专利名称：一种无铬木质素磺酸盐的生产方法
技术领域：
本发明涉及造纸浆废液处理领域，具体涉及一种无铬木质素磺酸盐的生产方法。
背景技术：
造纸工业对环境污染较重，在造纸过程中，植物中的木质素在高温下经过化学制
浆等各种过程，其结构发生了变化，网状大分子低分子化，并有部分木质素縮合物形成，呈
大小不同的碎片溶出，同时溶解的还有半纤维素等，成为制浆废液的主要成分。 含大量木质素的造纸浆废液污染严重，危害极大，必须对造纸浆废液进行综合治
理，而治理的重点在于回收废液中的木质素，并把木质素作为一种资源进行高效利用。 一般
是向造纸浆废液中加入铬类催化剂，可制得铬木质素磺酸盐，铬木质素磺酸盐既有降失水
作用，又有稀释作用，同时还具有抗盐、抗高温、配伍性好的特点，是一种抗盐、抗钙和抗温
能力强的稀释剂，并广泛应用于农药剂型加工、混凝土、纺织品染料、耐火材料、电池、陶瓷
制品、石油勘探、肥料以及动物饲料等多个行业。 但是铬类催化剂中的六价铬离子有剧毒，人体接触后易被吸收，有致癌危险，对环 境有持久危险性，因此铬木质素磺酸盐的使用量逐年减少。
发明内容
本发明解决的问题在于提供一种无铬木质素磺酸盐的生产方法，处理了造纸浆废
水，有效利用废液资源，并避免了六价铬的毒性对人体和环境的危害。 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为 —种无铬木质素磺酸盐的生产方法，包括以下步骤 将硫酸、硫酸亚铁和双氧水加入水中混合，配制置换剂； 将所述置换剂加入粘合剂中，反应后得到一次料，所述粘合剂为造纸浆废液的浓 縮液； 将高锰酸钾与水混合，配制高锰酸钾溶液； 将所述高锰酸钾溶液与所述一次料进行混合，反应后得到二次料； 将所述二次料的pH值调至2. 5 3. 0。 作为优选，所述配制置换剂时，硫酸与水的体积比为1 : 1. 5 1. 75，硫酸亚铁与 硫酸的质量体积比为13. 5kg/L 15. 5kg/L，双氧水与硫酸的体积比为3 4 : 1。
作为优选，将硫酸、硫酸亚铁和双氧水加入水中混合具体为先将硫酸加入水中，再 加入硫酸亚铁，然后将双氧水在0. 1Mpa 0. 3Mpa的压力下压入硫酸和硫酸亚铁的混合液 中，压入时间为50min 70min。 作为优选，所述置换剂加入粘合剂中的体积由公式(1)求得，所述公式(1)为置换 剂的体积=粘合剂的体积X粘合剂的比重X粘合剂的折干X4. 1/置换剂中全铁的质量 百分比浓度。 作为优选，所述将所述置换剂加入粘合剂中后，加热至80°C 85°C ，保温15min 25min，得到一次料。 作为优选，所述一次料还经过过滤。 作为优选，所述高锰酸钾溶液中，高锰酸钾的质量由公式(2)求得，所述公式(2) 为高锰酸钾的质量=粘合剂的体积X粘合剂的比重X粘合剂的折干X0. 060345 ;
水的体积由公式(3)求得，所述公式(3)为水的体积=高锰酸钾加入质量 /0. 15-高锰酸钾加入质量。 作为优选，所述配制高锰酸钾溶液时，将水加热到40°C 6(TC，加入高锰酸钾，再 将高锰酸钾溶液升温至80°C 85°C 。 作为优选，所述将高锰酸钾溶液与一次料进行混合具体为在0. 2Mpa 0. 4Mpa的 压力下将高锰酸钾溶液压入一次料中，压入时间为25min 35min。 作为优选，所述高锰酸钾溶液与一次料进行混合后，将混合液加热至8(TC 85"，保温15min 25min，得到二次料。 本发明提供的无铬木质素磺酸盐生产方法，从造纸浆废液中提取木质素制备成木 质素磺酸盐，处理了造纸浆废水，有效利用废液资源，由于提取中不使用铬类催化剂，还避 免了六价铬的毒性和对环境的污染。
图1为本发明一种具体实施方式
所提供的无铬木质素磺酸盐的生产工艺流程示 意图。
具体实施例方式
