堿法制漿
[拼音]:jianfa zhijiang
[外文]:alkaline pulping
一種應(yīng)用堿性溶液蒸煮植物纖維原料的化學(xué)制漿方法。包括硫酸鹽法、燒堿法、石灰法、氧堿法和氨法制漿。后三種方法的應(yīng)用較少,故堿法制漿通常是指前兩種。
硫酸鹽法制漿
蒸煮液的有效成分是氫氧化鈉(燒堿)和硫化鈉,但因用硫酸鈉補(bǔ)充硫化鈉在生產(chǎn)過程中的損失,故被稱為硫酸鹽法。硫酸鹽未漂漿曾稱作牛皮漿,其漂白漿則稱為硫酸鹽漿,通常統(tǒng)稱為硫酸鹽漿。
硫酸鹽法為德國(guó)的C.F.達(dá)爾在1884年所發(fā)明。美國(guó)在1928~1934年首先實(shí)現(xiàn)了對(duì)其蒸煮廢液進(jìn)行堿回收的工業(yè)化。此后由于散裝貨物改為分裝需用大量的包裝紙類,結(jié)果使硫酸鹽法迅速發(fā)展起來。1946年二氧化氯漂白技術(shù)的出現(xiàn),克服了硫酸鹽漿不能漂白到高白度的困難,更加推動(dòng)了本法的發(fā)展。
硫酸鹽法制漿過程如圖:原料首先經(jīng)備料(剝皮、除雜并切成料片),然后用蒸煮液蒸煮成為粗漿。木材原料蒸煮溫度約160~180℃,時(shí)間約2~4小時(shí)。主要是依靠蒸煮液中的OH–、SH–將連接木素大分子間的一些鍵斷開,使木素溶解而從纖維細(xì)胞壁和胞間層中脫除出來。料片經(jīng)脫木素后即分散成為纖維狀態(tài)。Na2S分解生成的 HS–和S2-在堿液中能加速脫木素的作用和緩和強(qiáng)堿對(duì)纖維素的破壞作用。
在蒸煮中還有少量纖維素和一部分半纖維素與堿發(fā)生剝皮反應(yīng)和堿水解作用而溶解損失掉。粗漿經(jīng)洗滌去除蒸煮廢液,并經(jīng)篩選除雜以除去所含有的木節(jié)、纖維束片和塵沙成為細(xì)漿。廢液則由堿回收系統(tǒng)制成蒸煮液,重復(fù)使用。木材中所含有的松香酸酯和脂肪酸酯,在蒸煮過程中形成鈉皂,在堿回收系統(tǒng)的蒸發(fā)過程中可以分離出來一種樹脂酸和脂肪酸的混合物稱為粗硫酸鹽皂的副產(chǎn)品,并可加工成塔羅油。針葉木材中的松節(jié)油在蒸煮時(shí)揮發(fā)成氣體,可以分離收集作為一種副產(chǎn)品。
草類的組織較木材疏松,木素的含量較少并較易脫除。草類的蒸煮,在草片被蒸煮液均勻浸透的條件下,蒸煮的溫度較低,時(shí)間較短。
硫酸鹽法具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)蒸煮廢液中的化學(xué)藥品和熱能的回收系統(tǒng)即堿回收的技術(shù)完善,使工藝過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染物得到有效處理并降低了物料及能源的消耗;
(2)所得紙漿的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良;
(3)適用于幾乎各種植物纖維原料,因而在工業(yè)上得到了最為廣泛的應(yīng)用。
燒堿法制漿
工藝過程與硫酸鹽法基本相同,但使用燒堿溶液進(jìn)行蒸煮,并且在堿回收系統(tǒng)中以碳酸鈉或燒堿來補(bǔ)充生產(chǎn)過程中堿的損失。本法常用以蒸煮闊葉木和非木材植物纖維原料,所得紙漿的質(zhì)量接近硫酸鹽漿。
在燒堿蒸煮液中加入相當(dāng)于纖維原料重量 0.05 ~0.1%的蒽醌,能阻礙有害的纖維素及半纖維素的剝皮反應(yīng)和加速脫木素作用的進(jìn)行,稱為堿蒽醌法制漿。近來常采用本法來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燒堿法。
從堿法制漿蒸煮廢液中回收化學(xué)品和熱能是堿法制漿的一個(gè)重要組成部分,具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和控制污染的作用(見制漿黑液堿回收)。
- 參考書目
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- 張志誠(chéng)主編:《制漿造紙手冊(cè)》,輕工業(yè)出版社,北京,1988。
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