一种稻草原料亚硫酸铵法蒸煮制备的低白度浆、其制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种稻草原料亚硫酸铵法制备的低白度浆及其方法，低白度浆的白度为５０－６０％ＩＳＯ，裂断长为４．５－７．２ｋｍ，撕裂度为２００－３００ｍＮ，耐折次数为３０－１２１次。所述的制备方法包括亚硫酸铵法蒸煮、氧脱木素，氯化，碱处理，亚硫酸铵法蒸煮是将原料蒸煮成硬度为高锰酸钾值１６－２８，相当于卡伯价２４－５０的高硬度浆。本发明专利技术的低白度浆强度较高，尤其是裂断长和耐折次数已经超过了阔叶木浆的水平，可以直接用于制造新闻纸，书籍，餐巾纸等，或者仅需加入很少的木浆而更广泛的应用于制造其他纸品，大大减少了产品的成本，又保证了产品的强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低白度浆及其制备方法，特别是一种稻草原料亚硫酸铵法蒸煮 制备的低白度浆、其制备方法及其应用。
技术介绍
目前，世界纸浆原料大部分是木材，特别是美国、加拿大、北欧各国和俄罗斯 等发达国家，几乎全部用木材制浆。随着木材需求量的逐年增加，木材价格也不断 上涨。许多木材资源少的国家需要大量引进木材，而即使是木材资源较丰富的国家， 如加拿大，也预计不久就会出现原木供不应求的局面。因此，原料问题已经成为各 国发展制浆工业的重大问题，制浆原料的来源也在不断扩大。在制浆造纸行业，利用禾草类原料进行制桨在我国是较为常见的一种制浆方法。 禾草类植物制浆原料主要包括稻草、麦草、甘蔗渣、龙须草、芦苇、竹、麦秆、棉 秆、高粱秆等，其常用的制浆工艺可以参考《常用非木材纤维碱法制浆实用手册》 以及中国造纸学会碱法草浆专业委员会编写的《常用非木材纤维碱法制浆实用手 册》。用植物纤维生产纸浆的方法有化学法、机械法、化学机械法。化学法制浆是 借助化学作用，通过除去植物纤维原料中的某些成分使原料离解成浆，是一种应用 最广泛的制浆方法，在化学法蒸煮中又分石灰法、烧碱法、蒽醌-烧碱法、硫酸盐法、 亚硫酸盐法蒸煮。如现有技术中的亚硫酸盐法，其工艺过程是首先进行备料，将进行过预处理的 生产纸浆的原料装入蒸球、立锅和连蒸(蒸煮锅、立式蒸煮锅、连续蒸煮器)等设备中， 再加入亚硫酸铵等化学药品，往蒸球、立锅或连蒸中通入蒸汽加热、保温一段时间 后得到粗浆。目前，多数制浆造纸企业都面临着造纸原料紧缺、能源紧张、环境污染、纸浆 特别是草浆质量不高的问题。随着我国加入世界贸易组织，造纸工业面临的形势更 加严峻，企业之间的竞争也日趋激烈。如何降低生产成本，降低污染，提高产品质 量来满足以纸为原料的下游产业，如印刷、新闻出版、包装、巻烟等行业，是造纸4工作者需要考虑的问题。基于上述因素，使得人们不得不进'一步研究如何降低造》E的成本。禾草类制浆技术是一个系统工程，要根据禾草纤维原料的生物结构的不均一性 和化学组成的特殊性对制浆的全过程进行研究，禾草类纤维制浆具有以下特点1. 重备料，除硅，除杂细胞，提高纸浆质量和滤水性，减少黑液的排放；2.禾草纤维脱 木素的特性。由于禾草纤维中有较多的碱易溶木素，使其制浆难度降低，但同时它 又要求有较高的脱木素率才能使纤维解离，因此它的制浆方法应与木材有很大的不 同。3.由于原料中硅含量高，碳水化合物含量高，造成其黑液粘度高，回收难度大。 4.禾草类纤维中含有大量杂细胞，对造纸形成一系列危害。5.草浆的漂白性能较木材 好，易采用短流程进行漂白。稻草是我国普遍使用的纤维原料。与木材比较，稻草的纤维素和木素含量都较 少，半纤维素含量较多，组织结构松疏，碱液容易浸人原料内部，燕煮用碱量较少、 温度较低、时间较短，纸浆得率较低，制浆比较容易。可用烧碱法、硫酸盐法、中 性和碱性亚硫酸钠法制得本色浆和漂白浆。稻草还可用石灰法制取供草纸板用的粗 纸浆，但在亚硫酸氢盐法和酸性业硫酸盐法蒸煮中却成浆质量不佳。黑龙江造纸2003年第4期发表了题为"稻草亚硫酸铵法优化蒸煮工艺条件"的 文章，该文章公开了稻草亚硫酸铵法蒸煮的优化条件，但是该蒸煮的方法所制备的 纸桨的质量不高。另外，白度低于70%IS0的低白度浆所制成的纸品的应用范围越来越广，如新 闻纸，书籍，餐巾纸等，但是由稻草原料制得的低白度浆强度还不能达到直接应用 的要求，需要加入其他由木材制得的浆，因而提高了成本。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种稻草原料亚硫酸铵法蒸煮制备的低白度浆， 该浆强度好，具有较高的裂断长、撕裂度和耐折次数。