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World Pulp and Paper Vol. 8, No. 3

研究开发

Research & Development

麦草碱性亚硫酸盐

-蒽醌制浆和TCF漂白的研究

Alkaline Sulfite-anthraquinone (AS/AQ) Pulping of Wheat Straw and Totally Chlorine

Free (TCF) Bleaching of Pulps

崔　立（Cui Li）编译

摘　要：研究了麦草碱性亚硫酸盐-蒽醌（AS/AQ）法制浆和TCF漂白。在AS/AQ蒸煮过程中，有效碱用
量

16%（对绝干原料），升温时间60 min，蒽醌用量0.1%，液比4∶1，碱比（Na

/NaOH的质量比，

以

NaOH计）的范围从20/80到80/20，最高蒸煮温度152～160℃，在最高温度下的保温时间30～90 min。

AS/AQ浆用OQ（OP）或者OQ（OP）P流程进行TCF漂白。氧脱木素段（O）大概能脱除木素的1/3，螯
合处理（

Q）和随后的OP段能使纸浆的白度达到82.7%。使用OQ（OP）P的漂白流程，当P段H

用量为

2%时，纸浆的白度可由OP段之后的77.2%提高到83.6%。漂白仅使纸张的抗张强度和耐破度稍有降低，但
能提高纸张的撕裂度。在

Jokro厂中进行短时间的打浆，足以获得较好的纸浆强度。研究表明，麦草采用

AS/AQ法制浆和TCF漂白可以得到高质量的纸浆，能够用来生产印刷书写纸。

在木材资源匮乏的国家，用一年生植物进行制

浆显得十分重要。从 1970 年至今，世界范围内非木
材植物纤维纸浆产量的增长速度是木浆的 2 ～ 3 倍。
据预测，在未来 10 年内，非木材纸浆的产量将会以
年均 6% 的速度增长，即为木浆产量增长速度的 3 倍。

在非木材原料中，麦草是一种重要的原材料，

尤其在亚洲、非洲、东欧和拉丁美洲。据报道，全
球麦草每年的产量超过 5 亿 t，一半用于耕作，另一
半被烧掉或填埋在土壤中。这些可以利用的麦草足
够每年生产 1 亿 t 纸浆，但事实上，每年用麦草生
产的纸浆仅有 450 万 t。应指出的是，与以木材为原
料的浆厂相比，以麦草为原料的浆厂存在许多严重
的缺陷。以麦草为原料的浆厂往往规模很小，且都
存在严重的污染问题甚至被关闭，这是由于它们没
有回收系统。黑液中较高的硅含量造成了回收困难，
此外主要用氯化合物漂白纸浆，这也对环境造成严
重污染。

麦草制浆的开发需采用一种能发挥此原料潜力

的技术。这就意味着在制浆和漂白方面需要有较高
的选择性，使纸浆有较高的得率和较好的强度性能。
近 20 年，纸浆工业的发展越来越重视麦草纤维原料
以及其在技术方面的改进。Mansour 在实验室和工厂
中广泛地研究了用麦草造纸的潜能，研究包括了制
浆、漂白、所用的化学品、显微形态等方面，以及麦

草蒸煮黑液中的化学成分的分析。最终得出麦草是
生产高质量纸的一种极有用的原材料。与木浆相比，
用非木浆能够降低打浆能耗。

一年生植物大多使用 soda/AQ 法制浆，几乎所

有的漂白研究都使用 CEH、HH 或用这些化学品组成
相似的漂白流程。众所周知，碱法制浆是大多数一
年生植物所采用的制浆方法，但是这一方法也有不
足之处，即高浓度的碱性蒸煮液使得碳水化合物发
生剥皮反应和碱性水解。NaOH 易于溶解酚型木素结
构，在没有酚型结构的木素分子中，只有 β- 醚键断裂。
在强碱性条件下，木素发生了缩合反应，使残余木素
的反应活性降低，这也会影响漂白，尤其是对大多
数无氯漂剂的漂白。由于一年生植物有较高的硅含
量，所以较高碱浓的蒸煮液能够溶出大量的硅而使
黑液中的硅含量高。溶解了的硅主要造成在蒸发器、
回收锅炉和苛化车间中的沉淀问题。在蒸煮液中加
入蒽醌可以克服上述碱法蒸煮中的不利因素。蒽醌能
够保护碳水化合物中还原性醛基不发生碱性条件下
的剥皮反应，并改进木素的可溶性。与碱法制浆相比，
soda/AQ 法制浆具有更高的可漂性和得率，有时还具
有更好的强度。

Eroglu 评价了蒸煮时间、氧压和 AQ 用量对麦

草氧碱浆蒸煮的影响。Rao 等人研究了在 HH、CEH
和 CEHH 漂白流程中不同高锰酸钾值（从 9.2 到