本发明属于制浆造纸工艺技术领域，具体涉及一种绿色螯合剂(ids)在纸浆过氧化氢漂白中应用的方法。
背景技术：
造纸用木材纤维原料短缺和环境污染问题一直是制约我国制浆造纸工业持续健康发展的障碍。随着木材资源的日益短缺和对环境的重视，非木材纤维及再生植物纤维的利用已经引起世界各国的极大重视。蔗渣是常用的造纸非木材纤维原料，可替代木材纤维用于制浆造纸，减轻木材纤维原料短缺的问题，并且其制浆性能较好，易于蒸煮，化学品用量少于木材纤维。废旧新闻纸是再生植物纤维回用造纸的主要资源之一，其回用工艺流程简单，无需蒸煮，基本没有污染，可有效减轻木材纤维原料短缺和环境污染的问题。但由于纸浆自身携带的及在制浆造纸过程中引入的金属离子、灰分、胶粘剂、木素和溶出的抽出物等，会影响纸浆过氧化氢漂白效果，导致纸张白度达不到预期要求。同时，废纸在碎解和脱墨过程中也会导致纸浆白度的下降。而纸张的白度作为纸张最突出的性质之一将决定纸张的用途，因此纸浆的漂白工艺技术在废纸制浆造纸生产过程中占有重要地位，成纸的质量及白度越高，能量消耗越少，浆料最终使用的范围也就越广。
过氧化氢是全无氯漂白纸浆工艺的主要漂白剂。但在碱性漂白条件下，过氧化氢会发生自身分解，同时过渡金属离子的存在会加快过氧化氢的分解速率，造成漂白效率的降低以及生产成本的增加。此外过渡金属离子还会与木素结合成二次发色基团，影响漂后浆白度的提高。一直是制约过氧化氢漂白技术发展的瓶颈问题。采用螯合剂处理可以有效的阻止过渡金属离子对过氧化氢的无效分解作用。螯合剂与金属离子结合形成稳定的环状结构，可以防止金属离子被纸浆吸收，从而抑制金属离子对过氧化氢的分解作用，提高漂白效果。
目前，广泛采用edta和dtpa作为过氧化氢漂白的螯合剂。但edta在水环境中属于特别难以降解的化合物，它能将重金属离子从固体物质中转移至水溶液中，延伸了这些有毒金属的危害范围和周期。而dtpa的使用有可能是诱导癌症的因素，对人体的健康不利。亚氨基二琥珀酸(ids)是一种新型的氨基酸基螯合剂，它有很强的螯合过渡金属离子的能力和良好的溶解性，且毒性低、可被生物降解，用于纸浆的过氧化氢漂白能够克服传统edta、dtpa螯合剂的缺点。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术缺陷，提供一种绿色螯合剂在纸浆过氧化氢漂白中应用的方法。
本发明通过以下技术方案予以实现。
一种绿色螯合剂在纸浆过氧化氢漂白中应用的方法，包括以下步骤：
1)螯合处理(q段)：向纸浆中加入亚氨基二琥珀酸四钠(ids)作为螯合剂进行螯合处理，所述亚氨基二琥珀酸四钠用量为纸浆绝干含量的0.8wt％～1.2wt％，所述螯合的温度为50℃～80℃；
2)过氧化氢漂白(p段)：步骤(1)所得纸浆经段间洗涤后加入h2o2、naoh、na2sio3、mgso4进行后续过氧化氢漂白处理。
3)漂白后测定纸浆得率，并将纸浆处理后抄片测定其白度、抗张指数、撕裂指数、耐破指数。
优选的，步骤(1)所述纸浆为蔗渣浆或废纸脱墨浆。
优选的，步骤(1)所述纸浆的浆浓为5％～10％。
优选的，步骤(1)所述螯合的温度为60℃～80℃。
优选的，步骤(1)所述螯合的时间为50min～70min。
优选的，步骤(2)中经段间洗涤后纸浆的浆浓为10％。
优选的，步骤(2)所述h2o2的用量为绝干纸浆质量的3％，naoh的用量为绝干纸浆质量的2％，na2sio3的用量为绝干纸浆质量的3％，mgso4的用量为绝干纸浆质量的0.05％。
