專利名稱：利用造紙黑液制備新型水煤漿分散劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種造紙黑液的資源化處理方法，尤其涉及一種利用造紙黑液制備新
型水煤漿分散劑的方法。
背景技術(shù)：
造紙工業(yè)是一個(gè)能源、化工原料消耗高、用水量大、污染嚴(yán)重的行業(yè)，我國的紙場 制漿造紙規(guī)模小，數(shù)量多，分布廣，缺乏有效的污染治理，并且我國制漿原料以麥草纖維為 主，原料利用率低，黑液成分復(fù)雜，木質(zhì)素是造紙工業(yè)的副產(chǎn)物，它做為主要成分含在制漿 法造紙的黑液中，價(jià)格低廉，來源豐富，且是不可再生性的生物資源，我國造紙行業(yè)每年產(chǎn) 生造紙黑液50億噸，其中木質(zhì)素約含430萬噸。目前大部分作為廢物隨造紙廢水直接排放， 既浪費(fèi)了重要的資源，又嚴(yán)重污染了環(huán)境，因此對(duì)黑液的有效資源化處理顯得非常重要。
對(duì)造紙黑液治理廣泛采用的方法堿回收技術(shù)和酸析木素技術(shù)，酸析法是一種較適 合于中小型紙廠的黑液處理方法，這種方法的原理是木質(zhì)素(黑液中的主要有機(jī)污染物) 的溶解度隨著pH值的下降而下降，一般在pH值降到5.0以下時(shí)就會(huì)析出，一般在pH值降到 5.0以下時(shí)就會(huì)析出。盡管有一定的效果，但投資較大，運(yùn)行成本太高，堿回收投資在5000 萬元以上，僅適合年產(chǎn)3萬噸以上的造紙廠使用。同時(shí)草類黑液中硅的含量較高，在工藝上 對(duì)降低堿回收成本，提高堿回收率還不盡人意，酸析木素可以使木素產(chǎn)品得以回收，但木素 市場銷路不暢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決目前對(duì)造紙黑液的處理技術(shù)不足的問題，提供了一種能將造紙黑液 有效地進(jìn)行資源化處理的方法，并進(jìn)一步優(yōu)化黑液處理后的產(chǎn)品將其用作水煤漿的分散 劑，從而實(shí)現(xiàn)造紙黑液的資源化利用，變廢為寶。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下方案 本發(fā)明的利用造紙黑液制備新型水煤漿分散劑的方法，包括下述步驟 (1)以孔徑為100-300 ii m的機(jī)械振動(dòng)篩過濾造紙廢黑液，濾液再過半透膜分離，
未透過的析出物即為木質(zhì)素，透過的溶液再以單級(jí)膜電滲析器電解，在負(fù)極即析出燒堿；其
中單極膜為高剪切動(dòng)態(tài)膜、剪切強(qiáng)度為140000-160000s—、電滲析器的電極電壓為6-20V ; (2)將步驟(1)所得木質(zhì)素以2-4倍重量的水洗滌后，加入步驟(1)所得燒堿，然
后于攪拌下130-15(TC通入S02至pH = 5. 0_6. 0，反應(yīng)結(jié)束后用水浴干燥，即得木質(zhì)素磺酸
鈉；其中燒堿與木質(zhì)素的摩爾比為1.5 :1-3:1; (3)向步驟(2)所得木質(zhì)素磺酸鈉中加入乙二醇、水和濃硫酸，常溫常壓下反應(yīng)2h 后，即得到新型的水煤漿分散劑；其中木質(zhì)素磺酸鈉與乙二醇的摩爾比為l : 2-1 : 5，水 的量為木質(zhì)素磺酸鈉重量的3-5倍，濃硫酸的重量為木質(zhì)素磺酸鈉重量的1-3%。
為使本發(fā)明的處理方法達(dá)到最佳，步驟(1)中所述機(jī)械振動(dòng)篩孔徑優(yōu)選為 200ym，單級(jí)膜剪切強(qiáng)度為150000s—、電滲析器的電極電壓為12-15V ;步驟(2)中所述燒堿與木質(zhì)素的摩爾比為2 : l;步驟(3)中所述木質(zhì)素磺酸鈉與乙二醇的摩爾比為i : 3。
本發(fā)明的利用造紙黑液制備新型水煤漿分散劑的方法，既對(duì)造紙廢黑液進(jìn)行了有 效地資源化處理和利用，又得到了一種新型的水煤漿分散劑，制備原料來源廣泛，制作成本 低，在造紙黑液的資源化處理中有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 (1)以孔徑為200ym的機(jī)械振動(dòng)篩過濾造紙廢黑液，濾液再過半透膜分離，未透 過的析出物即為木質(zhì)素(平均分子量2400)，透過的溶液再以電極電壓為12V、剪切強(qiáng)度為 150000s—1的單級(jí)膜電滲析器電解，在負(fù)極即析出燒堿； (2)將步驟(1)所得木質(zhì)素lOOg(約0. 042mol)以200g水洗滌后，加入步驟(1) 所得燒堿3. 36g(0. 084mol)，然后于攪拌下130-15(TC通入S02至pH = 5. 0-6. 0，反應(yīng)結(jié)束 后用水浴干燥，即得96. 5g(約0. 039mol)木質(zhì)素磺酸鈉； (3)向步驟(2)所得木質(zhì)素磺酸鈉中加入7. 3g(約0. 117mol)乙二醇、300g水和 2g濃硫酸，常溫常壓下反應(yīng)2h后，即得到新型的水煤漿分散劑。
