專利名稱：一種用碳酸氫銨作溶劑回收造紙黑液中堿的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及造紙黑液堿的回收方法，特別是用碳酸氫銨作溶劑回收造紙黑液中堿的方法。
我國紙漿生產(chǎn)的方法主要是堿法制漿，堿法制漿的產(chǎn)量大約為紙漿總產(chǎn)量的50％。但是堿法制漿黑液堿回收的發(fā)展，大大低于制漿造紙生產(chǎn)的發(fā)展，這種情況與造紙工業(yè)的發(fā)展極不相稱，形成了造紙用堿供應(yīng)緊張，廢水排放污染嚴(yán)重等不良后果。造紙黑液是制漿過程中產(chǎn)生的一種堿性高濃度廢水，它含有大量的木質(zhì)素、有機(jī)物、無機(jī)物和有效堿，是造成我國水域污染的主要污染源之一，因此，黑液的綜合治理、變廢為寶、如何充分利用物質(zhì)資源的問題一直是研究的熱點(diǎn)，而黑液中的木質(zhì)素回收和堿回收是兩大主要利用途徑。如何回收木質(zhì)素如文獻(xiàn)1劉清，劉健，《環(huán)境污染與防治》17(3)，6，1995所述的通常采用無機(jī)酸沉淀法、煙道氣分離法、超濾法、離子交換法和沉淀劑分離法。其中以無機(jī)酸沉淀法最為普遍，用硫酸、鹽酸或磷酸加入到堿性黑液中，使黑液pH降至4以下，即有90％的木質(zhì)素沉淀析出，但該法只考慮了木質(zhì)素的回收，而未考慮回收木質(zhì)素后含堿濾液的回收，造成了二次污染。黑液堿回收的方法如文獻(xiàn)2張珂，周思毅，“我國草漿廠蒸煮廢液治理技術(shù)研究”《中國環(huán)境科學(xué)》12(1)，1992和文獻(xiàn)3潘錫五，“促進(jìn)造紙堿回收的新發(fā)展”，《中國造紙》4，1989所述的通常采用燃燒苛化法，其工藝由濃縮、燃燒、苛化三個(gè)步驟組成。即黑液經(jīng)加熱濃縮后，加入重油等燃料進(jìn)行燃燒，除去黑液中的木質(zhì)素等有機(jī)物，然后加入氫氧化鈣進(jìn)行苛化，回收其中的堿。該法需補(bǔ)充燃料，運(yùn)行費(fèi)用高。它只考慮堿的回收，并沒有考慮木質(zhì)素等有益有機(jī)物的利用，而木質(zhì)素是一種網(wǎng)狀的高分子原料，是自然界中豐富的可再生資源之一，燃燒后既浪費(fèi)了資源又對(duì)環(huán)境造成了污染。
本發(fā)明的目的本發(fā)明的目的其一是為了克服上述已有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，為了充分利用自然界中豐富的可再生資源，在回收造紙黑液中的有用成分的同時(shí)，不再造成二次污染；其二是為了在回收造紙黑液中木質(zhì)素的同時(shí)，提供一種簡便經(jīng)濟(jì)的用碳酸氫銨作溶劑回收造紙黑液中堿的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的原理是依據(jù)木質(zhì)素溶于堿而不溶于酸的性質(zhì)，向黑液中加入硫酸，將木質(zhì)素沉淀下來，然后在濾液中加入碳酸氫銨溶劑與濾液中的鈉離子結(jié)合生成碳酸氫鈉結(jié)晶析出，碳酸氫鈉經(jīng)加熱分解生成碳酸鈉，并生成二氧化碳和水，再加入氫氧化鈣使碳酸鈉苛化生成氫氧化鈉，分離碳酸氫鈉結(jié)晶后的濾液為硫酸銨溶液，它經(jīng)濃縮后可作為肥料使用或回用于麥草制漿。
本發(fā)明的回收造紙黑液中堿的方法，其特征包括以下步驟(1)在造紙黑液中加入濃度20％重量的硫酸，控制pH為4--2，使90--98％重量的木質(zhì)素沉淀析出；(2)將上述步驟的溶液過濾后，濾液用濃度25--28％重量的濃氨水調(diào)pH至5--10，加入0.1--0.7mol/L的NH4HCO3使其生成NaHCO3結(jié)晶析出，控制反應(yīng)溫度在5--35℃之間，反應(yīng)時(shí)間在0--30min，攪拌速度80--150r/min；(3)在230℃下加熱析出的NaHCO3結(jié)晶，共40min，NaHCO3結(jié)晶分解生成Na2CO3、H2O和CO2(分解率達(dá)100％)；(4)在上述步驟(3)分解生成物中加入5--8％重量的Ca(OH)2完成苛化得到堿；還包括把含22--30％重量的Na2SO4的濾液經(jīng)濃縮后作為肥料或回用與造紙漿液。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于上藝設(shè)備簡單、工藝條件易于控制、成本較低、堿回收率較高，可達(dá)70--78％，從而減少了資源流失和環(huán)境污染。
