竹漿深度脫木素蒸煮同步留硅工藝及機(jī)理的研究.pdf

1、合理利用非木材原料對改善我國造紙?jiān)辖Y(jié)構(gòu)具有重要意義,然而非木材原料硅元素含量比木材原料高,在制漿過程中易造成“硅干擾”現(xiàn)象,研究減輕“硅干擾”問題對合理利用非木材原料具有積極的意義。論文對竹漿蒸煮同步留硅工藝及機(jī)理進(jìn)行了研究,本課題在優(yōu)化竹漿蒸煮工藝基礎(chǔ)上探索了二氧化硅的溶出規(guī)律,根據(jù)二氧化硅的溶出規(guī)律采用在蒸煮不同階段添加留硅劑的方式達(dá)到蒸煮同步留硅的目的,并運(yùn)用現(xiàn)代分析儀器XPS、SEM、XRD對留硅機(jī)理進(jìn)行了初步研究。
　

2、　 優(yōu)化后的竹漿蒸煮工藝為:用堿量24%,硫化度24%(NaOH計(jì)),預(yù)浸段液比/成漿段液比=1:4/1:4.5,預(yù)浸段用堿量10%,硫化度12%,剩余堿液在成漿段補(bǔ)加,蒸煮曲線為常溫升溫至100℃用時(shí)60min,在100℃溫度下保溫60min;重新加入藥液后升溫至143℃用時(shí)30min,在143℃溫度下保溫90min,再次升溫至160℃用時(shí)20min,在最高溫度下保溫60min,蒸煮后紙漿卡伯值為26,聚合度為1267,得率為46.

3、71%。
　　 在竹漿優(yōu)化后的蒸煮工藝條件下研究二氧化硅的溶出規(guī)律,原料中的二氧化硅在預(yù)浸段溶出率高于成漿段的溶出率,預(yù)浸段的溶出率為48%,成漿段的溶出率為22.4%。預(yù)浸段pH值高原料中的硅大量溶出,而成漿段的pH值較預(yù)浸段pH值稍低,造成本來已經(jīng)溶出的硅重新吸附沉淀在纖維上。
　　 實(shí)驗(yàn)研究表明偏鋁酸鈉、硫酸鋁、氧化鈣均具有留硅效果,且氧化鈣、硫酸鋁的組合協(xié)同留硅效果優(yōu)于單獨(dú)添加的留硅效果,優(yōu)化后的竹漿蒸煮同步留硅

4、工藝為:用堿量24%,硫化度24%(NaOH計(jì)),預(yù)浸段液比/成漿段液比=1:4/1:4.5,預(yù)浸段用堿量10%,硫化度12%,氧化鈣添加量2.0%,剩余堿液在成漿段補(bǔ)加,蒸煮曲線為常溫升溫至100℃用時(shí)60min,在100℃溫度下保溫60min;加入剩下的蒸煮液,添加硫酸鋁1.04%后升溫至143℃用時(shí)30min,在143℃溫度下保溫90min,再次升溫至160℃用時(shí)20min,在最高溫度下保溫60min。此蒸煮同步留硅工藝條件下總除

5、硅率77.54%,紙漿中二氧化硅含量0.6798%。
　　 SEM-EDAX研究發(fā)現(xiàn)偏鋁酸鈉、氧化鈣都具有留硅效果,但作用機(jī)理不一致,偏鋁酸鈉與硅酸鈉反應(yīng)后形成極細(xì)小的固體顆粒吸附在纖維上,細(xì)小的固體顆粒在纖維上分布均勻,阻止硅向黑液中轉(zhuǎn)移,從而達(dá)到留硅的作用;而氧化鈣與硅酸鈉等反應(yīng)生成了片狀的顆粒吸附在纖維上,而且分布極不均勻;預(yù)浸段添加硫酸鋁、成漿段添加氧化鈣所形成的沉淀物顆粒細(xì)小,而且成分類似沸石;預(yù)浸段添加氧化鈣、成漿段