一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法与流程

文档序号:12348650阅读:661来源:国知局

本发明属于造纸技术领域,具体涉及一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法。



背景技术:

随着国民经济的快速发展,生活必需消费品-纸的需求日益增加。但由于国内浆料市场木材原料的长期不足,我国主要造纸原料需依靠进口。随着近年来进口木浆价格的不断提高,导致了纸浆料市场的供需矛盾问题。为缓解这一矛盾问题,我国首先提出用竹材替代木材原料,用于造纸。

竹子为禾草类植物,具有易繁殖、生长快、产量高、成本低、砍伐后可重复生长培育等诸多优势。竹子作为纤维原料,其纤维长度仅小于针叶木,但竹子生产速度远大于针叶木。在制浆性能方面,竹浆的性能介于针叶木和阔叶木之间,且优于麦草和芦苇等草类纤维原料。有研究者对102种竹材纤维长度进行研究,发现竹材纤维属于制造中高档纸品的纤维类型。正是这些优势使得竹材成为国内造纸介研究的热点。随着国际造纸水平的发展,竹浆的生产技术水平也随之日趋成熟。其中竹浆生产过程中的工艺如洗涤、蒸煮、筛选、漂白等均在不断创新和改进。

虽然竹材具有诸多的优势,也一直是人们研究的热点,但“硅干扰”问题使得竹材在造纸中的应用受到限制。竹子因品种和产地的不同,其灰分含量一般在1%-3%之间,而灰分中50%-70%为SiO2,大量分布于竹节和表皮之中。竹材中的二氧化硅,易结晶,在蒸煮过程中大部分硅以NaSiO3的形式存在于黑液之中,并进入碱回收系统,长期积累使得竹浆白泥在苛化后含有较高含量的CaSiO3,不利于白泥的煅烧,只能作为固体废弃物排放。



技术实现要素:

为克服上述现有技术的不足,本发明的目的是提供一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法,减少硅的流失,增大竹材在造纸中的应用,从而缓解我国木材造纸原料短缺问题,保护环境,提高废弃物的利用率。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法,其特征在于,按质量百分比,包括以下步骤:

1)称取19.8%-19.9%绝干竹片,1.98%-1.99%的氢氧化钠,0.2%-0.6%留硅剂;77.5%-78%的蒸馏水待用;

2)预浸渍:向蒸馏水中加入步骤1)的绝干竹片、氢氧化钠、留硅剂,缓慢升温至100℃,并在100℃时保温60min,小放气,取出绝干竹片和黑液;

3) 蒸煮:将预浸渍所得绝干竹片和占绝干竹片质量8.24%的氢氧化钠、5.42%的硫化钠加入蒸煮锅中,30分钟内,从100℃升温至143℃,保温90分钟后,继续升温至160℃,再保温60分钟,放汽、卸料、取黑液、洗涤。

所述的留硅剂为氧化钙、硫酸镁、偏铝酸钠中的一种。

在预浸渍段和蒸煮阶段加入留硅剂,随留硅剂用量的增加,留硅效果提高。

随着留硅剂用量的增加,在提高留硅效果的同时,蒸煮后浆料的性能也有所好转。

在预浸渍段加入留硅剂,留硅效果最佳。

在预浸渍段加入留硅剂,再经蒸煮,最终纤维上的硅含量明显提高。

本发明的有益效果是:

与现有技术相比,本发明能够有效提高留硅率,减少黑液中的硅含量,使白泥得到有效回收,保护环境;同时提高浆料性能,改善纤维性能,提高竹材在造纸中的利用率,缓解我国木材造纸原料短缺问题。

附图说明

图1为留硅剂留硅效果扫描电镜对比图;其中图1(a)为未加留硅剂的图;图1(b)为添加0.2%留硅剂的图,图1(c)为添加0.4%留硅剂,图1(d)为添加0.6%留硅剂的图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种抑制硫酸盐法竹材制浆硅溶出的方法,包括以下步骤:

1)按质量百分比,称取19.8%的绝干竹片,1.99%的氢氧化钠,0.2%的氧化钙;77.91%的蒸馏水待用;.

2)预浸渍:向蒸馏水中加入竹片、氢氧化钠、偏铝酸钠,缓慢升温至100℃,并在100℃时保温60min,小放气,取竹片和黑液;

3) 蒸煮:将预浸渍所得竹片和8.24%的氢氧化钠(以绝干竹片质量计)、5.42%的硫化钠加入蒸煮锅中,30分钟内,从100℃升温至143℃,并保温90分钟。继续升温至160℃,并保温60分钟,放汽、卸料、取黑液、洗涤。

实施例2

1)按质量百分比,称取19.87%的绝干竹片,1.98%的氢氧化钠,0.4%的硫酸镁;77.5%的蒸馏水待用;

2)预浸渍:向蒸馏水中加入步骤1)的绝干竹片、氢氧化钠、硫酸镁,缓慢升温至100℃,并在100℃时保温60min,小放气,取竹片和黑液;

3) 蒸煮:将预浸渍所得竹片和8.24%的氢氧化钠(以绝干竹片重量计)、5.42%的硫化钠加入蒸煮锅中,30分钟内,从100℃升温至143℃,并保温90分钟。继续升温至160℃,并保温60分钟,放汽、卸料、取黑液、洗涤。

实施列3

1)按质量百分比,称取19.9%的绝干竹片,1.98%的氢氧化钠,0.6%的偏铝酸钠;77.62%的蒸馏水待用;.

2)预浸渍:向蒸馏水中加入竹片、氢氧化钠、偏铝酸钠,缓慢升温至100℃,并在100℃保温60min,小放气,取竹片和黑液。

3) 蒸煮:将预浸渍所得竹片和以绝干竹片重量计8.24%的氢氧化钠、5.42%的硫化钠加入蒸煮锅中,30分钟内,从100℃升温至143℃,并保温90分钟。继续升温至160℃,并保温60分钟,放汽、卸料、取黑液、洗涤。

下列为实验分析图:

参见图1,留硅剂留硅效果对比图,图1(a)、(b)、(c)、(d)分别为添加0%、0.2%、0.4%、0.6%留硅剂的留硅效果。对比发现,未添加留硅剂的竹片经过预浸渍和蒸煮工艺后,仅有微量的硅保留下来,添加0.2%-0.6%的留硅剂后,硅保留量明显提高,留硅效果较好。

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