纸浆漂白技术的发展现状
在制浆造纸工业的大步向前的发展下纸浆工业漂白技术也发生了巨大变化自从50年代实现了二氧化氯漂白工业化生产又逐步开发出如CEDEDH或CEHDED等制得高白度、高强度纸浆的多段工艺漂白。到1970年中浓氧漂投产运行随后又出现了中浓氧漂氧加强碱抽提和包括EO段在内的短程序三段漂白等新技术[1]。与此同时多段漂白技术造成了环境被严重污染问题。研究学者在漂白废水中发现含有大量的对人体有害的有机氯化物包括某些强致癌物质如二恶英、三氯甲烷等。这些有机氯化物主要来自氯化—碱处理段及次氯酸盐漂白段因此根本处理措施是少用氯或不用氯漂白。无氯元素漂白ECF和全无氯漂白TCF技术应运而生己成为漂白发展的必然趋势。
无元素氯漂白(ECF)是近年来研究的重大漂白技术。主要是为了解决制浆造纸厂漂白废水的AOX二恶英污染而采取的对策。元素氯氯化时会产生有机氯化物其中有十多种具有致癌性致突变性且大部分溶于氯化废液和碱抽出的废液中。次氯酸盐漂白时也会产生一种致癌的三氯甲烷因此ECF漂白就是用全部的二氧化氯代替元素氯和次氯酸盐进行氯化和漂白。虽然使用二氧化氯时仍有机氯化物产生但尚未发现有毒物产生。典型的无元素氯漂白程序是D(EO)D(ED)其中EO是在压力下进行的有时还加有过氧化氢[2]。无元素氯漂白已在世界许多纸浆厂成功地取代了传统的含氯漂剂漂白。1992年有报告指出已有62家工厂其中包括52家硫酸盐浆厂每年生产1200万t ECF浆所有漂白程序第一段都采用ClO2碱抽提段用O2和(或)用H2O2加强(EO、EP或EOP)漂白段用D或P[3]。
在ECF的基础上人们进一步开发出了全无氯漂白(TCF)技术。TCF高白度漂白一般是氧脱木素过的纸浆采用过氧化氢和臭氧进行漂白。其基本流成AQZQP或AQZQ(PO)。式中A为纸浆的酸化处理Q为鳌合剂处理。氧脱木素、臭氧、过氧化氢漂白现在都是在中浓条件进行的。因为不用氯和次氯酸盐也不用二氧化氯废液中无氯离子存在。这样漂白废液经浓缩后或与黑夜一起浓缩后进入碱回收系统后这就实现了无漂白废液排放即清洁生产的愿望[4]。
由于市场的迫切需要特别是不含磨木浆印刷纸和书写纸及各种食品包装如茶叶袋纸、咖啡过滤纸、卷烟纸等的特殊需要TCF漂白浆发展很快。据统计全世界已有60多家工厂其中包括28家硫酸盐浆厂生产TCF浆使用03漂白的TCF浆厂有7家最大产量是1450t/d最小是200t/d。预计到1996年TCF浆的产量将超过500万t。
ECF、TCF漂白技术的不断完善得益于无氯漂剂及其漂白技术研究方面的快速进展现在比较常用的取代含氯漂白剂的方法有H2O2漂白、臭氧漂白、氧漂漂白、过氧酸漂白[5,6]。此外生物漂白、光化学漂白等也极具发展潜力。
在H2O2漂白中过氧化氢破坏木素中的发色基团因而很少降解和溶出木素因此过去几十年内H2O2主要被应用于高得率浆的漂白。随着国际社会对环保问题的日益关注90年代以来化学浆的含氧漂白得到了迅速发展因此过氧化氢用于化学浆漂白已成为纸浆漂白技术发展的必然趋势。技术上由于预处理高浓、高温/压力过氧化氢等措施的采用它的脱木素、漂白效率己大幅度提高。过氧化氢已广泛用于Ep、Zop、Op、PO各段漂白及其它漂程补漂。近年来推广高浓HZOZ漂白之后H2O2的消耗减少漂白的成本降低真正满足了环保经济和质量三方面的要求[7]。随着杜邦新工艺的出现H2O2价格大幅度下降用于纸浆漂白的量H2O2以每年9%速度增加在无氯漂白剂中H2O2作为主力军的地位越来越重要。目前H2O2漂白技术的研究主要集中于预处理过渡金属离子与碱土金属离子的影响高浓、高温/压力H2O2技术的开发等方面[8,9]。
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