钠或硫酸的用量为O?0.5%，漂白终点的pH值为3.5?5。
[0029]根据本发明的高纯度高质量竹材溶解浆的清洁制备方法的一个实施例，所述高纯度高质量的竹材溶解浆为α -纤维素含量多93%的高α -纤维素含量的溶解浆或者α _纤维素含量为90?93%的低α -纤维素含量的溶解浆。
[0030]本发明的高纯度高质量竹材溶解浆的清洁制备方法能够解决现有溶解浆生产中原料紧张、生产周期较长、生产劳动强度大、生产效率低、生产产能受限、成浆收获率低、原料利用率低、投资较