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。 本发明提供的无铬木质素磺酸盐的生产方法包括以下步骤 先配制置换剂备用，置换剂是由硫酸、硫酸亚铁和双氧水混合加入水中配制而成。 作为优选，先将硫酸加入水中，硫酸与水的体积比为1 : 1.5 1.75，然后再加入硫酸亚 铁，硫酸亚铁与硫酸的质量体积比为13. 5kg/L 15. 5kg/L，再向硫酸与硫酸亚铁的混合液 中加入双氧水，双氧水与硫酸的体积比为3 4 : 1。在加入双氧水时，优选用0. 1Mpa 0. 3Mpa的压力将双氧水压入混合液中，压入时间优选为50min 70min，均匀控制加入，然 后进行搅拌，优选搅拌80min 100min。 为方便对造纸浆废液进行处理，减少占地面积，将造纸浆废液进行浓縮，造纸浆废 液的浓縮液称为粘合剂。再将配制好的置换剂加入粘合剂中进行反应。加入的置换剂的体 积优选根据粘合剂的比重进行计算，置换剂加入体积由公式(1)求得，公式(1)为
置换剂的体积=粘合剂的体积X粘合剂的比重X粘合剂的折干X4. 1/置换剂 中全铁的质量百分比浓度。 其中粘合剂的折干即为造纸浆废液浓縮成粘合剂的折干，为粘合剂的重量与造纸 浆废液重量的比。当然为了方便计算，也可以事先将粘合剂的比重用水进行调整至能够便 于计算的值。
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将计算后定量的置换剂加入粘合剂后，优选将混合的料液加热至8(TC 85t:，并 保温15min 25min，得到一次料。作为优选， 一次料还需进行过滤，滤去一些不溶杂质。
还需要配制高锰酸钾溶液，由高锰酸钾与水混合而成，优选根据已经制得的一次 料的比重计算所需高锰酸钾的质量，高锰酸钾的质量由公式(2)求得，所述公式(2)为
高锰酸钾的质量=粘合剂的体积X粘合剂的比重X粘合剂的折干X0. 060345 ;
水的体积由公式(3)求得，所述公式(3)为水的体积=高锰酸钾加入质量 /0. 15-高锰酸钾加入质量。 配制时，优选将水先加热至40°C 6(TC，再按照计算的量加入高锰酸钾，然后优 选将高锰酸钾升温至8(TC 85t:，充分搅拌。 将配制的高锰酸钾溶液加入前述得到的一次料中进行反应，若是根据所提供的公 式配制高锰酸钾溶液的，则将全部高锰酸钾溶液加入一次料中。优选在0. 2Mpa 0. 4Mpa 的压力下将高锰酸钾溶液压入一次料中，压入的时间优选控制在25min 35min。当高锰酸 钾溶液全部与一次料混合后，优选将混合液加热至80°C 85t:，并保温15min 25min，得 到二次料，二次料的pH值控制在2. 5 3. 0，可使用NaOH进行调整。这样就得到无铬木质 素磺酸盐，最后通过喷雾干燥可以制成干粉成品。
实施例 请参考图1，图1为本发明一种具体实施方式
所提供的无铬木质素磺酸盐的生产 工艺流程示意图。 首先配制置换剂，通过水计量罐向置换剂配料罐中加入清水385L，开动搅拌器，然 后通过硫酸计量罐向置换剂配料罐中加入硫酸230L，再加入3330kg的硫酸亚铁，将750L的 双氧水由双氧水计量罐中用约O. 2Mpa的压縮空气在60min内均匀压入置换剂配料罐中，充 分搅拌90min，然后将配好的置换剂打入置换剂计量罐中备用。 将造纸浆废液浓縮为含木质素磺酸钙48%左右的粘合剂，通过粘合剂计量罐向 一次料反应釜中加入粘合剂，同时启动搅拌器，取样测量比重，为后续计算方便，用水将 粘合剂的比重调整至1.24，加水量由公式(4)求得，公式(4)为加水体积=粘合剂的体 积X 1. 24X (粘合剂的折干-O. 47)/0. 47，再根据本发明提供的求置换剂体积的公式(1)计 算出所需的置换剂的量，由置换剂计量罐中打入一次料反应釜。然后打开蒸汽阀门，将料液 提温至82t:后闭气，保温20min。然后将反应生成的一次料打入压滤机中过滤。
根据本发明提供的公式(2)和公式(3)，算出高锰酸钾和水的量，将水先加热至 5(TC，再加入高锰酸钾，将反应釜温度升至85t:，充分搅拌10分钟，放入氧化剂配料罐中。
将过滤后的一次料打入二次料计量罐中，计量体积后加入二次料反应釜中，然后 启动空压机，在0. 3Mpa的压力下将配制好的高锰酸钾溶液在30min内压入二次料反应釜 中，然后打开加热阀门加热至8(TC闭汽，在8(TC下保温20min，得到二次料。测定二次料的 pH值，可用适量的NaOH进行调节，将pH值控制在2. 5 3. 0之间。