优选的，步骤(2)所述过氧化氢漂白的温度为70℃。
优选的，步骤(2)所述过氧化氢漂白的时间为120min。
本发明的纸浆过氧化氢漂白方法，使用亚氨基二琥珀酸四钠(ids)作为纸浆螯合处理段的螯合剂，替代传统螯合剂加入纸浆过氧化氢漂白生产线中，最终制备出具有良好性能的纸浆纤维。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明利用绿色螯合剂ids提高纸浆过氧化氢漂白效率的方法，与传统螯合剂edta相比，ids的螯合效果与edta的螯合效果相当，可使蔗渣浆的白度提高2～4％，抗张指数提高5～6％，耐破指数提高20～23％，撕裂指数提高8～10％，可使废纸脱墨浆的白度提高2～4％，耐破指数提高6～11％，撕裂指数提高4～6％。
2、本发明工艺流程简单，可操作性强，反应条件温和且环境友好，不会对环境造成二次污染，环保性能优于传统螯合剂。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施作进一步的说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种绿色螯合剂在蔗渣浆过氧化氢漂白中应用的方法，包括以下步骤：
1)螯合处理(q段)
q段使用亚氨基二琥珀酸四钠(ids)作为螯合剂进行螯合处理，具体为：向浆浓为7wt％的蔗渣浆中加入亚氨基二琥珀酸四钠作为螯合剂进行螯合处理，其中亚氨基二琥珀酸四钠(ids)用量为蔗渣浆绝干浆的1wt％，螯合温度为70℃，反应时间为50min。
2)过氧化氢漂白(p段)
步骤(1)所得蔗渣浆经段间标准洗涤后加入h2o2、naoh、na2sio3、mgso4进行后续过氧化氢漂白。后续过氧化氢漂白工艺条件：h2o2的用量为绝干纸浆质量的3％，naoh的用量为绝干纸浆质量的2％，na2sio3的用量为绝干纸浆质量的3％，mgso4的用量为绝干纸浆质量的0.05％，温度70℃，时间120min，浆浓10wt％。
3)漂白后测定纸浆得率，并将纸浆处理后抄片测定其白度、抗张指数、撕裂指数、耐破指数。
对照实验：如实施例1所述，所不同的是不经过步骤(1)螯合处理段，其它条件都相同，所得蔗渣浆的白度为65.48％iso。
本发明的方法所得蔗渣浆的白度为68.11％iso，提高4.02％，抗张指数提高5.08％，耐破指数提高20.7％，撕裂指数提高8.46％。
实施例2
一种绿色螯合剂在废纸脱墨浆过氧化氢漂白中应用的方法，包括以下步骤：
1)螯合处理(q段)
q段使用亚氨基二琥珀酸四钠(ids)作为螯合剂进行螯合处理，具体为：向浆浓为10wt％的废纸脱墨浆中加入亚氨基二琥珀酸四钠作为螯合剂进行螯合处理，其中亚氨基二琥珀酸四钠(ids)用量为废纸脱墨浆绝干浆的1wt％，螯合温度为80℃，反应时间为50min。
2)过氧化氢漂白(p段)
步骤(1)所得废纸脱墨浆经段间标准洗涤后加入h2o2、naoh、na2sio3、mgso4进行后续过氧化氢漂白。后续过氧化氢漂白工艺条件：h2o2的用量为绝干纸浆质量的3％，naoh的用量为绝干纸浆质量的2％，na2sio3的用量为绝干纸浆质量的3％，mgso4的用量为绝干纸浆质量的0.05％，温度70℃，时间120min，浆浓10wt％。
3)漂白后测定纸浆得率，并将纸浆处理后抄片测定其白度、抗张指数、撕裂指数、耐破指数。