为了实现本专利技术的目的，提供一种稻草原料亚硫酸铵法蒸煮制备的低白度浆， 所述的低白度浆的白度为50 — 60XISO，裂断长为4.5 —7.2km，撕裂度为200 — 300mN，耐折次数为30—121次，打桨度为32-38。SR;优选所述的低白度浆的裂断长 为5.0—7.2km，撕裂度为220—274mN，耐折次数为50—121次，打浆度为32-36°SR; 更优选所述的低白度浆的裂断长为5.5 —7.2km，撕裂度为240—274mN，耐折次数为 70—121次。本专利技术的另外一个目的在于提供一种上述低白度浆的带l备方法，包货亚硫酸铵' 法蒸煮、氧脱木素、氯化和碱处理，所述的亚硫酸铵法蒸煮是将稻草原料蒸煮成硬 度为高锰酸钾值16—28、相当于卡伯价24-50的高硬度浆；所述的高硬度浆优选硬度 为高锰酸钾值18-27相当于卡伯价29-48;所述的高硬度浆最优选硬度为高锰酸钾值 20-25相当于卡伯价34-42。传统的技术往往将浆的硬度煮得很低，造成桨料强度的大幅下降，本专利技术通过 蒸煮得到硬度较高的桨，再进行后续的处理步骤，保证了得到的低白度浆的强度。本专利技术亚硫酸铵法蒸煮包括如下步骤1) 在稻草原料中加入蒸煮药剂，其中亚硫酸铵的用量为绝干原料量9一13%，液比为l: 2 — 4;2) 通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为120-14(TC时保温20—40分钟，进行小 放汽，继续加热升温至165 — 173'C，保温60—90分钟。蒸煮过程是制浆的关键步骤，由于木材与草类原料的组织结构、微观结构、化 学组成以及木素分子结构等均有差异，因此，在蒸煮过程中脱木素反应历程也有很 大的差别。稻草原料中一般含有较多的半纤维素和较少的木素，而且半纤维素主要 存在于细胞壁里，这就有助于蒸煮脱木素的过程。本专利技术的方法中，对化学蒸煮药 液进行了严格的控制，将其浓度降低，减少对制浆所需要成分如纤维素、半纤维素 的降解和损伤。同时，尽可能减少保温时间，使得稻草原料处于高温的时间縮短， 因而减少了原料中的纤维素和半纤维素的降解。因此，本专利技术的方法中最大限度的 保护了禾草类植物原料中制浆所需的成分，同时大大縮短了保温时间，减少了能耗。本专利技术优选的氧脱木素包括1) 调节蒸煮后所得的高硬度浆的浓度为8 — 18%;;2) 将该浆泵送至氧脱木素反应塔，并通入氢氧化钠和氧气；以及3) 该浆在该氧脱木素反应塔内进行脱木素反应，得到硬度为高锰酸钾值10-14， 相当于卡伯价13-19.8的浆。其中，更优选步骤3)中氧脱木素之后得到的浆的硬度为高锰酸钾值14.5-17.7。 本专利技术对氧脱木素后浆的硬度进行控制，是为了一方面保证木素被尽可能的脱 去，另外一方面又保证了得到的奖的强度。同样，氧脱木素的方法可以釆用现有技 术的任何方法，只需控制处理后浆的硬度在本专利技术限定的范围即可。本专利技术调节高硬度浆的浓度是指将所述的高硬度浆的浓度调节为8_18%，也就是说在中浓条件下进行氧脱木素。中浓氧脱木素的主要优点'是:'投资较少厂—由于'中— 浓混合和泵送技术的成功，浆料的处理比高浓容易得多；浆料浓度较低，设备的腐 蚀少，也没有在氧气中燃烧的危险。本专利技术所述的氧脱木素为单段氧脱木素，在氧脱木素反应塔中进行。在氧脱木 素过程中，所述的浆在该反应塔进口处的温度为95—100'C，压力为0.9—1.2MPa， 出口处的温度为100—105'C，压力为0.2 — 0.6MPa。所述的氧脱木素中用碱量为以氢 氧化钠计对绝干浆量的2—4%,氧气的加入量为20—40kg每吨浆；所述的浆在该反 应塔内的反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稻草原料亚硫酸铵法蒸煮制备的低白度浆，其特征在于，所述的低白度浆的白度为５０－６０％ＩＳＯ，裂断长为４．５－７．２ｋｍ，撕裂度为２００－３００ｍＮ，耐折次数为３０－１２１次，打浆度为３２－３８°ＳＲ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋明信，李洪法，杨吉慧，陈松涛，
申请(专利权)人：山东泉林纸业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]