38總第131期2004年第5期安徽化工改性后的造紙黑液制水煤漿添加劑的研究陳迎(淮化集團有限公司,淮南232038)摘要研究了如何利用造紙黑液中的有效成分制備出質(zhì)優(yōu)價亷的水煤漿添加劑。通過大量的實驗,得出制備水煤漿添加劑的最佳工藝條件:濃度15%的造紙黑液250m中,需加入磺化劑ABl5g,磺化反應(yīng)時間40分鐘,縮合反應(yīng)時間2h通過一系列制漿試驗結(jié)果表明:添加劑性能優(yōu)良,所制取水煤漿能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。關(guān)鍵詞造紙黑液添加劑水煤漿綜合利用在我國造紙廢水排放量大約占工業(yè)廢水總排放量平。隨著中東局勢動蕩不安,石油價格大幅上漲,德土古的10%。黑液對環(huán)境污染最為嚴(yán)重,如不加以治理,能引水煤漿氣化技術(shù)受到重視,國內(nèi)上世紀(jì)90年代引進四起整個水體污染和生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞。黑液是由有機套德士古裝置以來,又有五家正在上馬,對添加劑的需物與無機物兩部分組成,有機物包括:植物纖維原料溶求也越來越大,添加劑的研究工作越來越受重視,先后出的木素,有機酸和半纖維素、纖維素的降解物等物質(zhì);岀現(xiàn)了萘系、丙烯酸系、木質(zhì)素系添加劑。改性后的造紙無機物包括№aOH、NaS、NaOO3、Na2SO4和SiO等。黑液黑液制岀的水煤漿流動性、穩(wěn)定性好,價格低廉,具有廣固形物中無機物約占30%,有機物約占70%,其中的堿闊發(fā)展前景。木質(zhì)素是由樹脂形成的皂化物本身均具有較強的表面1實驗部份活性,組成復(fù)雜,難以經(jīng)濟有效的分離提純,循環(huán)利用,1.1黑液的改性而直接排放對環(huán)境的污染相當(dāng)嚴(yán)重,其治理技術(shù)一直是1.1.1黑液的理化性質(zhì)攻關(guān)的重點。國內(nèi)對黑液制取水煤漿添加劑的報道,主黑液來源于穎上造紙廠,密度1.05gml,pH7.5,固含要是對木質(zhì)素提取磺化和改性。提取木質(zhì)素后排出的量12.1%,木質(zhì)素含量462%。酸性廢液仍然存在嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,針對這些問題1.1.2添加劑的制備開展了造紙黑液制取水煤漿添加劑新技術(shù)研究。通過對取100nml造紙黑液加入反應(yīng)釜(250ml)中,用50黑液中木質(zhì)素有效成分磺化直接制水煤漿添加劑6oml蒸餾水稀釋定量的磺化劑加入反應(yīng)釜中并加入定黑液中木質(zhì)素含量約為黑液中固型物含量的20%~量的甲醛,開始攪拌,同時開始加熱,待指示溫度與設(shè)定30%并且大部分是以堿木質(zhì)素的形式存在。木質(zhì)素主要溫度相差10-15℃時采用當(dāng)達到高設(shè)定溫度時,恒溫數(shù)由三種不同類型的苯基丙烷單體通過脫氫聚合而成小時,到設(shè)定時間時,停止加熱與攪拌,讓反應(yīng)釜自然冷般黑液中有效堿含量1.14%。堿木質(zhì)素完全溶于卻到室溫,打開反應(yīng)釜取出反應(yīng)液,并裝入容量瓶中保黑液中,呈親水膠體,因而不發(fā)生沉淀,堿木質(zhì)素膠體有存,以備制水煤漿之用。帶電的核和溶劑化外殼,構(gòu)成親水基團。由于堿木質(zhì)素磺甲基化反應(yīng)過程為考察磺甲基化反應(yīng)的溫度變親水基團的存在,使黑液具有一定的表面活性。但由于化情況將反應(yīng)過程中的溫度記錄作圖1和圖2堿木質(zhì)素親水膠體基團易被破壞,所以黑液的表面活性不太穩(wěn)定,因此要利用黑液生產(chǎn)水煤漿添加劑必須在堿木質(zhì)素中引入磺酸基陰離子表面活性基團進行改性,利用黑液制取水煤漿添加劑的反應(yīng)原理主要是在木質(zhì)素分子中的烯醇基引入磺酸基。