对照实验：如实施例2所述，所不同的是不经过步骤(1)螯合处理段，其它条件都相同，所得废纸脱墨浆的白度为65.04％iso。
本发明的方法所得废纸脱墨浆的白度为66.99％iso，提高3.0％，耐破指数提高11.0％，撕裂指数提高4.7％。
实施例3
蔗渣浆ids螯合与edta螯合的对比实验，包括以下步骤：
1)螯合处理(q段)
q段使用亚氨基二琥珀酸四钠(ids)作为螯合剂进行螯合处理，具体为：向浆浓为5wt％的蔗渣浆中加入亚氨基二琥珀酸四钠作为螯合剂进行螯合处理，其中亚氨基二琥珀酸四钠(ids)用量为蔗渣浆绝干浆的0.8wt％，螯合温度为70℃，反应时间为60min。
2)过氧化氢漂白(p段)
步骤(1)所得蔗渣浆经段间标准洗涤后加入h2o2、naoh、na2sio3、mgso4进行后续过氧化氢漂白。后续过氧化氢漂白工艺条件：h2o2的用量为绝干纸浆质量的3％，naoh的用量为绝干纸浆质量的2％，na2sio3的用量为绝干纸浆质量的3％，mgso4的用量为绝干纸浆质量的0.05％，温度70℃，时间120min，浆浓10wt％。
3)漂白后测定纸浆得率，并将纸浆处理后抄片测定其白度、抗张指数、撕裂指数、耐破指数。
对照实验：如实施例3所述，所不同的是步骤(1)螯合处理段螯合剂替换为edta，其它条件都相同。
表1
本实施例所得蔗渣漂白浆的测试结果如表1所示:数据显示，ids用于蔗渣浆漂白可使纸浆的白度提高2.47％，抗张指数提高5.04％，耐破指数提高22.3％，撕裂指数提高9.7％。传统螯合剂edta用于蔗渣浆漂白可使纸浆的白度提高2.96％，抗张指数提高7.3％，耐破指数提高17.6％，撕裂指数提高5.7％。与传统螯合剂edta的工艺相比，使用该螯合剂的过氧化氢漂白效果与传统螯合剂效果相当。
实施例4
废纸脱墨浆ids螯合与edta螯合的对比实验，包括以下步骤：
1)螯合处理(q段)
q段使用亚氨基二琥珀酸四钠(ids)作为螯合剂进行螯合处理，具体为：向浆浓为5wt％的废纸脱墨浆中加入亚氨基二琥珀酸四钠作为螯合剂进行螯合处理，其中亚氨基二琥珀酸四钠(ids)用量为废纸脱墨浆绝干浆的1wt％，螯合温度为50℃，反应时间为60min。
2)过氧化氢漂白(p段)
步骤(1)所得废纸脱墨浆经段间标准洗涤后加入h2o2、naoh、na2sio3、mgso4进行后续过氧化氢漂白。后续过氧化氢漂白工艺条件：h2o2的用量为绝干纸浆质量的3％，naoh的用量为绝干纸浆质量的2％，na2sio3的用量为绝干纸浆质量的3％，mgso4的用量为绝干纸浆质量的0.05％，温度70℃，时间120min，浆浓10wt％。
3)漂白后测定纸浆得率，并将纸浆处理后抄片测定其白度、抗张指数、撕裂指数、耐破指数。
对照实验：如实施例4所述，所不同的是步骤(1)螯合处理段螯合剂替换为edta，其它条件都相同。
表2
本实施例所得废纸脱墨浆漂白浆的测试结果如上表所示:数据显示，ids用于废纸脱墨浆漂白可使纸浆的白度提高2.43％，耐破指数提高5.9％，撕裂指数提高4.5％。传统螯合剂edta用于废纸脱墨浆漂白可使纸浆的白度提高3.37％，耐破指数提高2.3％，撕裂指数提高5.7％，使用该螯合剂的过氧化氢漂白效果与传统螯合剂效果相当。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例说记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。