专利名称：：非木纤维原料碱法制浆黑液降硅方法
技术领域：
：本发明属于废水处理领域，特别涉及一种降低制浆造纸黑液中硅含量的方法。
背景技术：
：中国造纸工业正在高速发展，纸和纸板的产量、消费量己居世界第二。发达国家都以木材纤维造纸，而我国造纸原料中非木纤维占了一半。制浆造纸黑液曾经是工业生产产生的最严重的污染，随着造纸科学的发展，木浆黑液处理技术日臻完善。木浆黑液被浓縮、蒸发、燃烧、苛化。在燃烧过程中，木浆黑液中的有机物被转变成二氧化碳和水。在苛化过程中，无机盐又被转化为碱，回收被继续用来制浆。但对于非木材原料，特别是对二氧化硅含量很高的非木纤维原料，在碱法制浆过程中，大部分硅溶入黑液，使非木纤维黑液含硅量比木浆黑液高2030倍，这是非木纤维黑液难以治理的根本原因。硅含量高，导致非木纤维浆滤水性差、黑液提取率低，一般只有80%85%，黑液粘度高、流动性差、极易堵塞输送管道，给碱回收带来很大困难，一般碱回收率只有65%75%，而木浆黑液碱回收在95%以上。我国人均森林面积较低，缺乏足够的木材造纸原料，今后几十年时间里，非木材纤维仍是我国造纸工业的重要原料。因此，寻求更好的降硅方法，使非木材制浆黑液能象木材制浆黑液那样得到高效的净化处理，这是促进我国造纸工业走循环经济的一条重要途径。现有的黑液降硅技术1应用A产金属离子使黑液里的硅沉淀除去。2通入C02或烟道气，降低黑液pH值，使硅成为不溶性的硅凝胶而从黑液中除去。现有的黑液降硅专利，如英国专利GB381697、美国专利US4331607、中国专利CN1103450A，其共同点是在蒸煮前或蒸煮过程中采用了铝土矿为降硅剂。这些方法或者需要较高的设备投资，复杂的技术操作要求，消耗大量的水、化学品和能源，或者由于铝土矿存在的杂质，这就难免给纸产品带来光学、物理上的不良影响。沉积在纤维浆上的硅，物理性质如砂子，能磨损生产纸机、损伤切纸刀刀刃。
发明内容3为了解决现有技术存在的投资高，操作复杂，降硅效果不明显的缺点，本发明提供了一种非木纤维原料碱法制浆黑液降硅方法，本方法操作简单、和蒸煮同步进行，不需增加新设备的高效除硅新方法。本发明的技术方案为一种非木纤维原料碱法制浆黑液降硅方法，在碱法制浆过程中，按照质量比非木纤维和水的比例为l:3.55、NaOH质量百分数为12%18%、02:48kg/cm2、每吨绝干非木纤维加入粉状碱土金属氧化物540kg的比例，在14(TC16(TC温度下反应3560min。所述的粉状碱土金属氧化物粒径为为100到200目，所述的粉状碱土金属氧化物为CaO、MgO。本发明这里所说的碱法制浆特指烧碱法、硫酸盐法和碱式亚钠法制浆。有益效果-1.在制浆蒸煮过程中，加入碱土金属粉末如CaO、MgO，和非木材原料中的硅发生如下化学反应，产生的新生硅化合物为硅酸钙CaSi03或滑石粉Mg3(OH)2Si4Ch()，这些都是改善纸页物理、光学性能的有用填料2NaOH+Si02=Na2Si03+H20Na2Si03+CaO+H20=CaSi03+2NaOH4Na2Si03+MgO+5H20=Mg3(OH)2Si4O10+8NaOH产生的含硅填料可改善纸产品的印刷性能，如白度、不透明度、平滑度、吸墨性，还能改善香烟纸的燃烧性能。2.本发明的方法操作简单、和蒸煮同步进行，不需增加新设备，除硅效率高。3.本发明提出的方法中采用的是价格低廉易得的碱土金属粉剂，其粒径为100200目网筛，可以保证在蒸煮过程中碱土金属粉剂和硅盐充分反应。4.本发明方法中的除硅剂碱土金属粉剂可以加在蒸煮之前的溶解槽或直接加到蒸煮锅内。如加在溶解槽内，边搅拌边加热，加热温度507(TC，以加快溶解，配好的溶液连同除硅剂一齐加到蒸球中蒸煮，简化了操作过程。具体实施例方式下面对本发明作详细说明1.非木纤维碱法制浆过程中加碱土氧化物试验经试验，确定碱土金属粉末CaO、MgO，过100目筛，用量分别为对非木纤维绝千原料质量百分数的0.8%、1.6%、2.4%，绝干非木纤维被切成46cm长。在实验室，按照非木纤维和水的比例1:3.55、NaOH412%wt18%wt、每吨绝干非木纤维加入粉状碱土金属氧化物540kg的配方，混合后加入蒸煮器蒸煮。