本發(fā)明屬于制漿造紙領域，涉及一種弱堿性雙氧水漂白體系的P-RC APMP制漿方法。
背景技術：
植物纖維原料短缺和環(huán)境污染問題一直是制約我國制漿造紙工業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的主要障礙。近些年，高得率制漿工藝以其較低的植物纖維資源消耗和環(huán)境污染負荷等優(yōu)勢逐漸受到關注，發(fā)展非常迅速。其中，溫和預處理加盤磨化學處理的堿性過氧化氫機械漿(Pre-conditioning Refiner Chemical pretreatment Alkaline Peroxide Mechanical Pulp，P-RCAPMP)紙漿白度較高、機械強度較好，近些年在高檔紙種中替代漂白闊葉木化學漿的應用方面越來越受歡迎。但是，傳統(tǒng)的P-RC APMP制漿工藝都是以氫氧化鈉為堿性介質。氫氧化鈉的強堿性會導致紙漿得率低、廢水BOD和CODCr負荷重、陰離子垃圾干擾等種種問題，嚴重影響P-RCAPMP制漿漂白的生產(chǎn)操作和成漿質量。因此，近幾年國內外制漿造紙界的科研人員積極開展以MgO或Mg(OH)為堿源的高得率制漿漂白技術的研究工作，并在文獻中公開介紹鎂堿替代鈉堿的高得率制漿漂白技術：1、Linyong Ye等人分別發(fā)表在《Carbohydrate Polymers》雜志2012年第88卷4期第1435-1439頁“Effect of partially substituting MgO for NaOH on bleaching of pine(Pinus massoniana)thermomechanical pulp”中，用MgO部分替代堿性過氧化氫漂白松木類(馬尾松)TMP，主要探討了MgO替代NaOH對漿料性能和廢水特性的影響。研究表明，MgO替代部分NaOH可以降低化學成分在紙漿纖維中的溶出度，提高了紙漿得率，降低了排水負荷。2、趙江鵬等人在《中國造紙》雜志2011年第30卷第7期第1-6頁《鎂堿取代鈉堿的楊木P-RC APMP高濃停留段工藝參數(shù)優(yōu)化》以三倍體毛白楊為原料進行P-RC APMP制漿，探討高濃停留段工藝參數(shù)(NaOH用量、H2O2用量和反應時間)對紙張性能的影響，發(fā)現(xiàn)隨著MgO取代NaOH比例的增加(0～60％)?？箯垙姸?、撕裂度下降，白度、不透明度、光散射系數(shù)、松厚度均增大。3、申請?zhí)?01210029139.X的發(fā)明專利申請公開了一種使用鎂堿的闊葉木P-RCAPMP制漿方法，該方法以氧化鎂為堿源，將純度為85％以上的氧化鎂粉末配制成泥漿狀的氧化鎂懸浮液，將其作為高得率漿漂白的新堿源，部分替代氫氧化鈉加入闊葉木P-RCAPMP生產(chǎn)線中，以提供適宜的pH值環(huán)境，最終制備出性能優(yōu)良的高得率紙漿纖維。
現(xiàn)有文獻或限于對鎂堿替代鈉堿的高得率制漿技術的實驗室及相關理論研究(文獻1、2)；或僅針對在北美盛行的TMP和BCTMP高得率制漿工藝所開展的鎂堿替代鈉堿的相關研究工作(文獻1)，沒有針對我國盛行的P-RC APMP工藝開展相關研究；也有用鎂堿替代鈉堿的P-RC APMP生產(chǎn)工藝的介紹(文獻3)，但其中仍使用了硅酸鈉，硅的存在會引發(fā)制漿廢液黏度上升，特別是設備嚴重結垢等問題，影響制漿系統(tǒng)運行性能。