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近年來，無元素氯漂白(ECF)和完全無氯漂白(TCF)的研究，取得很大進(jìn)展和可喜成果。從完全消除有機(jī)氯化物來看，無疑必須走TCF漂白路線。從我國實(shí)際情況來看，工廠全部采用TCF漂白，對大多數(shù)中小紙廠是有一定難度的。ECF漂白在諸多方面有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，建議有條件的紙廠予以考慮采用。
本文就二氧化氯在造紙工業(yè)中的應(yīng)用前景問題進(jìn)行一些討論。
1 TCF漂白的得失問題
瑞典和芬蘭對TCF漂白進(jìn)行過深入研究，并在生產(chǎn)中已付諸實(shí)施。例如芬蘭新建的Enocell工廠，一般生產(chǎn)的針葉木漿卡伯值為15，采用TCF漂白可以得到較高白度。但和卡伯值20及用ECF漂白的紙漿比較，低卡伯值且采用TCF漂白得到的紙漿得率較低。當(dāng)卡伯值從30.8降低至14時(shí)，漂白漿得率將從45.5%減小到43.7%，隨著卡伯值降低帶來漂白松木漿得率的下降，會(huì)使漂白漿生產(chǎn)所需的木材用量增加5%～10%。
采用Super Batch蒸煮方法時(shí)，在卡伯值為30的未漂漿，其平均得率比硫酸鹽漿的得率高1.5%。當(dāng)為了使紙漿適應(yīng)于采用TCF漂白，延長蒸煮至紙漿卡伯值20以下時(shí)，就失去了Super
Batch蒸煮方法得率較高的優(yōu)點(diǎn)。
若采用改良連續(xù)蒸煮(MCC)，在一給定卡伯值下每噸紙漿比普通硫酸鹽法蒸煮要多消耗1%的木材。當(dāng)卡伯值從30進(jìn)一步降低至20時(shí)，漂白漿的木耗比硫酸鹽法漿的木耗高2.2%。因此，這種蒸煮到低卡伯值以適應(yīng)用TCF進(jìn)行漂白的做法，可能增加對木材資源的壓力。
TCF漂白時(shí)的得率損失也比ECF漂白時(shí)的損失大，桉木漿用D-Eo-D(即ECF)順序漂白，紙漿得率為97.5%，若用A-ZQ-Eop(即TCF)順序漂白，得率為96.5%。采用臭氧的TCF漂白，紙漿得率比用ECF漂白時(shí)低0.5%～1%。
此外，有幾篇文章對斯堪的納維亞針葉木TCF漿的強(qiáng)度損失作了報(bào)道。如固定抗張強(qiáng)度時(shí)，撕裂強(qiáng)度比規(guī)定值低10%～20%。
制取TCF紙漿時(shí)，不僅增加木材消耗，損失紙漿強(qiáng)度，而且增加漿廠化學(xué)品回收系統(tǒng)的負(fù)荷。因此，權(quán)衡ECF和TCF漂白的得失，可以認(rèn)為ECF漂白順序在近期或者中長期仍將有廣闊的前景，這就意味著二氧化氯在紙漿漂白中的前景十分可觀。
2 二氧化氯可作為單獨(dú)漂劑使用
二氧化氯能單獨(dú)用作漂白紙漿的氧化劑，在低濃和低溫下用二氧化氯處理未漂漿，以后經(jīng)熱堿抽提，再于較高溫度和較高濃度下用二氧化氯進(jìn)行第二次處理。如此進(jìn)行的DED三段漂白，可以使硫酸鹽漿漂至72～82G.E.白度，使亞硫酸鹽紙漿漂至85～89G.E.白度。
如果第一段二氧化氯用40℃高溫漂白，則硫酸鹽漿也可漂至較高白度。例如D25℃ED漂后紙漿白度為78.7G.E.，而用D40℃ED可漂至81.4G.E.白度。在40℃、12%漿濃條件下，2h可將加入的二氧化氯(對絕干漿重為2.35%)全部消耗。
對亞硫酸鹽漿，除去樹脂是一個(gè)重要問題，用CEDED漂白順序，漂后漿中樹脂含量為1.50%，而用DEDED漂白順序，漂白漿中樹脂含量僅為0.77%。