實(shí)施例1取造紙黑液200ml，加入濃度20％重量的H2SO4調(diào)pH＝4，90％重量的木質(zhì)素沉淀析出；將過濾木質(zhì)素后的濾液用25％重量濃氨水調(diào)到pH＝5，再加入0.3mol/L的NH4HCO3，控制反應(yīng)溫度在10℃，反應(yīng)時(shí)間5min，攪拌速度70r/min，使其析出NaHCO3結(jié)晶。在230℃加熱NaHCO3結(jié)晶，分解生成Na2CO3，在分解生成物中加入5％的Ca(OH)2完成苛化，堿回收率達(dá)70％。實(shí)施例2取造紙黑液200ml，加入濃度20％重量的H2SO4調(diào)pH＝3，96％重量的木質(zhì)素沉淀析出。將過濾木質(zhì)素后的濾液用28％重量濃氨水調(diào)到pH＝6，再加入0.4mol/L的NH4HCO3，控制反應(yīng)溫度在15℃，反應(yīng)時(shí)間10min，攪拌速度80r/min，使其析出NaHCO3結(jié)晶。在230℃加熱NaHCO3結(jié)晶，分解生成Na2CO3，在分解生成物中加入6％的Ca(OH)2完成苛化，堿回收率達(dá)72％。實(shí)施例3取造紙黑液200ml，加入20％的H2SO4調(diào)pH＝2，98％的木質(zhì)素沉淀析出，將過濾木質(zhì)素后的濾液用26％重量濃氨水調(diào)到pH＝7，加入0.5mol/L的NH4HCO3，控制反應(yīng)溫度15℃，反應(yīng)時(shí)間15min，攪拌速度100r/min，使其析出NaHCO3結(jié)晶。在230℃加熱NaHCO3生成Na2CO3，加5％的Ca(OH)2完成苛化，堿回收率達(dá)75％。實(shí)施例4取造紙黑液200ml，加入20％的H2SO4調(diào)pH＝3，96％的木質(zhì)素沉淀析出。將過濾木質(zhì)素后的濾液用27％重量濃氨水調(diào)到pH＝8，加入0.6mol/L的NH4HCO3，控制反應(yīng)溫度20℃，反應(yīng)時(shí)間15min，攪拌速度100r/min，使其析出NaHCO3結(jié)晶。在230℃加熱NaHCO3生成Na2CO3，加7％的Ca(OH)2完成苛化，堿回收率達(dá)73％。實(shí)施例5取造紙黑液200ml，加入20％的H2SO4調(diào)pH＝2，98％的木質(zhì)素沉淀析出。將過濾木質(zhì)素后的濾液用26％重量濃氨水調(diào)到pH＝7，加入0.5mol/L的NH4HCO3，控制反應(yīng)溫度20℃，反應(yīng)時(shí)間15min，攪拌速度120r/min，使其析出NaHCO3結(jié)晶。在230℃加熱NaHCO3生成Na2CO3，加8％的Ca(OH)2完成苛化，堿回收率達(dá)78％。
權(quán)利要求
1.一種用碳酸氫銨作溶劑回收造紙黑液中堿的方法，其特征在于包括以下步驟(1)在造紙黑液中加入濃度20％重量的硫酸，控制pH為4-2；(2)將上述步驟(1)的溶液過濾，過濾木質(zhì)素后的濾液用濃度25--28％重量的氨水調(diào)pH至5-10，加入0.1--0.7mol/L的NH4HCO3使其生成NaHCO3結(jié)晶析出，控制反應(yīng)溫度在5--35℃之間，反應(yīng)時(shí)間在0--30min，攪拌速度80--150r/min；(3)在230℃下加熱析出的NaHCO3結(jié)晶，共40min，NaHCO3結(jié)晶分解生成Na2CO3、H2O和CO2；(4)在上述步驟(3)的分解生成物中加入5--8％重量的Ca(OH)2完成苛化得到堿；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用碳酸氫銨作溶劑回收造紙黑液中堿的方法，其特征在于造紙黑液包括草漿和木漿黑液.
全文摘要
本發(fā)明涉及用碳酸氫銨作溶劑回收造紙黑液中堿的方法。將造紙黑液酸化分離木質(zhì)素,經(jīng)過濾后再將碳酸氫銨加入到造紙濾液中生成碳酸氫鈉結(jié)晶,結(jié)晶經(jīng)加熱分解生成碳酸銨,再經(jīng)苛化后制得氫氧化鈉。該工藝簡單、易于控制、反應(yīng)比較完全、堿回收率較高。
文檔編號(hào)C02F1/44GK1272461SQ9910616
公開日2000年11月8日 申請日期1999年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月29日
發(fā)明者張建安, 張小勇, 韓潤林, 李佐虎 申請人:中國科學(xué)院化工冶金研究所