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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(fā)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(yè)中得到廣泛使用。

綜合考慮經(jīng)濟效益和環(huán)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(jié)構(gòu)單元苯環(huán)反應(yīng),實際上就是破壞木素醌型結(jié)構(gòu)的反應(yīng),其結(jié)果是:有色醌型結(jié)構(gòu)變成了無色的其他結(jié)構(gòu),甚至碎解為低分子脂肪族化合物,同時產(chǎn)生新的鄰醌和對醌結(jié)構(gòu)[1]。所以高得率漿經(jīng)過H2O2漂白后,漿中木素的羰基和鄰醌結(jié)構(gòu)含量都會減少,紙漿白度有一定提高[2],但并沒達到預(yù)期目的。目前,普遍認為H2O2對木素醌型結(jié)構(gòu)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(yīng)機理主要可分為兩大類:第一類是活化劑將木素轉(zhuǎn)變?yōu)轷徒Y(jié)構(gòu),以便過氧化氫與其反應(yīng);第二類是活化劑對HOO-起保護作用,或產(chǎn)生一種甚至比它更強的氧化劑對漿料進行漂白。

1　傳統(tǒng)H2O2漂白活化劑

傳統(tǒng)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(huán)保要求的提高,這類活化劑已經(jīng)逐漸被新型活化劑所取代,下面以傳統(tǒng)活化劑中的NaClO為例作介紹。