一種木溶解漿除灰劑及除灰方法與流程
2023-12-11 06:32:47
本發明涉及木溶解漿製備技術領域，特別涉及一種木溶解漿除灰劑,還涉及木溶解漿的除灰方法。
背景技術：
溶解漿主要作為人造棉、醋酸纖維、腸溶性藥片糖衣和醫療人工腎臟等的原材料，現已成為現代輕、紡、醫藥、化工、軍工等工業的重要原料之一。目前，國際上對溶解漿的需求量與日俱增，溶解漿要求高的纖維素含量，低的半纖維素、木素、抽出物和灰分含量。
灰分是指溶解漿在725℃馬弗爐中灼燒後的殘渣，它主要是二氧化矽和鈣、鎂、銅、鐵等離子，灰分高會使粘膠過濾困難，同時灰分中的鐵、銅等離子會加速鹼纖維素老化降解、導致老化工藝波動，甚至還影響粘膠纖維強度和色澤。木溶解漿用戶對溶解漿中灰分含量有嚴格要求，根據品質不同，灰分含量要求分別為低於0.10%（725℃）和低於0.12%（725℃）。
國內外主要利用楊木、桉木、相思木、松木等木材來製備溶解漿，這些原料中灰分含量因產地不同差別較大，含量一般為0.3～0.9%，再加上蒸煮和漂白工序所帶入的無機類化學品，漂白後木溶解漿中灰分含量增加到1.0%左右，這無法滿足木溶解漿用戶對溶解漿中灰分含量的要求。
為了降低溶解漿的灰分，溶解漿生產企業要在紙漿漂白後進行酸處理，一般酸處理ph值控制較低（ph=1-3)，時間較長(1-3小時)，低的ph值處理環境易使溶解漿中部分纖維素發生酸性水解而降聚，溶解漿的平均聚合度會降低，這不但影響溶解漿的反應性能，還會增加酸處理後溶解漿的洗滌水用量。這種工藝對漂後木溶解漿灰分去除率很難達到80%,木溶解漿的平均聚合度降低幅度超過5%。若能探索出除灰效率高又對木溶解漿的平均聚合度影響小的技術，對木溶解漿生產企業將大有裨益。
技術實現要素：
為了解決以上溶解漿中灰分去除率低，現有的灰分去除方法對溶解漿平均聚合度影響大的問題，本申請公開了一種溶解漿中灰分去除率高，對溶解漿平均聚合度影響小的木溶解漿除灰劑。
本申請還公開了一種木溶解漿除灰方法。
首先藉助於除灰劑中的滲透劑來降低漂後木溶解漿中纖維細胞壁縫隙和紋孔處的界面張力，通過吸附擴散至此的螯合劑和氫根離子對殘存在縫隙和紋孔處的過渡金屬離子進行螯合，並對殘存的矽酸根離子進行酸改性使其轉化為矽酸而析出，由於酸用量低，避免了木溶解漿中纖維素聚合度的降低。採用此工藝處理後，漂後木溶解漿灰分去除率超過90%，木溶解漿的平均聚合度降低幅度低於2%。
本發明是通過以下措施實現的：
一種木溶解漿除灰劑，包括滲透劑、混合酸處理劑和螯合劑，其中
滲透劑為壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、十二烷基苯磺酸鈉、op-13和op-15質量比2:2:1:1的混合物；
混合酸處理劑為h2so4、hcl和hac質量比為2:2:1的混合物；
螯合劑為edta二鈉與六偏磷酸鈉質量比為20:1的混合物。
一種木溶解漿除灰方法，包括以下步驟：
（1）滲透處理:將漂後木溶解漿加入塑料密封袋中，加入滲透劑，添加量為絕幹漿質量的0.006-0.06%，用手揉搓1-5分鐘後，密封塑膠袋，將塑膠袋放入恆溫20-40℃，處理時間5-20min；