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種以氧化鎂、過氧化氫為主漂劑的P-RCAPMP制漿方法，本方法中用氧化鎂全部替代化機漿雙氧水漂白中的燒堿，并全部替代傳統(tǒng)方法中的硅酸鈉、硫酸鎂，建立新型弱堿性雙氧水漂白體系，這利用了氧化鎂微溶并轉化為氫氧化鎂的特性，代替硅酸鈉起到緩沖溶液作用，保持漂白過程pH值穩(wěn)定；用氧化鎂取代硅酸鈉，避免了硅引起的漂白廢液黏度上升和設備結垢問題，同時從根本上避免了當前采用熱泵或蒸發(fā)濃縮方法處理化機漿廢液過程中的硅干擾問題。將上述漂白試劑在P-RCAPMP制漿工藝管線的適當位置(噴放漿管處)加入，以提供穩(wěn)定的pH值環(huán)境，最終制備出性能優(yōu)良的高得率紙漿纖維。
一種弱堿性雙氧水漂白體系的P-RCAPMP制漿方法，方法的步驟為：
(1)商品木片原料經(jīng)篩選、洗滌、蒸汽預熱軟化等處理后，進入螺旋撕裂機，在擠壓撕裂機出口處加入預先混合的化學品1，進入預浸器，經(jīng)過壓縮的木片在減壓過程中部分恢復原狀并吸收化學藥品；
(2)被預浸漬的木片在反應倉內停留一段時間，進入第一段高濃磨漿機完成機械磨漿；出第一段磨漿機的纖維物料進入噴放漿管，同時加入化學品2，經(jīng)過旋風分離器的汽固分離和冷卻螺旋的漿料濃度調整后，進入高濃停留塔，完成紙漿的漂白；
(3)漂白的紙漿經(jīng)過洗滌后，進入低濃磨漿處理工序，獲得合格紙漿纖維。
所述“化學品1”和“化學品2”成分及其以紙漿絕干纖維計的重量百分比用量分別如下：
所述氧化鎂配制成懸浮液使用，濃度為5％-8％，所述氧化鎂懸浮液單獨設置輸送泵和輸送管線。
而且，所述制漿方法的操作單元的參數(shù)設定范圍如下：
預蒸倉；溫度范圍為60-100℃；停留時間10-30分鐘
反應倉：溫度范圍為50-70℃；停留時間10-50分鐘
擠壓撕裂機：壓縮比大于等于4∶1
一段磨：磨漿濃度為20％-40％；磨漿壓力為0.05-0.5MPa
高濃停留塔：溫度為65-100℃；紙漿濃度20％-40％；反應時間60-100分鐘
消潛池：紙漿纖維濃度為0.5％-10％；溫度為60-100℃
二段磨：磨漿濃度為1％-10％，常壓磨漿
壓力篩：進漿濃度為1％-10％
貯漿塔：紙漿纖維濃度為10-20％。
而且，由所述的制漿方法制得的高得率紙漿性能指標范圍如下：
紙漿得率：85％-90％對絕干木片量；
紙漿中細小組分含量：10％-40％對絕干紙漿量；
紙漿游離度：100-500ml CSF；
紙漿ISO白度：65-80％ISO；
紙漿松厚度：2.5-3.5cm3/g；
紙漿裂斷長：1.5-3km；
紙漿撕裂指數(shù)：1-3mN.m2/g；
噸漿COD發(fā)生量＜200kg；
在噸漿排水15m3條件下，廢液黏度與傳統(tǒng)燒堿法雙氧水漂白工藝相比下降20％-30％。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術取得了以下優(yōu)點和積極效果：
1)建立新型弱堿性雙氧水漂白體系，適用于所有雙氧水漂白，包括化學漿全無氯雙氧水漂白段；
2)利于氧化鎂微溶并轉化為氫氧化鎂的特性，替代氫氧化鈉，還可代替硅酸鈉起到緩沖溶液作用，保持漂白過程pH值穩(wěn)定；
3)取代硅酸鈉，從而避免硅存在導致的制漿廢液黏度上升問題，特別有利于解決當前采用熱泵或蒸發(fā)濃縮方法處理化機漿廢液過程中的硅干擾問題。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
一種弱堿性雙氧水漂白體系制漿方法，所選用的制漿原料、化學藥品和制漿生產(chǎn)設備以及具體的制漿工藝參數(shù)分別描述如下：
一、制漿原材料和設備
