专利名称：一种高白度、高强度化学草浆的清洁制浆工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及制浆造纸技术领域，特别涉及一种高白度、高强度化学草浆的清洁制浆工艺。
背景技术：
我国森林资源贫乏，人均占有森林面积和人均蓄积量都很低。然而，我国却是世界非木材纤维造纸产量最多、经验最丰富的国家。而草浆的生产又在非木材浆料中占绝对的主导地位。草浆的生产存在着原料消耗高，制浆得率低，废液污染严重，浆料不易漂白，成纸强度低等问题，这些缺点限制了麦草浆生产的进一步发展。传统的蒸球制浆方法一般都是采用高碱、高温、蒽醌制浆法，为了解决草类原料制浆污染并扩大造纸原料利用，就必须改进传统的碱法化学制浆方法。传统的化学浆制浆工艺是在高温高压下的深度脱木素，生产出来的浆料白度低，纸页强度低，且产生的黑液提取率低、黑液性质不利于碱回收，从而造成了废水排放污染负荷高、治理难度大的污染问题。因此，需要在环保的基础上发展一种生产优质草浆的制浆工艺。
发明内容
为了解决以上草浆制备过程中能耗高、提取率低、污染严重、工艺复杂的问题，本发明提供了一种在低温低压条件下，耗水量少、能耗低、无黑夜产生、制得的浆白度高、强度高的化学草浆的清洁制浆工艺。本发明是通过以下措施实现的
一种高白度、高强度化学草浆的清洁制浆工艺，包括以下步骤
(1)向草类原料中加入水、氢氧化钠、过氧化氢和金属离子螯合剂，氢氧化钠用量为草类原料重量的5-10%，过氧化氢用量为草类原料重量的10- %，金属离子螯合剂0. 5-0. 8%， 在温度70°C -80°C下保温50分钟-1小时完成第一步蒸煮，得到蒸煮液；
(2)向蒸煮液中加入水、氢氧化钠、过氧化氢和金属离子螯合剂，氢氧化钠用量为草类原料重量的6-10%，过氧化氢用量为草类原料重量的12- %，金属离子螯合剂0. 5-0. 8%，在温度90°C _95°C下保温1小时完成第二步蒸煮，将蒸煮好的浆料进行筛浆、打浆既得高白度 、高强度化学草浆。优选所述的金属离子螯合剂为乙二胺四乙酸。优选步骤(1)中氢氧化钠用量为草类原料重量的6%，过氧化氢用量为草类原料重量的10%，金属离子螯合剂0. 6%，在温度80°C下保温1小时完成第一步蒸煮，步骤(2)中氢氧化钠用量为草类原料重量的10%，过氧化氢用量为草类原料重量的20%，金属离子螯合剂 0. 8%，在温度95°C下保温1小时完成第二步蒸煮。步骤(1)和(2)中液比为1 :4_6。步骤(4)所述的筛选洗涤，浆浓为0. 29ΓΟ. 3%，收集筛选出的细浆。步骤(1)中草类原料切断至1-4厘米长度再加入水、氢氧化钠、过氧化氢和金属离子螯合剂。
优选所述草类原料为麦草、稻草或芦苇。优选所述草类原料为稻草。该工艺是在现有技术的基础上改进实现的，它包括草料断切和蒸煮，其主要在于通过分段加料的方式，控制每段的时间、温度，在低温低压下完成蒸煮，为一种节能、无气、 无味、无污染的，生产高强度、高白度草浆的制浆工艺。两步中的药品用量、蒸煮温度、保温时间都不相同。在完成第二步后，原料出锅，不用水洗涤，筛浆后便完成全部制浆过程。制浆白度75%IS0以上，裂断长7. Okm以上，耐破5. OkPa · m2 · g—1以上，得率50%以上。即制得本发明所说的麦草浆。生产出的浆料不用经过后续的处理，如洗涤、漂白，但白度和强度都达到较高标准，而且不产生黑液。本发明的有益效果