（2）混合酸處理：將混合酸處理劑添加到經過步驟（1）滲透劑處理後的木溶解漿中，混合酸處理劑添加量為絕幹漿質量的0.25-1.5%，用手揉搓塑膠袋1-5分鐘後，密封上塑膠袋，再將塑膠袋放入恆溫20-40℃，處理時間為10-20min；
（3）螯合處理：將螯合劑添加到經過步驟（2）混合酸處理劑處理後的木溶解漿中，螯合劑用量為絕幹漿質量的0.021-0.21%，用手揉搓塑膠袋1-5分鐘後，密封上塑膠袋，再將塑膠袋放入恆溫20-40℃，處理時間為20-40min，洗至中性。
所述的木溶解漿除灰方法，優選步驟（1）中用蒸餾水調節木溶解漿濃度為5-10%。
所述的木溶解漿除灰方法，優選步驟（1）中滲透劑添加量為絕幹漿質量的0.02-0.04%。
所述的木溶解漿除灰方法，優選步驟（2）中混合酸處理劑添加量為絕幹漿質量的0.7-0.9%。
所述的木溶解漿除灰方法，優選步驟（3）中螯合劑用量為絕幹漿質量的0.09-0.11%。
所述的木溶解漿除灰方法，優選木溶解漿為楊木板皮溶解漿、竹柳溶解漿或桉木溶解漿。
按中華人民共和國紡織行業標準fz/t50010.3-2011和fz/t50010.5-1998分析測試木溶解漿的聚合度和灰分含量。
本發明的有益效果是：
（1）首先通過除灰劑中的滲透劑降低漂後木溶解漿纖維細胞壁的縫隙和紋孔處的界面張力，再添加混合酸處理劑和螯合劑，螯合過渡金屬離子，酸化矽酸根離子而生成矽酸沉澱，對矽酸根離子和過渡金屬離子進行強化分離，由於酸用量低，避免了木溶解漿中纖維素聚合度的降低，從而提高了木溶解漿中灰分的去除率和減少了木溶解漿平均聚合度的降低幅度。
（2）採用本發明所述工藝處理木溶解漿，工藝流程簡單，所用化學品清潔環保。
具體實施方式
為了更好的理解本發明，下面結合具體實例來進一步說明。
實施例1：
採用本發明工藝處理漂後楊木板皮溶解漿，楊木板皮溶解漿的平均聚合度為490，白度81%iso，灰分含量0.77%。
步驟一為：取絕幹楊木板皮溶解漿15g，滲透劑優化用量為0.02%，用蒸餾水調節漿料濃度為8%，用手揉搓1分鐘後，密封塑膠袋，將塑膠袋放入恆溫水浴槽，控制恆溫水浴槽溫度t=30℃，處理時間為10min；
步驟二為：將混合酸處理劑添加到滲透劑處理後的木溶解漿中，混合酸處理劑優化用量為0.9%，用手揉搓塑膠袋1分鐘後，密封上塑膠袋，再將塑膠袋放入恆溫水浴槽，控制恆溫水浴槽溫度t=30℃，處理時間為15min；
步驟三為：將螯合劑添加到混合酸處理劑處理後的木溶解漿中，螯合劑優化用量為0.09%，用手揉搓塑膠袋1分鐘後，密封上塑膠袋，再將塑膠袋放入恆溫水浴槽，控制恆溫水浴槽溫度t=30℃，處理時間為30min.，螯合劑處理後，用蒸餾水洗至濾液呈中性。按上述工藝處理後，楊木板皮溶解漿的平均聚合度為488，白度為83%iso，灰分含量為0.04%。
採用此工藝處理後，楊木板皮溶解漿灰分指標可完全滿足用戶對溶解漿中灰分含量的要求。
實施例2：
採用本發明工藝處理漂後竹柳溶解漿，竹柳溶解漿的平均聚合度為513，白度85%iso，灰分含量0.87%。
步驟一為：取絕幹竹柳溶解漿15g，滲透劑優化用量為0.03%，用蒸餾水調節漿料濃度為8%，用手揉搓1分鐘後，密封塑膠袋，將塑膠袋放入恆溫水浴槽，控制恆溫水浴槽溫度t=30℃，處理時間為10min；