實(shí)施例2 (1)以孔徑為300ym的機(jī)械振動(dòng)篩過濾造紙廢黑液，濾液再過半透膜分離，未透 過的析出物即為木質(zhì)素(平均分子量2400)，透過的溶液再以電極電壓為6V、剪切強(qiáng)度為 160000s—1的單級(jí)膜電滲析器電解，在負(fù)極即析出燒堿； (2)將步驟(1)所得木質(zhì)素lOOg(約0. 042mol)以400g水洗滌后，加入步驟(1) 所得燒堿2. 52g(0. 063mol)，然后于攪拌下130-15(TC通入S02至pH = 5. 0-6. 0，反應(yīng)結(jié)束 后用水浴干燥，即得94. 6g(約0. 038mol)木質(zhì)素磺酸鈉； (3)向步驟(2)所得木質(zhì)素磺酸鈉中加入4. 7g(約0. 076mol)乙二醇、300g水和 lg濃硫酸，常溫常壓下反應(yīng)2h后，即得到新型的水煤漿分散劑。
實(shí)施例3 (1)以孔徑為lOOym的機(jī)械振動(dòng)篩過濾造紙廢黑液，濾液再過半透膜分離，未透 過的析出物即為木質(zhì)素(平均分子量2400)，透過的溶液再以電極電壓為20V、剪切強(qiáng)度為 140000s—1的單級(jí)膜電滲析器電解，在負(fù)極即析出燒堿； (2)將步驟(1)所得木質(zhì)素lOOg(約0. 042mol)以200g水洗滌后，加入步驟(1) 所得燒堿5. 04g(約0. 126mol)，然后于攪拌下130-150。C通入S02至pH = 5. 0-6. 0，反應(yīng)結(jié) 束后用水浴干燥，即得93g(約0. 037mol)木質(zhì)素磺酸鈉； (3)向步驟(2)所得木質(zhì)素磺酸鈉中加入11. 5g(約0. 185mol)乙二醇、450g水和 2. 5g濃硫酸，常溫常壓下反應(yīng)2h后，即得到新型的水煤漿分散劑。
權(quán)利要求
一種利用造紙黑液制備新型水煤漿分散劑的方法，其特征是包括下述步驟(1)以孔徑為100-300μm的機(jī)械振動(dòng)篩過濾造紙廢黑液，濾液再過半透膜分離，未透過的析出物即為木質(zhì)素，透過的溶液再以單級(jí)膜電滲析器電解，在負(fù)極即析出燒堿；單極膜為高剪切動(dòng)態(tài)膜、剪切強(qiáng)度為140000-160000s-1，電滲析器的電極電壓為6-20V；(2)將步驟(1)所得木質(zhì)素以2-4倍重量的水洗滌后，加入步驟(1)所得燒堿，然后于攪拌下130-150℃通入SO2至pH＝5.0-6.0，反應(yīng)結(jié)束后用水浴干燥，即得木質(zhì)素磺酸鈉；所述燒堿與木質(zhì)素的摩爾比為1.5∶1-3∶1；(3)向步驟(2)所得木質(zhì)素磺酸鈉中加入乙二醇、水和濃硫酸，常溫常壓下反應(yīng)2h后，即得到新型的水煤漿分散劑；所述木質(zhì)素磺酸鈉與乙二醇的摩爾比為1∶2-1∶5，水的量為木質(zhì)素磺酸鈉重量的3-5倍，濃硫酸的重量為木質(zhì)素磺酸鈉重量的1-3％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述利用造紙黑液制備新型水煤漿分散劑的方法，其特征是步驟(1) 中所述機(jī)械振動(dòng)篩孔徑為200ym，單級(jí)膜剪切強(qiáng)度為150000s—、電滲析器的電極電壓 為12-15V。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述利用造紙黑液制備新型水煤漿分散劑的方法，其特征是步驟(2) 中所述燒堿與木質(zhì)素的摩爾比為2 : 1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述利用造紙黑液制備新型水煤漿分散劑的方法，其特征是步驟(3) 中所述木質(zhì)素磺酸鈉與乙二醇的摩爾比為1 : 3。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用造紙黑液制備新型水煤漿分散劑的方法，其步驟為先將廢黑液過濾，濾液再以半透膜分離，將未透過的析出物即木質(zhì)素以2-4倍重量的水洗滌后，加入燒堿，130-150℃下通入SO2，用水浴干燥，即得木質(zhì)素磺酸鈉，再加入乙二醇、水和濃硫酸，常溫常壓下反應(yīng)2h即可；本發(fā)明的利用造紙黑液制備新型水煤漿分散劑的方法，既對(duì)造紙廢黑液進(jìn)行了有效地資源化處理和利用，又得到了一種新型的水煤漿分散劑，制備原料來源廣泛，制作成本低，在造紙黑液的資源化處理中有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C02F1/44GK101700479SQ20091022987
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者張成如 申請(qǐng)人:濟(jì)南開發(fā)區(qū)星火科學(xué)技術(shù)研究院