用二氧化氯作為紙漿漂白劑，不僅漂白紙漿強(qiáng)度高，而且紙漿白度穩(wěn)定性好。采用DED漂白順序，可以由亞硫酸鹽白樺漿制出一種白度高而白度穩(wěn)定性好的溶解漿。用硼氫化鈉處理后，紙漿在烘箱中于105℃加熱18h，經(jīng)熱老化以后，溶解漿的白度僅從96.1G.E.降低至95.7G.E.，這可能是能制出的最白、最穩(wěn)定的紙漿之一。
更為可貴的是：作為我國東北主要造紙用材的落葉松，所制紙漿可漂性差，采用CEH三段漂白時(shí)，即使用氯量達(dá)15%以上，紙漿白度也僅能達(dá)60%左右，而在有效氯用量為8%的條件下，采用DEDED漂白順序，可使落葉松紙漿漂白到84%的白度，而且白度穩(wěn)定性也很好。
3 用二氧化氯漂白可降低AOX的生成
在相同有效氯用量下，二氧化氯產(chǎn)生的AOX是用元素氯產(chǎn)生的AOX的1/5。為進(jìn)一步減少二氧化氯漂白時(shí)生成的AOX，已提出了各種措施。例如：二氧化氯段采用低漿濃；取消二氧化氯和堿抽提段之間的洗滌段；應(yīng)用氧化加強(qiáng)堿抽提段；在二氧化氯段采用變動(dòng)pH方法(開始時(shí)用低pH2～4，最后用高pH8～9)；加化學(xué)助劑(例如二甲基亞砜、氨基磺酸或過氧化氫)，都可減少二氧化氯漂白時(shí)有機(jī)氯化物的生成。
但在一些工業(yè)二氧化氯溶液中，所含元素氯占總有效氯量的3%～5%，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式估計(jì)：由二氧化氯段生成的AOX中，大約21%左右是由其中的氯產(chǎn)生的有機(jī)氯化物生成。因此，完全除去二氧化氯溶液中的氯，至少可以減少20%的AOX。國外已有文獻(xiàn)介紹：加少量過氧化氫可以消除工業(yè)二氧化氯溶液中的氯。
實(shí)際上，加H2O2來減少AOX生成的這種措施，增加的化學(xué)品費(fèi)用相當(dāng)小，因?yàn)橛煤?%氯的工業(yè)二氧化氯溶液漂白普通硫酸鹽漿(卡伯值30)，為消除氯所需的H2O2只有0.14%(對漿)。因此，此法在技術(shù)上可行，在經(jīng)濟(jì)上合理。
4 制取二氧化氯有新法
制備二氧化氯的方法很多，如R2、R3、R4、R5、R6法等。我國廣西賀縣漿廠和柳江造紙廠外購的二氧化氯制造設(shè)備，是用加拿大ALBRIGHT&WILSON公司的R8法；內(nèi)蒙古扎蘭屯紙漿廠是用瑞典CELLCHEM公司的R8法。R8法制取二氧化氯時(shí)是采用NaClO3+CH3OH(甲醇)，甲醇價(jià)高，故成本稍高，副產(chǎn)品需要處理。
加拿大已研究了制取二氧化氯的R10法，這種方法是R8法制取二氧化氯的改良法。R10法可以使制取每噸二氧化氯節(jié)約0.25t酸，不需中和由R8法產(chǎn)生的倍半酸，也可使每噸ClO2節(jié)約氫氧化鈉0.2t。
5 五氧化二釩的催化活化作用
用二氧化氯漂白紙漿時(shí)，二氧化氯有可能分解成氯酸鹽，降低了二氧化氯的漂白能力。
著名漂白專家Rapson提出：小心控制二氧化氯漂白段的pH至4，可減少氯酸鹽的生成及提高二氧化氯漂白時(shí)的白度效應(yīng)。他還提出加入五氧化二釩，在70℃和pH=4的條件下，可以得到最大的白度效應(yīng)，因?yàn)槲逖趸C在這種條件下可起催化活化作用，使二氧化氯在漂白過程中分解生成的氯酸鹽重新生成二氧化氯，使二氧化氯發(fā)揮充分的漂白效果。
NaClO3+2H++2Cl-→NaCl+ClO2+1/2Cl2+H2O
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