一种造纸黑液的资源化处理方法与流程

本发明涉及污水处理，具体是涉及一种造纸黑液的资源化处理方法。

背景技术：

1、造纸生产工艺通常包括制浆和造纸两个基本过程。制浆工艺通常以木材、草类等植物为原料，其主要成分为纤维素、半纤维素和木质素。由于木质素的颜色及反黄性，为了生产高白度的纸浆，制浆工艺通常需要将植物木质纤维原料解离，去除原料中的木质素，保留纤维素和半纤维素固体得到纸浆。

2、目前世界最常用的现代化制浆工艺为化学制浆工艺，其中最主要的是碱法制浆工艺。碱法制浆工艺流程包括将木片等原料加入naoh碱性溶液(或添加na2s为助剂)中进行多段蒸煮，蒸煮液ph值在13以上。在碱法制浆工艺中，木质素大分子中的多种醚键受亲核试剂oh离子的作用而断开，使得与纤维素无序交联的大分子木质素从木质纤维原料中解离，木质素大分子深度降解为酚型小分子并溶解进入碱性水溶液中。由于纤维素和半纤维素的结构在制浆工艺流程中基本没有受到破坏，制浆工艺产物经分离后得到造纸黑液和纸浆，纸浆进入造纸工艺。

3、造纸黑液是制浆造纸过程中产生的主要工业废液，造纸黑液中含有木质素、糖类等分子量高和反应性能差异较大的有机物，以及含有氢氧化钠、碳酸钠、硫化钠和硫酸钠等无机物，由于造纸黑液含有有机污染物和有毒物质，且碱性较强，若直接排放到水体中会造成严重的污染，而且会影响生物体活性，破坏水体生态平衡。

4、造纸黑液的常见处理方法包括高温焚烧法进行碱回收和无机酸酸析法回收木质素，这两种传统的处理方法虽取得一定的成果和经验，能够较为有效地降低黑液废水的codcr值，但是仍存在很多缺点，主要可以归纳为以下几点：首先，采用高温焚烧法会造成了严重的木质素碳资源浪费，而且会产生二次污染物白泥，设备投资大，不适用于中小型纸厂；其次，采用无机酸酸析法回收木质素虽然能回收一定量的木质素，但是回收得到的木质素纯度低和价值低，其工业应用范围窄，市场容量有限。这些因素制约着造纸黑液转化为高价值化学品的大规模应用和工业化发展，因此，亟需开发一种高价值的造纸黑液的资源化处理方法。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种造纸黑液的资源化处理方法，采用造纸黑液和制碱白泥作为原材料，能够制得阳离子化碳酸钙和高反应性能的木质素杂化树脂乳液，阳离子化碳酸钙和木质素杂化树脂乳液可作为造纸原材料回用到造纸工艺中，同时经本发明的处理方法处理后的中性滤液也可回用到造纸工艺中，实现造纸行业闭环应用，解决了目前造纸黑液处理成本高和回收产物价值低、应用范围窄的问题。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种造纸黑液的资源化处理方法，包括以下步骤：

4、(1)将造纸黑液进行酸析后，过滤得到木质素滤渣和第一滤液；

5、(2)向第一滤液中加入活性炭进行吸附脱色，过滤得到活性炭渣和第二滤液；

6、(3)向第二滤液中加入制碱白泥进行中和后，过滤得到阳离子化碳酸钙和中性滤液；

7、(4)将木质素滤渣和活性炭渣混合后，加入无机低共熔溶剂，得到混合浆料，将混合浆料置于压力为130～160kpa、温度为120～160℃的条件下进行蒸压，过滤得到的滤液为木质素杂化树脂乳液，滤渣为再生活性炭和脱胶木粉。