步驟二為：將混合酸處理劑添加到滲透劑處理後的木溶解漿中，混合酸處理劑優化用量為0.8%，用手揉搓塑膠袋1分鐘後，密封上塑膠袋，再將塑膠袋放入恆溫水浴槽，控制恆溫水浴槽溫度t=30℃，處理時間為15min；
步驟三為：將螯合劑添加到混合酸處理劑處理後的木溶解漿中，螯合劑優化用量為0.10%，用手揉搓塑膠袋1分鐘後，密封上塑膠袋，再將塑膠袋放入恆溫水浴槽，控制恆溫水浴槽溫度t=30℃，處理時間為30min.，螯合劑處理後，用蒸餾水洗至濾液呈中性。按上述工藝處理後，竹柳溶解漿的平均聚合度為510，白度為87%iso，灰分含量為0.05%。
採用此工藝處理後，竹柳溶解漿灰分指標可完全滿足用戶對溶解漿中灰分含量的要求。
實施例3：
採用本發明工藝處理漂後桉木溶解漿，桉木溶解漿的平均聚合度為713，白度86%iso，灰分含量0.57%。
步驟一為：取絕幹桉木溶解漿15g，滲透劑優化用量為0.04%，用蒸餾水調節漿料濃度為8%，用手揉搓1分鐘後，密封塑膠袋，將塑膠袋放入恆溫水浴槽，控制恆溫水浴槽溫度t=30℃，處理時間為10min；
步驟二為：將混合酸處理劑添加到滲透劑處理後的木溶解漿中，混合酸處理劑優化用量為0.7%，用手揉搓塑膠袋1分鐘後，密封上塑膠袋，再將塑膠袋放入恆溫水浴槽，控制恆溫水浴槽溫度t=30℃，處理時間為15min；
步驟三為：將螯合劑添加到混合酸處理劑處理後的木溶解漿中，螯合劑優化用量為0.11%，用手揉搓塑膠袋1分鐘後，密封上塑膠袋，再將塑膠袋放入恆溫水浴槽，控制恆溫水浴槽溫度t=30℃，處理時間為30min.，螯合劑處理後，用蒸餾水洗至濾液呈中性。按上述工藝處理後，桉木溶解漿的平均聚合度為713，白度為88%iso，灰分含量為0.03%。
採用此工藝處理後，桉木溶解漿灰分指標可完全滿足用戶對溶解漿中灰分含量的要求。
實施例4：
與實例1相比,省略步驟一中的滲透劑處理操作,其餘操作同實施例1相同，結果為:楊木板皮溶解漿的平均聚合度為488，白度為83%iso，灰分含量為0.14%。
採用此工藝處理後，楊木板皮溶解漿灰分指標不能滿足用戶對溶解漿中灰分含量的要求。
實施例5：
與實例1相比,省略步驟二中的混合酸處理操作，其餘操作同實施例1相同,結果為:楊木板皮溶解漿的平均聚合度為490，白度為81%iso，灰分含量為0.16%。
採用此工藝處理後，楊木板皮溶解漿灰分指標不能滿足用戶對溶解漿中灰分含量的要求。
實施例6：
與實例1相比,省略步驟三中的螯合劑操作處理步驟,其餘操作同實施例1相同，結果為:楊木板皮溶解漿的平均聚合度為487，白度為81%iso，灰分含量為0.15%。
採用此工藝處理後，楊木板皮溶解漿灰分指標不能滿足用戶對溶解漿中灰分含量的要求。
上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受實施例的限制，其它任何未背離本發明的精神實質與原理下所做的改變、修飾、組合、替代、簡化均應為等效替換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。