自20世紀(jì)70年代石油危機以來,世界主要發(fā)達國家如美國、日本、加拿大、瑞典、意大利、英國、法國和俄1015羅斯等相繼投入了大量人力,物力和才力尋求代油燃料,進行水煤漿技術(shù)的研究開發(fā)。目前國外水煤漿技術(shù)圖1升溫曲線總第131期2004年第5期安徽化工2實驗結(jié)果與討論(1)在酸化條件和磺化pH值、溫度和其他條件不變的情況下,對黑液磺化時間進行了考查,不同磺化時間8640對水煤漿性能的影響見圖3,由圖3可以看出反應(yīng)時間為30~40min時,制取的水煤漿的粘度較低,流動性較好。1100t/min圖2升溫速度曲線700從圖1、2中可知:升溫曲線平緩光滑,升溫速度曲500線曲折多變?；羌谆磻?yīng)的升溫速度曲線在反應(yīng)開始20~25min有一個明顯的峰值,而在其它時間升溫速度磺化時間比較均勻。結(jié)合兩張圖可以得出,磺甲基化的反應(yīng)溫度圖3磺化時間對制漿粘度的關(guān)系范圍主要集中在75-100℃。(2)改性后的造紙黑液與其它幾種添加劑相比,制1.2添加劑的性能測定漿濃度,流動性和穩(wěn)定性相當(dāng),符合氣化用漿要求,而且為了更好地說明改性后造紙黑液制取的添加劑的制造成本低,價格低廉,容易取得。性能,選用了萘系、木質(zhì)素系和丙烯酸等具有代表性的(3)改性后的造紙黑液對義馬煤、淮南煤、北宿煤添加劑作為比較,而且還對改性后造紙黑液對義馬煤、神府煤和華亭煤的適應(yīng)性都較好,尤其對淮南煤,制漿神府煤、華亭煤、北宿煤和淮南煤適應(yīng)性比較濃度達到69%,能制取高濃度的水煤漿。為了更好的說明磺化產(chǎn)物作為添加劑的優(yōu)異性能(4)目前我國約有近萬家大大小小的造紙廠,遍布對其與具有代表性的各類添加劑制取水煤漿性能進行全國城鄉(xiāng)各地。尚無一家造紙廠的廢水達到國家的排放了表觀粘度、流動性和析水率的比較,結(jié)果如表1。標(biāo)準(zhǔn)。我國造紙廢水的排放量大,每生產(chǎn)一噸成品紙,耗表1磺化產(chǎn)物與各類添加劑制取水煤漿性能比較水400-600t,最高可達1000t,年排總放量為17億ta,添加劑添加劑添加量濃度粘度種類C流動性二十四小時穩(wěn)定如果全國水煤漿氣化添加劑都用改性后的造紙黑液,可析水率%落棒情況減少黑液排放7萬噸/年,具有巨大的環(huán)保效益。用造HY2061004稍有析水落棒到底\紙黑液制取水煤漿添加劑是廢液綜合利用,變廢為寶的HY4066800A稍有析水落棒到底HY600.2601020A稍有析水落棒到底過程。在生產(chǎn)濃度為20%-30%的添加劑過程中無副產(chǎn)萘系0.266740A稍有析水落棒到底物產(chǎn)生,不存在二次污染。質(zhì)素66820A稍有析水落棒到底參考文獻6780A稍有析水落棒到底」[1李寒旭、陳方林、紀(jì)紀(jì)明俊、徐江華、白成志造紙黑液制水煤漿添注:HY20為黑液反應(yīng)20分鐘,HY40為反應(yīng)40分鐘,HY60為反加劑成漿性能研究應(yīng)60分鐘。2]張可、周思毅工業(yè)造紙黑液的綜合利用與防治北京:中國輕工我們選擇其中性能較好HⅣY40添加劑對幾種煤種業(yè)出版社的適應(yīng)性進行研究,如表2。4張榮曾水煤漿制漿技術(shù)北京科學(xué)出版社1996S]李軍造紙黑液制取水煤漿添加劑性能研究表2HY40添加劑對不同煤種的適應(yīng)性比較[6]白成志、李寒旭造紙黑液制取水煤漿添加劑的研究煤種添加劑添加量濃度粘度流動性二十四小時穩(wěn)定7張珂,陳仁悅造紙工業(yè)污染防治技術(shù)與環(huán)境管理.北京:輕工業(yè)析水率%落棒情況出版社.1988□義馬煤681200B稍有析水落棒到底華亭煤0.262.51100B稍有析水落棒到底北宿煤691250B稍有析水落棒到底神府煤621150B稍有析水落棒到底類淮南煤0.2691230B稍有析水落棒到底