制漿黑液中堿木質(zhì)素的利用開發(fā)途徑張興華;付德寶【摘要】因?yàn)槲覈?guó)森林資源日趨緊張，造紙工業(yè)原料約86%采用禾本科作物秸稈和草類原料，主要采用堿法制漿，此種原料制漿的主要副產(chǎn)品一木質(zhì)素.那么通過對(duì)堿木質(zhì)素的改性，可以有效地開發(fā)堿木質(zhì)素產(chǎn)品，用途廣泛.【期刊名稱】《林業(yè)勘查設(shè)計(jì)》【年(卷)，期】2011(000)003【總頁(yè)數(shù)】2頁(yè)(P114-115)【關(guān)鍵詞】堿木質(zhì)素產(chǎn)品;合理利用【作者】張興華;付德寶【作者單位】黑龍江省穆棱林業(yè)局;黑龍江省穆棱林業(yè)局【正文語(yǔ)種】中文造紙工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，隨著我國(guó)森林資源缺乏，造紙工業(yè)原料約86%采用禾本科作物秸稈和草類原料，主要采用堿法制漿。在堿和高溫的作用下，木質(zhì)素發(fā)生降解反應(yīng)溶于黑液中，成為制漿造紙工業(yè)的主要副產(chǎn)品一堿木質(zhì)素。通過對(duì)堿木質(zhì)素進(jìn)行改性，開發(fā)堿木質(zhì)素產(chǎn)品，合理利用堿木質(zhì)素是至關(guān)重要的。據(jù)有關(guān)資料顯示：1、堿回收工藝節(jié)能效益顯著。燃燒有機(jī)污染物可產(chǎn)生大量熱能用于發(fā)電，其次，蒸煮白液余熱還可回收。兩項(xiàng)總計(jì)可回收1t燒堿，形成0.5t標(biāo)準(zhǔn)煤的節(jié)能能力。加上化工廠每生產(chǎn)1t燒堿，其平均能耗為1.6t標(biāo)準(zhǔn)煤，則造紙廠每回收1t燒堿，可形成21t標(biāo)準(zhǔn)煤的節(jié)能能力;另夕卜還可節(jié)約大量用水。2、堿回收工藝治理污染效益顯著。一般情況下，堿回收裝置投產(chǎn)后，木漿黑液提取率達(dá)95%，堿回收率達(dá)90%;草漿廠黑液提取率達(dá)85%，堿回收率達(dá)75%時(shí)，其排入江河的污染物也分別下降90%和75%，從而使造紙廠的污染大大降低。處理木漿的堿回收，其回收1t堿成本約600元麥草漿，由于其含硅量高，堿回收難度大，成本高，按我國(guó)目前水平，其成本也可控制在1000元左右。商品堿價(jià)格至少1300元，即每回收1t堿，可獲得300~700元的利潤(rùn)。這樣僅回收燒堿一項(xiàng)，木漿廠和草漿廠，每年可分別獲不小的利潤(rùn)。此外，由于燃燒黑液產(chǎn)生蒸汽，不僅節(jié)能、節(jié)電、節(jié)水，亦可增加一筆不小的收入。與此同時(shí)，國(guó)家絕對(duì)不會(huì)允許化學(xué)制漿廠不治污而生存。綜上所述，新建日處理百噸黑液固形物的堿回收車間，總投資在5000萬~6000萬元，每年企業(yè)可獲直接和間接收益在2000萬~3200萬元，這不僅使堿回收車間運(yùn)行不存在經(jīng)濟(jì)問題，也使建設(shè)項(xiàng)目還貸成為可能。從宏觀上看，化工行業(yè)新增萬噸燒堿投資為12億元，而建造堿回收車間回收萬噸堿平均投資為6000萬元。這樣國(guó)家可以節(jié)約50%的投入，以可實(shí)現(xiàn)燒堿資源的重復(fù)利用，關(guān)鍵是解決了造紙廢液對(duì)環(huán)境的污染問題。不防看看黑液制取木質(zhì)素磺酸鹽的一些用途1用于制作水煤漿的分散劑工業(yè)上制備水煤漿時(shí)必須加入一定量分散劑和穩(wěn)定劑，使煤粉和水混合成懸浮液，從而具有良好的穩(wěn)定性和流動(dòng)性。目前，國(guó)內(nèi)工業(yè)用水煤漿分散劑為萘系磺酸鹽（代號(hào)2024），價(jià)格約4500~5000元/噸，每噸水煤漿分散劑費(fèi)用約45~50元。利用造紙黑液提取的木質(zhì)素磺酸鹽，具有良好的分散性和穩(wěn)定性，經(jīng)改性后，可做成水煤漿的分散劑和穩(wěn)定劑，每噸煤成漿費(fèi)用約31元。木質(zhì)素磺酸鹽價(jià)格便宜，目前價(jià)格約1500~2000元/噸，代替萘系磺酸鹽，可以降低水煤漿成本。2用于制作水泥減水劑水泥中加入減水劑，可以改善混凝土質(zhì)量，降低水泥用量，木質(zhì)素磺酸鹽產(chǎn)品可制作很好的減水劑。黑液中的堿木素苯環(huán)上的活性基團(tuán)，通過化學(xué)改性，可以制得性能良好的減水劑，最常用的方法就是磺化法，使之生成木素磺酸鹽產(chǎn)品，屬陰離子型表面活性劑，具有半膠體性質(zhì)，能在界面產(chǎn)生單分子層吸附作用，這種磺酸鹽產(chǎn)品摻入水泥漿后，可促使水泥粒子分散，并釋放出凝體中所含水份，增加游離水，從而提高水泥漿的流動(dòng)性和緩凝作用，該類產(chǎn)品在低摻入量時(shí)具有較好的減水作用。3用于工業(yè)型煤生產(chǎn)的粘合劑和金屬礦粉的造粒、制團(tuán)劑工業(yè)型煤包括鍋爐型煤及氣化型煤，即粉煤、粉焦的成型。將粉煤（焦）加入粘結(jié)劑，冷壓成型而生產(chