桉木硫酸鹽漿螯合劑的應(yīng)用研究

桉木硫酸鹽漿螯合劑的應(yīng)用研究

廣泛用于紙漿中的tf漂白和cet末端的漂白[1.7]。螯合劑處理漿料的方法已得到廣泛的應(yīng)用,其中主要的螯合劑是EDTA和DTPA。研究發(fā)現(xiàn),EDTA在水環(huán)境中屬于特別難降解的化合物,而DTPA則相對容易,但易吸附到固體物質(zhì)上,使得廢水中的總氮含量增加,并且EDTA和DTPA的耐熱性、耐氧化性不夠理想。羥基乙叉二膦酸(HEDP)是一種有機(jī)膦酸類阻垢緩蝕劑,能與鐵、銅、鋅等多種金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,能溶解金屬表面的氧化物,一般光熱條件下不易分解,耐酸堿性、耐氯氧化性能較好。本文初步探討了羥基乙叉二膦酸作為螯合劑在漂白中的工藝條件,并在最佳工藝條件下與DTPA和EDTA螯合劑進(jìn)行了對比實(shí)驗(yàn)。1實(shí)驗(yàn)部分1.1紫外分光光度計(jì)硫酸鹽桉木漿來自山東某制漿廠。Agilent/8453紫外分光光度計(jì),掃描波長199~400nm。羥基亞乙基二膦酸HEDP,山東恒臺(tái)縣金龍化工有限公司DTPA,巴克曼公司。1.2實(shí)驗(yàn)步驟1.2.1硫酸鎂溶液氧脫木素在5L的氧漂罐中進(jìn)行,氧壓為0.5MPa,溫度為100℃,時(shí)間90min,用堿量2.8%,漿濃為10%,硫酸鎂用量0.5%。1.2.2氧化氯用量計(jì)算溫度為80℃,時(shí)間為90min,用量為計(jì)算值的75%,pH值為=2.5~3.0之間,漂后pH=3.63,二氧化氯用量=卡伯值×卡伯因子(0.24)。1.2.3eop段溫度80℃,NaOH1.5%,漿濃10%,pH=10.8±0.2,氧壓2.5MPa,H2O2用量0.35%。1.2.4后煤系過氧化氫漂漂工藝條件在漿濃為5%固定條件下,正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1。經(jīng)Q處理之后,紙漿經(jīng)段間洗滌后過氧化氫漂白,其工藝條件如下:H2O2用量0.3%,NaOH1.5%,溫度90℃,時(shí)間90min,Na2SiO31.0%,MgSO40.2%。1.3可選血漿參數(shù)的測定紙漿各項(xiàng)性能參數(shù)均按相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定。紙漿的己烯糖醛酸(HexA)采用HUT方法確定。1.4測定紙張、紅色度老化箱8根8W的紫外燈管(波長為350nm,每根燈管強(qiáng)度2.7mW/cm2),紙樣距上方燈管19cm,老化時(shí)間為3.5h,然后測定紙張的白度。2結(jié)果與討論2.1氧漂后己烯糖醛酸含量的變化硫酸鹽桉木漿經(jīng)氧脫木素后,卡伯值降低約54.44%,后經(jīng)DHT和EOP段,卡伯值逐漸降低;黏度在氧脫木素段降低較明顯,白度逐漸提高至78.57%ISO;己烯糖醛酸HexA的含量呈降低趨勢(如表2),硫酸銨桉木漿經(jīng)氧漂后,降低較為顯著,這與Buchert、Gellerstedt、Vuorinen、Shin及其Suess所研究的闊葉木材中氧漂并不改變己烯糖醛酸的含量有所不同[8~12]。因此卡伯值沒有進(jìn)行修正。2.2采集實(shí)驗(yàn)結(jié)果:纖維黏度測定隨著pH值的逐漸增加,紙漿經(jīng)過P漂之后,卡伯值在3.0+0.2的范圍內(nèi)波動(dòng),其變化并不是很顯著,但是紙漿的黏度變化比較明顯。在酸性條件下,黏度大致相同,且優(yōu)于在堿性條件下螯合處理。對比空白實(shí)驗(yàn),紙漿黏度較低;pH=4.35為直接將HEDP添加至紙漿中,并無調(diào)節(jié)pH值的情況下,其紙漿性能與在pH<7的情況下區(qū)別不明顯,因此本實(shí)驗(yàn)選擇直接將HEDP添加至紙漿中,并無pH值的調(diào)節(jié)。2.3卡伯值隨比變化的情況,各有側(cè)重、t由表4、表5和圖1可以看出:因素t:對于黏度和白度指標(biāo)都是取t3好,而且對于紙漿黏度,t因素是次要的因素,且黏度作為衡量紙漿的一個(gè)重要因素,在確定優(yōu)水平時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮;對于卡伯值變化不顯著則是取t3好。因素T:對于黏度,取T2或者T3基本相同,對于卡伯值取T3好,對于黏度和白度則是取T2好;另外,對于這三個(gè)指標(biāo)而言,T因素是主要因素,所以T取哪一個(gè)水平對3個(gè)指標(biāo)的影響都較大,這時(shí)可以本著降低消耗的原則,選取T2,減少升溫溫度,以減少紙漿黏度的降解。因素D:對于三個(gè)指標(biāo)來說,都是次要因素,所以選擇D1,降低成本。綜合上述的分析,優(yōu)方案為T2t3D1,即溫度為80℃,時(shí)間為90min、螯合劑用量為0.4%。2.4hedp與edta和dtpa的比較通過表6的對比實(shí)驗(yàn),可以看出在卡伯值相近的情況下,T2t3D1方案的黏度比其他方案都高,且白度和PC值相近,白度都高于85%ISO。因此通過正交實(shí)驗(yàn)確定了HEDP螯合處理的最佳工藝條件,溫度為80℃,時(shí)間為90min,用量為0.4%。在此工藝條件下,將HEDP螯合劑與EDTA和DTPA進(jìn)行對比,結(jié)果如表7。從表7可以看出,經(jīng)過螯合處理之后,紙漿的卡伯值都降低至3左右,黏度都有一定程度的降低,但是DTPA>HEDP>EDTA,白度都高于85%ISO,屬于高白度。紙漿的返黃值HEDP>EDTA>DTPA。對于得率,HEDP較優(yōu)。全面對比,HEDP與DTPA和EDTA實(shí)驗(yàn)結(jié)果相近,但HEDP的價(jià)格低,市場調(diào)查DTPA的市售價(jià)格約為25000元/噸,EDTA市售價(jià)格約為20000元/噸,HEDP的市售價(jià)格約為10000元/噸,因此HEDP作為紙漿過氧化氫螯合劑成本較低,具有一定的開發(fā)意義。3dtpa和edta的用量和用量3.1HEDP作為桉木硫酸鹽漿過氧化氫漂白螯合劑的最佳工藝條件:螯合溫度80℃,保溫時(shí)間90min,其用量為0.4%,pH值為4.35。3.2與DTP