一种以造纸黑液为原料生产铵化木质素的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生产铵化木质素对造纸工业废物再度利用的生产工艺，特别涉及一种具有成本低、高纯度、使用性强、安全环保等优点的铵化木质素的生产工艺。
技术背景
[0002]木质素在木本植物中，木质素占25%，是世界上第二位最丰富的有机物。它是构成植物细胞壁的成分之一。也是造纸工艺生产中废液、废渣的主要成分，尤其是工业碱法造纸工艺排放的黑液中含有大量的木质素。这些废液目前基本上得不到充分的利用，极大的污染了环境，破坏了生态平衡。
[0003]据有关文献报道，木质素不能与氨水直接发生氨化反应，必须在有氧化剂(H202)的参与下和一定的温度条件下才能发生反应，最后形成铵化木质素。其中在木质素中氮的含量可达到8%?24%。
[0004]本发明工艺得到的铵化木质素极易溶于水，稳定性高、高纯无杂质，安全环保，为生产更高纯度的木质素乳化柴油奠定了基础。以此提供解决部分工业生产中的废液、废渣，尤其是碱法造纸中排放的废液的处理方法，同时铵化木质素的应用也非常的广泛如:可作为农业有机肥料，可作为柴油的添加剂等。
【发明内容】
[0005]本发明涉及一种生产铵化木质素对造纸工业废物再度利用的生产工艺，特别涉及一种具有成本低、高纯度、使用性强、安全环保等优点的铵化木质素的生产工艺。
[0006]首先将造纸黑液用酸提纯，提取造纸黑液中的木质素，然后进行离心、多次水洗沉淀，最后得到木质素。后将木质素加入适量的水，再加入一定量的氨水和过氧化氢进行反应，此反应即为氨化反应。最后取出溶液自然沉降1?2天，过滤所得上清液即是铵化木质素溶液，再进行干燥得到铵化木质素。
[0007]本发明的优点:
[0008]1本发明是以造纸黑液为原料生产的铵化木质素，对木质素再度利用，重现性好。
[0009]2本发明具有仪器设备简单、操作简便、成本低廉、易于扩大产业化等优点。
[0010]3本发明所得氨铵化木质素使用性强、安全环保。
[0011 ] 4本发明为国家的生态环境建设提供了技术基础。
具体实施方案
[0012]下面对本发明的实施例作进一步详细描述:首先将碱木质素用酸提纯，把碱木质素进行纯化，然后进行离心、多次水洗沉淀、干燥，最后得到高纯度的木质素。后将高纯度的木质素溶于水，加入适量的氨水和过氧化氢进行反应，此反应即为氨化反应。最后取出溶液自然沉降1?2天，过滤所得上清液即是氨化木质素溶液，再进行干燥得到高纯度的氨化木质素。
[0013]所述的造纸黑液可以是任何造纸厂生产工艺中所得黑液，优选碱法造纸工艺所得的黑液，其中木质素的质量百分含量不得低于20%，优选范围为40%以上。
[0014]所述的酸提取溶剂优选为冰乙酸，优选浓度范围80%?100%，优选酸提取温度为50?90 °C，优选酸提取时间20?50分钟。
[0015]所述的优选水洗溶液为冰乙酸水溶液，优选范围为PH = 1?5。优化水洗次数为
2?8次。
[0016]所述的分离木质素方式可以为离心、过滤，优选分离木质素方式为离心
[0017]所述的氨化反应溶剂优选为氨水和双氧水，优选浓度范围为10%?50%的氨水和10%?50%的过氧化氢。
[0018]所述的优选氨化反应时间为30?90分钟，优选氨化反应温度为60?120°C。
[0019]所述的氨化反应容器可以优选为高压反应釜。
[0020]所述的得到的铵化木质素溶液干燥方式可以优选为真空干燥。即可得到铵化木质素。
[0021]实例1:
[0022]将200g造纸黑液，加入16g的冰乙酸，然后水浴加热70°C，反应时间为30分钟。反应完全之后离心(4200转/分)，之后将沉淀用PH = 3的冰乙酸水溶液水洗再离心，这样重复4次，得到木质素沉淀质量为30g。