本发明工艺合理可行，操作简单方便，所制浆料白度高，强度大，制浆成本低；制浆过程中在低温低压下进行，生产出的浆料不用经过后续的处理，如洗涤、漂白，但白度和强度都达到较高标准，并且无黑液排放；节省了大量的水资源和能耗，废液即可再行利用，也可直接排放，对环境污染非常轻；本制浆工艺以麦草、稻草、高粱杆、蔗渣、芦苇、龙须草等草类为原料，特别适合我国中小造纸厂采用。
具体实施例方式为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例来进一步说明。实施例1
(1)原料采用麦草，用铡草机切断至1-4厘米长度，在切草的同时除尘，然后加入水、氢氧化钠、过氧化氢和金属离子螯合剂，氢氧化钠用量为麦草重量的5%，过氧化氢用量为麦草重量的10%，液比为1 :4，金属离子螯合剂用量为麦草重量的0. 5%，在温度75°C下保温50分钟后，停止加热，完成第一步蒸煮，得到蒸煮液；
(2)打开蒸煮锅，向蒸煮液中加入水、氢氧化钠、过氧化氢和金属离子螯合剂，氢氧化钠用量为麦草重量的10%，过氧化氢用量为麦草重量的对％，液比为1 :4，金属离子螯合剂用量为麦草重量的0. 6%，在温度90°C下保温1小时完成第二步蒸煮，打开蒸煮锅，将蒸煮好的白浆进行筛浆，收集细浆料并打浆至4(TSR。化学草浆的性能指标见表1。对比实施例1:
与实施例1采用相同的液比，采用传统的一次性加入的方式蒸煮麦草，氢氧化钠、过氧化氢和金属离子螯合剂的用量同实施例1中两步的用量总和相同，温度为75°c，保温时间 100分钟，得到的纸浆性能见表1。对比实施例2:
将实施例1中第(1)步与第(2)步颠倒先后处理的顺序之后进行处理，得到的纸浆性能见表1。实施例2:
(1)原料采用稻草，用铡草机切断至1-4厘米长度，在切草的同时除尘，然后加入水、氢氧化钠、过氧化氢和金属离子螯合剂，氢氧化钠用量为稻草重量的6%，过氧化氢用量为稻草重量的10%，液比为1 :5，金属离子螯合剂用量为稻草重量的0. 6%，在温度80°C下保温60分钟后，停止加热，完成第一步蒸煮，得到蒸煮液；(2)打开蒸煮锅，向蒸煮液中加入水、氢氧化钠、过氧化氢和金属离子螯合剂，氢氧化钠用量为稻草重量的10%，过氧化氢用量为稻草重量的20%，液比为1 :6，金属离子螯合剂用量为稻草重量的0. 8%，在温度95°C下保温1小时完成第二步蒸煮，打开蒸煮锅，将蒸煮好的白浆进行筛浆，收集细浆料并打浆至4rSR。化学稻草浆的性能指标见表1。对比实施例3:
与实施例2采用相同的液比，采用传统的一次性加入的方式蒸煮麦草，氢氧化钠、过氧化氢和金属离子螯合剂的用量同实施例2中两步的用量总和相同，温度80°C，保温时间120 分钟。得到的纸浆性能见表1。对比实施例4:
将实施例2中第(1)步与第(2)步颠倒先后处理的顺序之后进行处理，得到的纸浆性能见表1。实施例3
(1)原料采用芦苇，用铡草机切断至1-4厘米长度，在切的同时除尘，然后加入水、氢氧化钠、过氧化氢和金属离子螯合剂，氢氧化钠用量为芦苇重量的10%，过氧化氢用量为芦苇重量的24%,液比为1 :5，金属离子螯合剂用量为芦苇重量的0. 8%，在温度70°C下保温60分钟后，停止加热，完成第一步蒸煮，得到蒸煮液；
(2)打开蒸煮锅，向蒸煮液中加入水、氢氧化钠、过氧化氢和金属离子螯合剂，氢氧化钠用量为芦苇重量的6%，过氧化氢用量为芦苇重量的12%，液比为1 :4，金属离子螯合剂用量为芦苇重量的0. 5%，在温度95°C下保温1小时完成第二步蒸煮，打开蒸煮锅，将蒸煮好的白浆进行筛浆，收集细浆料并打浆至42°SR。化学芦苇浆的性能指标见表1。对比实施例5:
与实施例3采用相同的液比，采用传统的一次性加入的方式蒸煮麦草，氢氧化钠、过氧化氢和金属离子螯合剂的用量同实施例3中两步的用量总和相同，温度95°C，保温时60分钟。得到的纸浆性能见表1。对比实施例6:
将实施例1中第(1)步与第(2)步颠倒先后处理的顺序之后进行处理，得到的纸浆性能见表1。表1上述实施例制得纸浆成纸的物理性能
权利要求
1.一种高白度、高强度化学草浆的清洁制浆工艺，其特征是包括以下步骤(1)向草类原料中加入水、氢氧化钠、过氧化氢和金属离子螯合剂，氢氧化钠用量为草类原料重量的5-10%，过氧化氢用量为草类原料重量的10- %，金属离子螯合剂0. 5-0. 8%， 在温度70°C -80°C下保温50分钟-1小时完成第一步蒸煮，得到蒸煮液；(2)向蒸煮液中加入水、氢氧化钠、过氧化氢和金属离子螯合剂，氢氧化钠用量为草类原料重量的6-10%，过氧化氢用量为草类原料重量的12- %，金属离子螯合剂0. 5-0. 8%，在温度90°C-95°C下保温1小时完成第二步蒸煮，将蒸煮好的浆料进行筛浆、打浆既得高白度 、高强度化学草浆。
2.根据权利要求1所述的清洁制浆工艺，其特征在于所述的金属离子螯合剂为乙二胺四乙酸。
3.根据权利要求1所述的清洁制浆工艺，其特征在于步骤(1)中氢氧化钠用量为草类原料重量的6%，过氧化氢用量为草类原料重量的10%，金属离子螯合剂0. 6%，在温度80°C下保温1小时完成第一步蒸煮，步骤(2)中氢氧化钠用量为草类原料重量的10%，过氧化氢用量为草类原料重量的20%，金属离子螯合剂0. 8%，在温度95°C下保温1小时完成第二步蒸煮。
4.根据权利要求1所述的清洁制浆工艺，其特征在于步骤(1)和(2)中液比为1:4-6。
5.根据权利要求1所述的清洁制浆工艺，其特征在于步骤(4)所述的筛选洗涤，浆浓为 0. 29ΓΟ. 3%，收集筛选出的细浆。
6.根据权利要求1所述的清洁制浆工艺，其特征在于步骤(1)中草类原料切断至1-4 厘米长度再加入水、氢氧化钠、过氧化氢和金属离子螯合剂。
7.根据权利要求1所述的清洁制浆工艺，其特征在于所述草类原料为麦草、稻草或芦苇。
8.根据权利要求3所述的清洁制浆工艺，其特征在于所述草类原料为稻草。
全文摘要
本发明涉及制浆造纸技术领域，特别涉及一种高白度﹑高强度化学草浆的清洁制浆工艺，包括以下步骤向草类原料中加入水、氢氧化钠、过氧化氢和金属离子螯合剂，70℃-80℃保温得到蒸煮液；向蒸煮液中加入水、氢氧化钠、过氧化氢和金属离子螯合剂，90℃-95℃下保温完成第二步蒸煮，筛浆、打浆既得。本发明工艺所制浆料白度高，强度大，制浆成本低；生产出的浆料不用经过后续的处理，如洗涤﹑漂白，但白度和强度都达到较高标准，并且无黑液排放；节省了大量的水资源和能耗，废液即可再行利用，也可直接排放，对环境污染非常轻；本制浆工艺以麦草、稻草、高粱秆、蔗渣、芦苇、龙须草等草类为原料，特别适合我国中小造纸厂采用。
文档编号D21C3/00GK102363927SQ201110339908
公开日2012年2月29日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者杨桂花, 田野, 陈嘉川 申请人:山东轻工业学院