机械浆的还原漂白

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制浆造纸手册：第六分册机械法制浆》第344页（1890字）

还原漂白是利用漂白剂的还原作用有选择性地破坏浆中发色基团或将有色物质还原成无色物质，并不除去木素，故漂白得率高。但还原漂白稳定性差，且溶出树脂少，白度提高有限，漂后浆接触空气时易使漂白浆中生成的醇化合物又被氧化而使纸浆返黄。还原漂白剂常用Na₂S₂O₄与ZnS₂O₄；此外还有NaBH₄和KBH₄等。硼氢化物是强还原剂，也是纸浆白度的稳定剂，效果好，但价格高，国外制造高白度机械浆有试用。

纸浆中存在重金属Fe、Cu、Mn等离子影响Na₂S₂O₄漂白效果，漂前应加螯合剂钝化处理。螯合剂有三聚磷酸钠、Na₂HPO₄等，以三聚磷酸钠用量0．5%处理10～20min效果最好。螯合剂处理后可以不经洗涤即可开始漂白。

连二亚硫酸盐用量在0．2～2%，超过1%时白度增加已较少，超过2%更不经济。漂白pH值：锌盐在4．5～6，钠盐在6～7弱酸性下可获较高白度，如图7-5-12所示。桉木等机械浆酸性过高可用碳酸钠等调节pH值到4．5。漂白时间与漂白温度成反比，普遍采用45～65℃。如温度50～60℃，漂白时间约60min；65～75℃时仅需30～45min，100℃时仅需5min；但过高温度下漂白时间过长白度则下降而不易控制。一般在45～65℃温度下漂白10～15min即可达到最终白度的75%左右，20min内可达90%，以后白度提高较慢。漂白温度与pH值之间有最佳关系，如图7-5-13所示。

图7-5-12 Na₂S₂O₄与ZnS₂O₄漂白GW的pH值与白度增值的对比

图7-5-13 不同温度与pH值条件下，连二亚硫酸盐漂白GW对白度的影响

过去纸浆均在2～5%的低浓下漂白，一般略低于4%；因为浓度提高则浆中含空气量增加而使漂剂被氧化，而浓度过低又因浆中水分增加使水中含氧量增多，漂剂损耗也增加。但新发展的中浓技术可以利用浓浆泵脱气，使还原漂白的浆浓提高到10～15%，中浓浆泵或中浓混合器的流态化作用还可将漂剂与浆混合更均匀，增加接触反应；而且中浓使纸浆容积与加入水量减小，漂剂、螯合剂、pH值调节剂用量与加温能耗等均可节约。

用连二亚硫酸盐漂白白度提高较少，浆易返黄，对设备有腐蚀性，对环境有一定污染；单段漂效果不如过氧化物漂白，多用于过氧化物漂后的二段漂。连二亚硫酸盐漂白用升流塔，典型流程如图7-5-14～图7-5-15。

图7-5-14 连二业硫酸盐漂白段流程之一

图7-5-15 连二亚硫酸盐漂白段流程之二

连二亚硫酸盐漂白段的代号国际上有用R、H或HS者，本手册采用代号R；硼氢化合物漂白用代号B。

Na₂S₂O₄与H₂O₂分别漂白GW与TMP时，在同样的漂剂用量下其白度增值见图7-5-16之对比。

图7-5-16 H₂O₂与Na₂S₂O₄分别漂白欧洲松GW与TMP的漂剂用量与白度增值的对比

连二亚硫酸盐漂白不同螯合剂用量与白度增值比较见图7-5-17。

图7-5-17 机械浆连二亚硫酸盐漂白，不同螯合剂用量白度增值比较

在同样的漂剂用量下，H₂O₂氧化漂白的白度增值要比还原漂白高，图7-5-18是香脂冷杉TMP与云杉／香脂冷杉CTMP用H₂O₂、Na₂S₂O₄与NaBH₄单段漂白的白度增值曲线；漂前均在浆浓3%与60℃下用0．5%DTPA预处理30min，漂白时均为浆浓10%与70℃温度，其余漂白条件对比见表7-5-3。

图7-5-18 云杉／香脂冷杉TMP与CTMP用三种不同漂剂单段漂白的漂剂耗量与白度增值对比曲线(左图：香脂冷杉TMP，右图云杉／香脂冷杉CTMP)

表7-5-3 三种漂剂单段漂白其余条件