混合阔叶材原料生产漂白热磨机械浆预处理工艺

权利要求书

1.一种混合阔叶材原料生产漂白热磨机械浆的预处理工艺，其特征在于预处理工艺步骤为：

（1）原料准备：分别对阔叶材原料切片，并混合备料；

（2）浸渍处理：添加为混合阔叶材原料质量的0.5%～1.0%的镁碱、镁的碱性氧化物或添加为混合阔材原料质量的1.0%～2.0%的无机镁盐并与原料混合，加水稀释使原料液比为 1∶3～5，在 80～90 ℃温度条件下浸渍25～35 min；

（3）I段旋压：设定螺旋挤压的压缩比为 1∶3～5；

（4）I段化学浸渍：同时向混合阔叶材原料中添加为原料重量3.0%的NaOH、2%的H2O2、2%的Na-SiO3、0.5%的 DTPA，在 65～75℃温度条件下浸渍50～70 min；

（5）II段旋压：设定螺旋挤压的压缩比为 1∶3～5；

（6）II段化学浸渍：同时添加为混合阔叶材原料质量 2.0%的 NaOH、3.5%的 H2O2、1.5%的 Na-SiO3、0.3%的DTPA，在70～95℃温度条件下浸渍50～70 min；

（7）高浓磨浆：在磨浆机上进行高浓磨浆，磨浆浓度为25%～30%，磨区压力≥0.12 MPa，形成浆液；

（8）补充漂白：向磨浆后所产生的浆液内同时添加为混合阔叶材原料质量1.2%的NaOH、3.0%的 H2O2、1.1%的 NaSiO3，0.3%的 DTPA， 充分混合搅拌；

（9）筛选：过0.15 mm缝筛，良浆消潜备用。

2.根据权利要求1所述的混合阔叶材原料生产漂白热磨机械浆预处理工艺，其特征在于：所述的镁碱，镁的碱性氧化物，无机镁盐等是浓度为≥95%的工业原料；所述的H2O2是浓度为≥30%的工业原料；所述的NaSiO3是Na2O含量为19%～22%的工业原料；所述的DTPA是浓度≈30%的工业原料。

3.根据权利要求1或2所述的混合阔叶材原料生产漂白热磨机械浆预处理工艺，其特征在于：所述的镁碱为氢氧化镁，镁的碱性氧化物为氧化镁或过氧化镁，无机镁盐为氯化镁或硫酸镁或亚硫酸镁或硅酸镁或磷酸镁。

技术领域

本发明属于一种制浆造纸领域，尤其一种适用于BCTMP制浆工艺的混合阔叶材原料生产漂白热磨机械浆预处理工艺。

背景技术

木材原料的高得率制浆技术在国内外均具有较长的发展历史，其制浆方法从早期的磨石磨木浆、木片磨木浆发展到后来的CTMP，所采用的原料主要为各种针叶木材，产品主要用于新闻纸生产。在最近的几十年中，随着造纸技术的不断进步，带补充漂白的 TMP、BCTMP以及 APMP和改型的 PRCAPMP等新的生产工艺不断产生，生产原料也从最初的马尾松、云衫等针叶材扩展到桉木、杨木、枫木等阔叶材，其产品的应用范围亦不断拓展，除原有的新闻纸、纸板、瓦楞原纸和卫生纸外，在铜版纸、LWC纸、白卡纸等高级纸张中的应用也不断获得成功的范例。以TMP和CTMP为例，其产品质量如表1所示。

表1 云衫、杨木化机浆质量指标

在上述生产过程中，植物纤维受到高温和强碱的共同作用，其基本组成成分纤维素大分子可能在很短的时间里受到较严重的降解和破坏，从而导致纤维强度的损失。通常，低溶度积常数(Ksp)的金属氢氧化物的阳离子，被镁碱、镁的碱性氧化物和无机镁盐捕获和沉降形成金属氢氧化物，有利于避免漂白热磨机械浆生产过程中一些直接导致纤维素降解的副反应；另外，镁碱、镁的碱性氧化物和无机镁盐也会对纤维素的降解反应起到抑制作用。应用镁化合物这一性质，对混合阔叶材漂白热磨机械浆进行预处理可以避免其在生产过程中的强度损失。本专利申请人利用实验室现有的设备条件，进行了混合阔叶材原料漂白热磨机械法制浆预处理工艺可行性的探索性实验，在总用碱量为6%、总H2O2用量为5.5%的条件下进行的初步实验结果如表2所示。

表2 课题组混合阔叶材BCTMP初步实验结果

根据表2结果分析认为：在该组实验中，虽然混合阔叶材漂白热磨机械浆的强度指标良好，优于单组份阔叶材化机浆强度(参见表1)，但对于目标纸种要求来说，本次实验所得产品物理性能略低，可能对规模化配抄高档涂布印刷纸和SC-B+纸等高级文化用纸造成不利影响。因此，目前的混合阔叶材化机浆技术还不是十分完善，尚存在许多改善之处。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种混合阔叶材原料生产漂白热磨机械浆预处理工艺，该工艺在基本上不增加化学品消耗的情况下，可有效改善混合阔叶材热磨机械浆物理性能，获得良好的成纸白度。

本发明的目的是这样实现的：

一种混合阔叶材原料生产漂白热磨机械浆的预处理工艺，预处理工艺步骤为：

（1）原料准备：分别对阔叶材原料切片，并混合备料；

（2）浸渍处理：添加为混合阔叶材原料质量的0.5%～1.0%的镁碱、镁的碱性氧化物或添加为混合阔材原料质量的1.0%～2.0%的无机镁盐并与原料混合，加水稀释使原料液比为 1∶3～5，在 80～90 ℃温度条件下浸渍25～35 min；