反应温度14(TC16(TC，反应时间3560min。用澳大利亚制六罐回转电加热蒸煮器蒸煮，然后按中国标准，洗浆、筛选、打浆、抄片、物检。2.非木纤维氧一碱法制浆过程中加碱土氧化物试验基本步骤同非木纤维碱法制浆过程中加碱土氧化物试验，不同的是在蒸煮器加完料后，充02:48kg/cm2。结果表1非木纤维碱法制浆过程中加碱土氧化物试验*<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>*工艺条件液比1:5，NaOH15%，温度150'C,反应时间50min。％是质量百分数,液比是质量比(下同)。表2非木纤维氧一碱法制浆过程中加碱土氧化物试验*<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>*工艺条件液比1:5,NaOH15表4加碱土氧化物E%，温度<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>*工艺条件液比1:5,NaOH15。/。，02:6kg/cm2，温度150°C，反应时间45min。从表1看出，对非木纤维碱法制浆过程中加碱土氧化物试验，和空白试验比较，加入碱土金属粉末后，黑液中硅含量明显减少。不加碱土金属粉末，黑液中硅含量是硅总含量的76.1%。但加入2.4%CaO粉末后，黑液中硅含量是硅总量的26.7%;加入2.4%MgO粉末，黑液中硅含量是硅总含量的22.4%。加入此两种碱土金属粉末，分别将黑液中的硅含量降低了64.9%和70.6%。从表2看出，对非木纤维氧一碱法制浆过程中加碱土氧化物试验，和空白试验比较，加入碱土金属粉末后，黑液中硅含量降低了很多。不加碱土金属粉末，黑液中硅含量是硅总含量的23.4%。但加入2.4。/。CaO粉末后，黑液中硅含量是硅总量的3.21%;加入2.4。/。MgO粉末，黑液中硅含量是硅总含量的2.56%。加入此两种碱土金属粉末，分别将黑液中的硅含量降低了86.3%和89.0%。表3表4试验结果表明，经过碱土氧化物蒸煮处理的纸浆，其耐破度、裂断长、撕裂指数、不透明度和白度等物理、光学指标基本没受到影响，和空白对照样很接近。因此本方法彻底解决了非木浆黑液硅干扰难题，使非木浆黑液能和木浆黑液一样容易治理。同时，经过本项技术处理，对纸浆性能没有带来不利影响。权利要求1.一种非木纤维原料碱法制浆黑液降硅方法，其特征在于在碱法制浆过程中，按照质量比非木纤维和水的比例为1∶3.5～5、NaOH质量百分数为12％～18％、O24～8kg/cm2、每吨绝干非木纤维加入粉状碱土金属氧化物5～40kg的比例，在140℃～160℃温度下反应35～60min。2.根据权利要求1所述的非木纤维原料碱法制浆降硅方法，其特征在于，所述的粉状碱土金属氧化物粒径为为100到200目。3.根据权利要求1所述的非木纤维原料碱法制浆降硅方法，其特征在于，所述的粉状碱土金属氧化物为CaO、MgO。全文摘要本发明公开了一种非木纤维原料碱法制浆黑液降硅方法，在碱法制浆过程中，按照质量比非木纤维和水的比例为1∶3.5～5、NaOH质量百分数为12％～18％、O<sub>2</sub>4～8kg/cm<sup>2</sup>、每吨绝干非木纤维加入粉状碱土金属氧化物5～40kg的比例，在140℃～160℃温度下反应35～60min。所述的粉状碱土金属氧化物粒径为为100到200目，所述的粉状碱土金属氧化物为CaO、MgO。在制浆蒸煮过程中，加入碱土金属粉末产生的含硅填料可改善纸产品的印刷性能，如白度、不透明度、平滑度、吸墨性，还能改善香烟纸的燃烧性能。方法操作简单、和蒸煮同步进行，不需增加新设备，除硅效率高。采用的是价格低廉易得的碱土金属粉剂，可以保证在蒸煮过程中碱土金属粉剂和硅盐充分反应。文档编号C02F1/58GK101492194SQ20091002573公开日2009年7月29日申请日期2009年3月9日优先权日2009年3月9日发明者丁来保,庄国俊,房桂干,施英乔,萍李,李红斌,沈葵忠,健焦,盘爱享,邓拥军,韩善明申请人:中国林业科学研究院林产化学工业研究所