高得率制漿,是指主要依靠機械作用使纖維分離的制漿方法。該方法的得率一般高達80%~90%。同時,由于它具有能耗低、污染相對較少的特點,近年來得以迅速發展,使用范圍不斷擴大。
高得率漿漂白屬保留木素漂白,目前所使用的漂白劑主要有過氧化氫、連二亞硫酸鈉、亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉、硼氫化鈉、過氧乙酸、FAS和臭氧(O3)等。過氧化氫、連二亞硫酸鈉、亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉這三種漂白劑或它們的組合在工業中得到廣泛使用。
綜合考慮經濟效益和環境保護,目前高得率漿漂白普遍采用過氧化氫漂白法。作為一種無氯漂白劑,過氧化氫能在提高紙漿白度的同時,消除漂白廢水的毒性,大大降低漂白廢水的BOD和COD負荷,因此是一種理想的無污染紙漿漂白劑。
過氧化氫漂白高得率漿的機理是與木素結構單元苯環反應,實際上就是破壞木素醌型結構的反應,其結果是:有色醌型結構變成了無色的其他結構,甚至碎解為低分子脂肪族化合物,同時產生新的鄰醌和對醌結構[1]。所以高得率漿經過H2O2漂白后,漿中木素的羰基和鄰醌結構含量都會減少,紙漿白度有一定提高[2],但并沒達到預期目的。目前,普遍認為H2O2對木素醌型結構漂白效率不高是造成高得率漿白度不高的主要原因[3]。而過氧化氫漂白本身還存在著一大固有缺陷,即H2O2容易無效分解,從而使漂白效果降低。
HOOH + HO-→HOO-+ H2O
HOO-+ H2O2→H2O + HO-+O2
H2O2活化劑的選用就是為了克服或減少這一缺點,以提高其漂白效率。具體到高得率漿H2O2漂白中,目前所研制的活化劑反應機理主要可分為兩大類:第一類是活化劑將木素轉變為醌型結構,以便過氧化氫與其反應;第二類是活化劑對HOO-起保護作用,或產生一種甚至比它更強的氧化劑對漿料進行漂白。
1 傳統H2O2漂白活化劑
傳統H2O2活化主要集中在無機氯化物(如二氧化氯、次氯酸鹽、氯氣等)、高錳酸鉀、硫酸等低分子化合物上,其活化機理大多屬于第一類。但隨著漂白效率和環保要求的提高,這類活化劑已經逐漸被新型活化劑所取代,下面以傳統活化劑中的NaClO為例作介紹。
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