[0001] 本发明涉及制浆漂白技术领域，具体涉及一种针对化学机械浆碱性过氧化氢工艺的高浓度药液混合方法。

[0002] 随着纸产品的主要功能由信息载体逐步转变为包装材料，能提供纸张松厚度的化学机械浆发展迅速。为节约成本，提高药液使用率，化学机械法制浆工艺中的漂白工艺大多在20‑30％的浓度(即物料中的固体总质量与物料总质量的比值)下进行。碱性过氧化氢漂白工艺是目前化学机械浆的主流漂白工艺，其主要利用过氧化氢在pH为11.5左右的强氧化性破坏浆料中的共轭发色基团，实现漂白纸浆的效果。其工艺要求主要有：(1)因为过氧化氢遇到过渡金属离子会被催化分解为水和氧气，氧气虽然具备氧化性，但很容易与物料体系脱离进入大气环境。因此需要加入药品后尽快升温到达85℃以上，快速完成大部分漂白反应；(2)药液，特别是氢氧化钠要与物料均匀混合，因为过氧化氢在pH为11.5左右的氧化能力最强，pH值过低或过高，过氧化氢都无法发挥最佳性能。物料表面化学结构富含醇羟基，亲水性较好是纤维原料的主要特点。这一特性导致在20‑30％的高浓度下体系中没有游离水，加入的药液无法通过浓度差在纤维原料中实现快速均相混合。药液混合不均匀将直接影响化学漂白处理的均一性，降低化学品反应效率，影响成浆白度。

[0003] 现有漂白工艺中药液混合使用的混合器主要有桨叶混合式，喷淋式和变径螺旋式。对浓度在20‑30％的浆料来说，因为没有游离水，粘度较大不具备流动性，要实现连续式生产必须在管路中使用输送螺旋，因此没有空间使用桨叶式混合器。因为物料表面富含亲水基团，使用喷淋式混合器时，药液在接触物料后，物料对药液的吸附力远大于因浓度差产生的扩散力，此时药液即停留在初始接触的位置，无法实现自发扩散，导致喷淋式混合器效果较差。而变径式螺旋混合器虽然在实现连续生产的同时对吸附药液的物料产生一定的挤压效果，但挤压出来的药液多因重力累积在管道底部，药液的再次分布效果不佳，同时该类设备为了实现物料连续式生成，需要配合电机、主轴及叶片实现对物料的挤压及输送，结构复杂，且挤压设备与浆料和化学品直接接触，对材料耐腐蚀性和强度要求高，造价和运行费用较高，设备维护耗时长，严重影响化机浆企业稳定生产。

[0025] 下面结合实施例对本发明作更进一步的说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

[0026] 此外，以下实施例中的制备过程中如无特别说明的，均为本领域现有技术中的常规手段，因此，不再详细赘述。

[0027] 本发明使用的挤压式混合漂白反应器的结构示意图参考图1至图4，其中：图1和图2为挤压式混合漂白反应器中挤压单元在放松状态下的结构示意图，图3和图4为挤压式混合漂白反应器中挤压单元在挤压状态下的结构示意图。该反应器包括竖直布置的输料管道
2，为了防止物料挤压运输过程中出现堆料、架桥等现象，输料管道的形状设计为上窄下宽。
进一步的，输料管道的底角范围为70°～85°，具体扩口角度视物料条件而定。输料管道2的外部从上至下布置有用于对输料管道进行挤压的若干组挤压单元，输料管道在挤压单元的挤压作用下能够发生弹性形变。挤压单元的数量为至少三组；每组挤压单元包括一对相对布置在输料管道两侧的挤压板3，挤压板的宽度优选设计为输料管道的最大直径，挤压板3连接有用于驱动其进行往复运动的动力单元，动力单元优选为油缸1，相邻高度的挤压板的运动方向不同；优选的，相邻高度的挤压板的运动方向为相互垂直。挤压板3在动力单元的驱动下对输料管道的挤压行程为输料管道半径的1/2～3/5，以保证每次挤压后浆料浓度高于40％。进一步优选的，若干组挤压单元的挤压行程从上至下逐渐减小，但不能低于其对应高度的输料管道半径的1/2。为了根据进料量及混合时间调整出料量，输料管道的底部安装有卸料器4。

[0028] 实施例1

[0029] 一种针对化学机械浆碱性过氧化氢工艺的高浓度药液混合方法，其是利用挤压式混合漂白反应器完成的，本实施例所使用的挤压式混合漂白反应器含有4组挤压单元，相邻高度的挤压单元的运动方向为相互垂直，输料管道的底角为85°。