[0023]将得到的木质素沉淀30g，使其充分溶解溶解在15g的水中，再向溶液中加入浓氨水(含量25% )25.5ml和氧化剂(30%的H202)6.75ml。将上述混合溶液放入到小型的高压反应釜中进行反应，反应温度为90°C，反应时间为90分钟。最后将溶液取出，静止防止1?2天，上清液即为铵化木质素溶液。然后放入40°C的真空干燥箱内进行真空干燥10个小时，称取干燥后的钱化木质素质量为11.6g。
[0024]实例2:
[0025]将400g造纸黑液，加入32g的冰乙酸，然后水浴加热70°C，反应时间为30分钟。反应完全之后离心(4200转/分)，之后将沉淀用PH = 3的冰乙酸水溶液水洗再离心，这样重复4次，得到木质素沉淀质量为61.lg。
[0026]将得到的木质素沉淀60g，使其充分溶解溶解在30g的水中，再向溶液中加入浓氨水(含量25% ) 51ml和氧化剂(30%的H202) 13.5ml。将上述混合溶液放入到小型的高压反应釜中进行反应，反应温度为90°C，反应时间为90分钟。最后将溶液取出，静止防止1?2天，上清液即为铵化木质素溶液。然后放入40°C的真空干燥箱内进行真空干燥10个小时，称取干燥后的钱化木质素质量为22.9g。
【主权项】
1.一种以造纸黑液为原料生产铵化木质素的方法，包括以下步骤:首先将造纸黑液用酸提纯，提取造纸黑液中的木质素，然后进行离心、多次水洗沉淀，最后得到木质素。后将木质素加入适量的水，再加入一定量的氨水和过氧化氢进行反应，此反应即为氨化反应。最后取出溶液自然沉降1?2天，过滤所得上清液即是铵化木质素溶液，再进行干燥得到铵化木质素。2.按照权利要求1所述的一种以造纸黑液为原料生产铵化木质素的方法，其特征在于，所用的造纸黑液可以是任何造纸厂生产工艺中所得黑液，优选碱法造纸工艺所得的黑液，其中木质素的质量百分含量不得低于20%，优选范围为40%以上。3.按照权利要求1所述的一种以造纸黑液为原料生产铵化木质素的方法，其特征在于，酸提取溶剂优选为冰乙酸，优选浓度范围80%?100%，优选酸提取温度为50?90°C，优选酸提取时间20?50分钟。4.按照权利要求1所述的一种以造纸黑液为原料生产铵化木质素的方法，其特征在于，优选水洗溶液为冰乙酸水溶液，优选范围为PH = 1?5。优化水洗次数为2?8次。5.按照权利要求1所述的一种以造纸黑液为原料生产铵化木质素的方法，其特征在于，分离木质素方式可以为离心、过滤，优选分离木质素方式为离心。6.按照权利要求1所述的一种以造纸黑液为原料生产铵化木质素的方法，其特征在于，氨化反应溶剂优选为氨水和双氧水，优选浓度范围为10%?50%的氨水和10%?50%的过氧化氢。7.按照权利要求1所述的一种以造纸黑液为原料生产铵化木质素的方法，其特征在于，优选氨化反应时间为30?90分钟，优选氨化反应温度为60?120°C。8.按照权利要求1所述的一种以造纸黑液为原料生产铵化木质素的方法，其特征在于，氨化反应容器可以优选为高压反应釜。9.按照权利要求1所述的一种以造纸黑液为原料生产铵化木质素的方法，其特征在于，得到的铵化木质素溶液干燥方式可以优选为真空干燥。即可得到铵化木质素。
【专利摘要】一种以造纸黑液为原料生产铵化木质素的方法，其特征在于：首先将造纸黑液用酸提纯，提取造纸黑液中的木质素，然后进行离心、多次水洗沉淀，最后得到木质素。后将木质素加入适量的水，再加入一定量的氨水和过氧化氢进行反应，此反应即为氨化反应。最后取出溶液自然沉降1～2天，过滤所得上清液即是铵化木质素溶液，再进行干燥得到铵化木质素。本工艺是以造纸黑液为原料生产铵化木质素，本工艺具有仪器设备简单、操作简便、生产成本低、安全环保、易于扩大产业化等优点。
【IPC分类】D21C11/00, C08H7/00
【公开号】CN105386354
【申请号】CN201510800179
【发明人】祖元刚, 赵修华, 葛云龙, 李汶罡, 孙晓莉, 杨磊, 冯子奇, 孟永斌
【申请人】东北林业大学, 祖元刚
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月19日