制漿中試生產(chǎn)采用商品楊木片，由3-5年生的楊木經(jīng)削片機削成。
鎂堿采用氧化鎂粉末，其物化特性為：白色粉末，無臭、無味、無毒，是高活性的輕燒粉，微溶于水，其水的懸浮液呈弱堿性；難溶于有機溶劑；能溶于酸和銨鹽；商品的純度為85％以上，氧化鈣含量不大于2％，金屬離子雜質含量少(三價鐵離子含量不大于0.2％；二價銅離子含量不大于1ppm；錳離子含量不大于200ppm)。鎂堿需要事先在水的介質中配制成懸浮液，該懸浮液必須單獨設置輸送泵和輸送管線，在P-RCAPMP工藝流程中的“噴放漿管”處單獨加入到紙漿體系中，用量為2％(以絕干纖維計)。鎂堿懸浮液的配制方法如下：
首先，向容積為3L的溶解罐內通入2000kg清水，開啟罐內攪拌器(攪拌器為雙層葉片，攪拌速度為60-100rpm)，連續(xù)向溶解罐內加入約108kg氧化鎂固體粉末，加完后繼續(xù)攪拌10分鐘，然后開啟罐外循環(huán)泵，配制出濃度約為5.4％的氧化鎂懸浮液。
“化學品1”和“化學品2“按照P-RCAPMP制漿工藝流程加入，所包含的化學藥品的用量如下：
上述百分數(shù)是以紙漿中的絕干纖維重量的百分比計，紙漿中的絕干纖維是計算的基準。
二、制漿工藝的具體流程
(1)木片倉中的楊木片經(jīng)洗滌、脫水后，被轉移到預蒸倉，通入蒸汽；接著，經(jīng)預汽蒸處理的木片進入擠壓撕裂機(MSD)，在MSD出口處加入化學品1，進入預浸器，木片經(jīng)受機械擠壓、浸漬吸收化學藥品；
(2)被預浸漬的木片在反應倉內停留一段時間，進入第一段高濃磨漿機完成機械磨漿；出第一段磨漿機的纖維物料進入噴放漿管，同時加入化學品2，經(jīng)過旋風分離器的汽固分離和冷卻螺旋的漿料濃度調整后，共同進入高濃停留塔，在一定的時間和溫度下完成紙漿的漂白，提高紙漿纖維的光學性能；
(3)利用螺旋壓榨機的脫水濃縮和通過消潛池消除紙漿纖維的卷曲扭結的潛態(tài)，進入第二段低濃磨漿，對紙漿纖維進行進一步機械磨解處理，發(fā)展紙漿強度；
(4)紙漿纖維通過壓力篩的篩選、多圓盤濃縮機的脫水濃縮，經(jīng)中濃泵輸送至貯漿塔，備用。
三、具體的制漿工藝參數(shù)
主要操作單元的工藝參數(shù)如下：
預蒸倉：溫度范圍為80℃；停留時間15分鐘；
反應倉：溫度范圍為60℃；停留時間15分鐘；
一段磨：磨漿濃度為35％；磨漿壓力約為0.17MPa；
高濃停留塔：溫度為85℃；紙漿濃度30％；調節(jié)停留塔內的液位(大約73％左右)，以保證漂白時間為90分鐘；
消潛池：紙漿纖維濃度為5％；溫度約為80℃；
二段磨：磨漿濃度約為5％，常壓磨漿；
壓力篩：進漿濃度約為5％；
貯漿塔：紙漿纖維濃度約為20％；
由實施例所生產(chǎn)的高得率紙漿編號為1#。
對比例1
所選用的制漿原料、化學藥品和制漿生產(chǎn)設備與本申請實施例相同：
一、制漿原材料和設備
制漿中試生產(chǎn)采用商品楊木片，由3-5年生的楊木經(jīng)削片機削成。
“化學品1”和“化學品2”添加的量如下：
二、制漿工藝的具體流程
采用的具體工藝流程和工藝參數(shù)都與本發(fā)明實施例1相同。
由對比例1所生產(chǎn)的高得率紙漿編號為2#。
1#和2#高得率紙漿性能對比如下表：
表1
備注：商品氫氧化鈉固體的參考單價為1880元/噸；商品氧化鎂的參考單價為700元/噸；工業(yè)級硫酸鎂的參考單價為1200元/噸。
由表1可以看出，
采用氧化鎂全部替代燒堿應用與傳統(tǒng)漂白化機漿生產(chǎn)時，在成漿強度和白度指標基本不變的情況下，制漿廢液COD下降大約20％，黏度降低大約25％，噸漿成本下降110元左右。