8、优选地，所述步骤(1)的操作方法包括：向造纸黑液中加入木粉、消泡剂和硫酸进行酸析，搅拌至少10min，过滤得到木质素滤渣和第一滤液。

9、优选地，在步骤(1)中，所述木粉、所述消泡剂和所述造纸黑液的体积比为(10～30)：(0.1～0.5)：100；

10、所述硫酸的物质的量浓度≥3mol/l，向造纸黑液中加入硫酸直至混合物料的ph值小于3.0后进行酸析。

11、优选地，在所述步骤(2)中，所述活性炭和所述第一滤液的体积比为(5～20)：100。

12、优选地，所述活性炭的细度为200目～600目，所述活性炭的碘值≥500mg/g。

13、优选地，所述步骤(3)的操作方法包括：在搅拌条件下，向第二滤液中加入ph值＞10的制碱白泥，直至第二滤液的ph值为7.0～8.5后，继续搅拌5～30min，过滤得到阳离子化碳酸钙和中性滤液。

14、优选地，所述步骤(4)的操作方法包括：将木质素滤渣和活性炭渣混合后，加入无机低共熔溶剂直至混合浆料的ph≤2.3，将混合浆料置于压力为140～160kpa、温度为120～160℃的条件下进行蒸压，蒸压时间10～50min后过滤，得到的滤液为木质素杂化树脂乳液，滤渣为再生活性炭和脱胶木粉。

15、优选地，所述无机低共熔溶剂为昊舜德sjxw系列低共熔溶剂。

16、本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本技术方案采用造纸黑液和制碱白泥为主要原材料，通过资源化处理得到阳离子碳酸钙和木质素杂化树脂乳液，木质素杂化树脂乳液和阳离子碳酸钙能够作为造纸原材料、在造纸行业闭环应用，实现了造纸黑液和制碱白泥的增值利用，为纸厂高效利用生物质资源、节能减排提供参考数据和方案，而且本技术方案造纸黑液的资源化处理方法的工艺流程短，处理成本低，可适用于中小型纸厂，能实现低成本增值利用。

技术特征：

1.一种造纸黑液的资源化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的造纸黑液的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤(1)的操作方法包括：向造纸黑液中加入木粉、消泡剂和硫酸进行酸析，搅拌至少10min，过滤得到木质素滤渣和第一滤液。

3.根据权利要求2所述的造纸黑液的资源化处理方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述木粉、所述消泡剂和所述造纸黑液的体积比为(10～30)：(0.1～0.5)：100；

4.根据权利要求1所述的造纸黑液的资源化处理方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述活性炭和所述第一滤液的体积比为(5～20)：100。

5.根据权利要求1所述的造纸黑液的资源化处理方法，其特征在于，所述活性炭的细度为200目～600目，所述活性炭的碘值≥500mg/g。

6.根据权利要求1所述的造纸黑液的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤(3)的操作方法包括：在搅拌条件下，向第二滤液中加入ph值＞10的制碱白泥，直至第二滤液的ph值为7.0～8.5后，继续搅拌5～30min，过滤得到阳离子化碳酸钙和中性滤液。

7.根据权利要求1所述的造纸黑液的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤(4)的操作方法包括：将木质素滤渣和活性炭渣混合后，加入无机低共熔溶剂直至混合浆料的ph≤2.3，将混合浆料置于压力为140～160kpa、温度为120～160℃的条件下进行蒸压，蒸压时间10～50min后过滤，得到的滤液为木质素杂化树脂乳液，滤渣为再生活性炭和脱胶木粉。

8.根据权利要求1所述的造纸黑液的资源化处理方法，其特征在于，所述无机低共熔溶剂为昊舜德sjxw系列低共熔溶剂。

技术总结
本发明公开了一种造纸黑液的资源化处理方法，涉及污水处理技术领域。本发明造纸黑液的资源化处理方法，采用造纸黑液和制碱白泥作为原材料，能够制得阳离子化碳酸钙和高反应性能的木质素杂化树脂乳液，阳离子化碳酸钙和木质素杂化树脂乳液可作为造纸原材料回用到造纸工艺中，同时经本发明的处理方法处理后的中性滤液也可回用到造纸工艺中，实现造纸行业闭环应用，解决了目前造纸黑液处理成本高和回收产物价值低、应用范围窄的问题。

技术研发人员：潘太明,汤享荣
受保护的技术使用者：佛山市昊舜德聚合物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12