[0030] 高浓度药液混合方法包括以下步骤：

[0031] 准备相当于0.5kg绝干重量的桉木机械浆浆料。调整电机频率，将设备产能调整至1kg/h。按表1中实施例1的工艺参数将化学品加入到浆料中得到预混料，预混料通过挤压式混合漂白反应器后，得到混合均匀的混合料，混合料的效果图见图5中a图。

[0032] 取50g混合料在水浴锅中进行漂白，漂白反应温度95℃，总反应时间1小时。完成漂白后，将所得浆料倒入1L蒸馏水中，充分搅拌均匀后，使用抽滤装置在垫有滤布的布氏漏斗中用蒸馏水洗涤浆料，直至滤液pH值为7.0±0.5。实施例1成浆的效果图见图5中b图。按照GB/T 7974－2002:(纸，纸板和纸浆亮度(白度)的测定(漫射/垂直法))测量浆料白度。

[0033] 实施例2

[0034] 一种针对化学机械浆碱性过氧化氢工艺的高浓度药液混合方法，其是利用挤压式混合漂白反应器完成的，本实施例所使用的挤压式混合漂白反应器含有8组挤压单元，相邻高度的挤压单元的运动方向为相互垂直，输料管道的底角为70°。

[0035] 高浓度药液混合方法包括以下步骤：

[0036] 准备相当于0.5kg绝干重量的桉木机械浆浆料。调整电机频率，将设备产能调整至1kg/h。按表1中实施例2的工艺参数将化学品加入到浆料中得到预混料，预混料通过挤压式混合漂白反应器后，得到混合均匀的混合料，混合料的效果图见图6中a图。

[0037] 取50g混合料在水浴锅中进行漂白，漂白反应温度95℃，总反应时间1小时。完成漂白后，将所得浆料倒入1L蒸馏水中，充分搅拌均匀后，成浆的效果图见图6中b图。使用抽滤装置在垫有滤布的布氏漏斗中用蒸馏水洗涤浆料，直至滤液pH值为7.0±0.5。按照GB/T 7974－2002:(纸，纸板和纸浆亮度(白度)的测定(漫射/垂直法))测量浆料白度。

[0038] 对比例1

[0039] 对比例1采用喷淋法混合药液。具体操作为：准备相当于0.5kg绝干重量的桉木机械浆浆料。将输送螺旋转速调整为1kg/h，按表1中对比例1工艺参数将漂白化学品喷淋到浆料中，效果见图7中的a图。

[0040] 取50g混合好的浆料在水浴锅中进行漂白，漂白反应温度95℃，总反应时间1小时。完成漂白后，将所得浆料倒入1L蒸馏水中，充分搅拌均匀后，使用抽滤装置在垫有滤布的布氏漏斗中用蒸馏水洗涤浆料，直至滤液pH值为7.0±0.5。对比例1成浆的效果图见图7中b图。按照GB/T 7974－2002:(纸，纸板和纸浆亮度(白度)的测定(漫射/垂直法))测量浆料白度。

[0041] 对比例2

[0042] 对比应用例2采用水平变径螺旋混合器混合药液。具体操作为：准备相当于0.5kg绝干重量的桉木机械浆浆料。将输送螺旋转速调整为1kg/h，按表1中对比例2工艺参数将漂白化学品加入到浆料中，经水平变径螺旋混合器后得到的混合料的效果见图8中a图。

[0043] 取50g混合好的浆料在水浴锅中进行漂白，漂白反应温度95℃，总反应时间1小时。完成漂白后，将所得浆料倒入1L蒸馏水中，充分搅拌均匀后，使用抽滤装置在垫有滤布的布氏漏斗中用蒸馏水洗涤浆料，直至滤液pH值为7.0±0.5。对比例2成浆的效果图见图8中b图。按照GB/T 7974－2002:(纸，纸板和纸浆亮度(白度)的测定(漫射/垂直法))测量浆料白度。

[0044] 表1各个实施例和对比例的反应条件及实验结果

[0045]

[0046]

[0047] *：为体系中总的固形物与总质量的比值

[0048] 从图5‑8可看出对比例1中使用常规喷淋加药的物料混合效果和对比例2中使用的水平式挤压螺旋混合效果较差，混合前后物料的表观色泽均表现出显著的区域性差异，而实施例1和实施例2，使用本发明涉及的挤压式药液混合器的物料在混合前后色泽均表现出良好的均一性，且挤压段数越多药液混合效果越好。从表1的结果可以看到，在相同的处理条件下，采用实施例1和2中混合方法所得混合料的成浆白度显著高于对比例1和2，并且挤压混合次数更多的实施例2的成浆白度最高。其主要原因不同处理工艺下药液混合效果以及使用效率的差异。

[0049] 显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。