最后将调好pH值的二次料进行喷雾干燥，制成干粉成品。 制成的无铬木质素磺酸盐可广泛用于石油、冶炼、陶瓷、混凝土、印染等行业，有效 利用了废液资源，且由于不合有六价铬不会对环境产生危害。 以上对本发明所提供的无铬木质素磺酸盐的生产方法进行了详细介绍。本文中应 用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离 本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发 明权利要求的保护范围内。
权利要求
一种无铬木质素磺酸盐的生产方法，其特征在于，包括以下步骤将硫酸、硫酸亚铁和双氧水加入水中混合，配制置换剂；将所述置换剂加入粘合剂中，反应后得到一次料，所述粘合剂为造纸浆废液的浓缩液；将高锰酸钾与水混合，配制高锰酸钾溶液；将所述高锰酸钾溶液与所述一次料进行混合，反应后得到二次料；将所述二次料的pH值调至2.5～3.0。
2. 根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述配制置换剂时，硫酸与水的体积 比为1 : 1. 5 1. 75，硫酸亚铁与硫酸的质量体积比为13. 5kg/L 15. 5kg/L，双氧水与硫 酸的体积比为3 4 : 1。
3 根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，将硫酸、硫酸亚铁和双氧水加入 水中混合具体为先将硫酸加入水中，再加入硫酸亚铁，然后将双氧水在0. 1Mpa 0. 3Mpa的 压力下压入硫酸和硫酸亚铁的混合液中，压入时间为50min 70min。
4. 根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述置换剂加入粘合剂中的体积由 公式(1)求得，所述公式(1)为置换剂的体积=粘合剂的体积X粘合剂的比重X粘合剂 的折干X4. 1/置换剂中全铁的质量百分比浓度。
5. 根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，所述将所述置换剂加入粘合剂中后， 加热至80°C 85t:，保温15min 25min，得到一次料。
6. 根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述一次料还经过过滤。
7. 根据权利要求1或6所述的生产方法，其特征在于，所述高锰酸钾溶液中，高锰酸钾 的质量由公式(2)求得，所述公式(2)为高锰酸钾的质量=粘合剂的体积X粘合剂的比 重X粘合剂的折干XO. 060345 ;水的体积由公式(3)求得，所述公式(3)为水的体积=高锰酸钾加入质量/0. 15-高锰 酸钾加入质量。
8. 根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，所述配制高锰酸钾溶液时，将水加热 到40°C 6(TC，加入高锰酸钾，再将高锰酸钾溶液升温至80°C 85°C。
9. 根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述将高锰酸钾溶液与一次料进 行混合具体为在0. 2Mpa 0. 4Mpa的压力下将高锰酸钾溶液压入一次料中，压入时间为 25min 35min。
10. 根据权利要求9所述的生产方法，其特征在于，所述高锰酸钾溶液与一次料进行混 合后，将混合液加热至80°C 85t:，保温15min 25min，得到二次料。
全文摘要
本发明提供了一种无铬木质素磺酸盐的生产方法，包括以下步骤将硫酸、硫酸亚铁和双氧水加入水中混合，配制置换剂；将所述置换剂加入粘合剂中，反应后得到一次料，所述粘合剂为造纸浆废液的浓缩液；将高锰酸钾与水混合，配制高锰酸钾溶液；将所述高锰酸钾溶液与所述一次料进行混合，反应后得到二次料；将所述二次料的pH值调至2.5～3.0。本发明提供的无铬木质素磺酸盐生产方法，从造纸浆废液中提取木质素制备成木质素磺酸盐，处理了造纸浆废水，有效利用废液资源，由于提取中不使用铬类催化剂，还避免了六价铬的毒性和对环境的污染。
文档编号C07G1/00GK101759725SQ20101010415
公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月27日 优先权日2010年1月27日
发明者姚士杰, 徐龙杰, 綦建华, 许志强, 金昌寿 申请人:延边石岘白麓纸业股份有限公司