蒸煮过程中硅的脱除特点

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《常用非木材纤维碱法制浆实用手册》第138页（1384字）

1．蒸煮过程中硅溶出和硅吸附的阶段性。

芦苇硫酸盐蒸煮过程中的硅溶出和硅吸附过程，按照黑液硅浓度和残碱浓度的相互关系曲线可以大致分为三个阶段(见图4－2－12)。

图4－2－12 硅浓度与残碱浓度的关系

第一阶段——硅溶出阶段，从蒸煮开始至黑液浓度达到最大值为止，一般为升温至100℃左右。该阶段碱浓度和蒸煮温度是硅溶出的主要影响因素。在用碱量低于脱除绝大部分硅所需的最低用碱量(10%左右)时，黑液最大硅浓度与用碱量成正比，当用碱量超过此值，黑液最大硅浓度与用碱世几乎无关(见图4－2－13)。增加温度可提高硅溶出速度(见表4－2－4)，因此低碱浓度预浸必须加温才能有效地脱硅。用碱量5%，升温至90℃，脱硅效率可达43%。

图4－2－13 用碱量与黑液中最大硅浓度的关系

第二阶段——少量硅吸附阶段，该阶段持续时间的长短取决于黑液残碱的高低。在该阶段黑液中少量溶解的硅重新吸附在纤维表面，大部分溶解硅仍以硅酸钠溶胶的形式存在于黑液中。

第三阶段－—大量硅吸附阶段，当残碱降至临界点(2．3g／L左右)，黑液中大量溶解硅沉淀出来吸附在纤维表面，浆中稳定吸附硅(用水洗不出的)和不稳定吸附硅(用水可洗出的)的量都显着增加，其总和可高达至系统总硅量的3／4(见图4－2－14)。但黑液中残碱趋于零时，仍残留少量的水溶性硅。

图4－2－14 用碱量10%的全苇蒸煮时的硅的分布

该阶段主要影响因素是残碱浓度。但在一般芦苇硫酸盐法蒸煮的用碱量条件下，为了防止木质素的重新吸附，一般掌握蒸煮终点的残碱不低于6g／L左右。这一值高于临界点上的残碱浓度2．3g／L，因此大量硅吸附阶段一般不会发生。

表4－2－4 蒸煮温度对硅溶出的影响(用碱量20%)

2．芦苇不同部位硅溶出和硅吸附的不同均匀性

芦苇叶部的硅含量为7．2%，茎部为2．2%，叶部为茎部的3．3倍。占芦苇总重量20%的苇叶的含硅量占芦苇总含硅量的45%。

比较图4－2－15和图4－2－16可以看出，在第一阶段苇叶的硅溶出速率是苇茎的3倍左右，黑液中最大硅浓度约为苇茎的5倍。在黑液浓度相近的情况下，稳定吸附硅量约为苇茎的3倍。总之苇叶与苇茎相比，具有硅含量高，硅溶出速度快，吸附表面大，吸附量大，蒸煮黑液含硅量高等特点。因此在备料中尽量除去苇叶对减轻制浆造纸过程中的硅干挠问题具有现实意义。

图4－2－15 用碱量20%苇叶硅的分布

图4－2－16 用碱量20%苇茎的硅的分布