【经验】造纸过程中无污染化学品你知道吗？

2017-05-20 纸引未来 纸引未来网

欢迎提供新闻线索，一经采用将支付稿酬：sf023@shunfengpaper.cn

核心提示：近几年，造纸工业中纸浆漂白引起的有机氯化物对环境的影响问题，促进了环境友好型漂白技术的发展。

在全无氯漂白（TCF）和无元素氯漂白（ECF）中，过氧化氢是关键的造纸化学药品。

　　多数H2O2漂白被用于机械浆或半化学机械浆保留木素式的漂白，其中H2O2被用来除去木素结构中的发色基团。

2O2漂白系统中的主要反应为向H2O2中加入碱后过氧氢根阴离子的形成。纸浆的漂白效果很大程度上取决于过氧氢根阴离子。

　　由于在漂白化学助剂、过程水以及未漂浆中存在锰、铁以及铜等过渡金属离子，因此控制由过渡金属离子引起的H2O2分解显得尤为重要。在机械制浆中，为了达到漂白的目的以获取最高浓度的过氧氢根离子而除去发色基团，需要减少过渡金属离子的数量。

　　除去发色基团的反应所消耗的H2O2只是所消耗的总的H2O2的一部分，大部分H2O2被过渡金属离子无效分解了。传统的漂白工艺采用温和的碱性条件来控制H2O2的分解，利用加入镁盐和硅酸盐来稳定过氧化氢，或者通过预先进行酸洗或添加螯合剂来除去过渡金属离子。

　　含有纸浆的H2O2溶液与不含有纸浆的H2O2溶液相比，其分解机理是不同的。过渡金属离子与H2O2反应的方式很大程度上取决于所处的化学环境，而这环境可能会被稳定剂以许多不同的方式所改变。

　　镁盐作为稳定剂

　　在H2O2溶液中，少量的镁盐就能几乎完全阻止分解反应的进行。许多研究报道了镁离子在过渡金属离子引起的H2O2分解反应中所表现出的稳定或失稳机理。已经发现，镁离子能够抑制铁离子和铜离子的催化作用，但却能激活锰离子的催化作用。

　　镁离子通过捕获过氧阴离子自由基来稳定碱性H2O2溶液，进而来打断自由基链的分解反应。镁离子和过渡金属离子一起，利用过氧自由基和Mg（II）结合形成的MgO2，通过干扰自由基来稳定分解反应。

　　由于铁离子能够产生自由基，因此上述理论适合铁离子存在的情况下；镁离子和金属离子之间的直接作用是镁离子起到稳定H2O2的主要原因。最好的方法是在加入碱和H2O2之前向纸浆中加入镁离子，这样可以减少不具有稳定剂作用的氢氧化镁的形成。而具有活性的稳定剂是一种镁的有机金属复合物。

　　硅酸盐作为稳定剂

　　在H2O2漂白中，硅酸钠具有有益的影响。可是，它的具体作用和作用机理还不确定。硅酸盐的主要作用是使得过渡金属离子失活，从而降低它们对H2O2分解的催化活性。

　　在pH<11时，铁离子和锰离子存在的情况下，硅酸钠作为稳定剂具有很好的作用。但是，当铜离子存在时，却起到催化分解的作用。

　　一般来说，从固态溶液的概念出发来解释，固态硅酸盐能够快速地沉淀从而起到稳定作用。当硅酸盐与钙离子和镁离子接触时就会发生沉淀。当镁离子的比例大于钙离子的比例时，会产生少量的沉淀。这是由于镁离子的沉淀不如钙离子的沉淀更具有黏性。

　　然而，在漂白过程中产生硅酸盐沉淀仍然是一个问题。另一方面，在漂白过程中采用Mg（OH）2可以提高硅酸盐作为稳定剂的效果。