高得率制浆,是指主要依靠机械作用使纤维分离的制浆方法。该方法的得率一般高达80%~90%。同时,由于它具有能耗低、污染相对较少的特点,近年来得以迅速发展,使用范围不断扩大。
高得率浆漂白属保留木素漂白,目前所使用的漂白剂主要有过氧化氢、连二亚硫酸钠、亚硫酸钠或亚硫酸氢钠、硼氢化钠、过氧乙酸、FAS和臭氧(O3)等。过氧化氢、连二亚硫酸钠、亚硫酸钠或亚硫酸氢钠这三种漂白剂或它们的组合在工业中得到广泛使用。
综合考虑经济效益和环境保护,目前高得率浆漂白普遍采用过氧化氢漂白法。作为一种无氯漂白剂,过氧化氢能在提高纸浆白度的同时,消除漂白废水的毒性,大大降低漂白废水的BOD和COD负荷,因此是一种理想的无污染纸浆漂白剂。
过氧化氢漂白高得率浆的机理是与木素结构单元苯环反应,实际上就是破坏木素醌型结构的反应,其结果是:有色醌型结构变成了无色的其他结构,甚至碎解为低分子脂肪族化合物,同时产生新的邻醌和对醌结构[1]。所以高得率浆经过H2O2漂白后,浆中木素的羰基和邻醌结构含量都会减少,纸浆白度有一定提高[2],但并没达到预期目的。目前,普遍认为H2O2对木素醌型结构漂白效率不高是造成高得率浆白度不高的主要原因[3]。而过氧化氢漂白本身还存在着一大固有缺陷,即H2O2容易无效分解,从而使漂白效果降低。
HOOH + HO-→HOO-+ H2O
HOO-+ H2O2→H2O + HO-+O2
H2O2活化剂的选用就是为了克服或减少这一缺点,以提高其漂白效率。具体到高得率浆H2O2漂白中,目前所研制的活化剂反应机理主要可分为两大类:第一类是活化剂将木素转变为醌型结构,以便过氧化氢与其反应;第二类是活化剂对HOO-起保护作用,或产生一种甚至比它更强的氧化剂对浆料进行漂白。
1 传统H2O2漂白活化剂
传统H2O2活化主要集中在无机氯化物(如二氧化氯、次氯酸盐、氯气等)、高锰酸钾、硫酸等低分子化合物上,其活化机理大多属于第一类。但随着漂白效率和环保要求的提高,这类活化剂已经逐渐被新型活化剂所取代,下面以传统活化剂中的NaClO为例作介绍。
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