（3）I段旋压：设定螺旋挤压的压缩比为 1∶3～5；

（4）I段化学浸渍：同时向混合阔叶材原料中添加为原料质量3.0%的NaOH、2%的H2O2、2%的Na-SiO3、0.5%的 DTPA，在 65～75℃温度条件下浸渍50～70 min；

（5）II段旋压：设定螺旋挤压的压缩比为 1∶3～5；

（6）II段化学浸渍：同时添加为混合阔叶材原料质量 2.0%的 NaOH、3.5%的 H2O2、1.5%的 NaSiO3、0.3%的DTPA，在70～95℃温度条件下浸渍50～70 min；

（7）高浓磨浆：在磨浆机上进行高浓磨浆，磨浆浓度为25%～30%，磨区压力≥0.12 MPa，形成浆液；

（8）补充漂白：向磨浆后所产生的浆液内同时添加为混合阔叶材原料质量1.2%的NaOH、3.0%的H2O2、1.1%的 NaSiO3，0.3%的 DTPA，充分混合搅拌；

（9）筛选：过0.15 mm缝筛，良浆消潜备用。

而且，所述的镁碱，镁的碱性氧化物，无机镁盐等是浓度为≥95%的工业原料；所述的H2O2是浓度为≥30%的工业原料；所述的NaSiO3是Na2O含量为19%～22%的工业原料；所述的DTPA是浓度≈30%的工业原料。

而且，所述的镁碱为氢氧化镁，镁的碱性氧化物为氧化镁或过氧化镁，无机镁盐为氯化镁或硫酸镁或亚硫酸镁或硅酸镁或磷酸镁。

本发明的优点和积极效果是：

1、本预处理工艺采用镁碱、镁的氧化物或无机镁盐预处理工艺的混合阔叶材BCTMP制浆技术，与普通混合阔叶材漂白化机浆工艺相比，在总用碱量不增加的条件下，原料制浆得率提高，手抄片物理强度呈不同程度提升，光学性能如白度、返黄值等基本保持不变，完全可以达到高档涂布印刷纸和SCB+纸等高级文化用纸的规模化配抄应用要求。

2、本发明针对目前国内大中型制浆造纸企业普遍存在的优质木材纤维原料供应不足、供货途径不稳定、原料质量波动较大等主要问题，结合目前国内原料结构现状 (大多为含有枝桠材的商品杨木和桉木片混合材)，以镁碱、镁的碱性氧化物、无机镁盐预处理混合阔叶材原料，达到改善成浆强度、拓展原料应用范围的目的；且在成浆指标一定的条件下，还可以降低化学品消耗，减少污染物排放。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

本实施例是以混合阔叶材原料质量为1 000 kg进行详细描述，本实施例适用于BCTMP制浆。

本发明所采用的镁的碱性氧化物包括：氧化镁(MgO)、过氧化镁(MgO2)；所采用的镁盐包括：氯化镁(MgCl2)、硅酸镁(MgSiO3)、硫酸镁(MgSO4)、亚硫酸镁(MgSO3)、磷酸镁(Mg3(PO4)2)。

由于这些镁盐的添加量、功能、效果基本上相同，因此，本实施例仅以磷酸镁为例进行叙述，其他镁盐的举例予以省略。

一种混合阔叶材原料生产漂白热磨机械浆预处理工艺，工艺步骤为：

（1）原料准备：对阔叶材原料切片，按照一定混合比进行备料，最终形成1 000 kg混合阔叶材原料；混合比可根据技术要求进行设定，本实施例中混合质量比为：杨木∶桉木＝60∶40。

（2）浸渍处理：将80 kg的氢氧化镁或者200 kg磷酸镁混合浸入混合阔叶材原料，并加水稀释使原料液比为1∶4，在90℃温度条件下浸渍30 min；

（3）I段旋压：将浸渍后的混合阔叶材原料在挤压机上进行I段螺旋挤压，该螺旋挤压的压缩比为1∶4；

（4）I段化学浸渍：对螺旋挤压后的混合阔叶材原料进行I段化学浸渍，即向混合阔叶材原料中同时添加 30 kg的 NaOH、20 kg的 H2O2、20 kg的 Na-SiO3、5 kg的DTPA，在70℃温度条件下浸渍60 min；

（5）II段旋压：对I段化学浸渍后的混合阔叶材原料进行II段螺旋挤压疏解，螺旋挤压的压缩比为1∶4；

（6）II段化学浸渍：向混合阔叶材原料中添加20 kg 的 NaOH、35 kg 的 H2O2、15 kg 的 NaSiO3、3 kg的DTPA，在80℃温度条件下浸渍60 min；

（7）高浓磨浆：设定磨浆浓度为25%～30%，磨区压力≥0.12 MPa，得到浆液；

（8）补充漂白：向上述所形成的浆液内同时添加12 kg 的 NaOH、30 kg 的 H2O2、11 kg 的 NaSiO3，3 kg的DTPA，并充分混合搅拌；

（9）筛选：在筛选机上过0.15 mm目的缝筛，良浆消潜备用。

上述步骤中的Mg(OH)2，MgO及Mg3(PO4)2均是浓度为≥95%的工业原料；H2O2是浓度为≥30%的工业原料；NaSiO3是Na2O含量为19%～22%的工业原料；DTPA是浓度≈30%的工业原料。

下面通过表3验证本发明的创新效果。采用本发明的预处理工艺后，混合阔叶材BCTMP制浆的得率、物理强度、光学性能指标如表3所示。

表3 混合阔叶材BCTMP制浆的性能指标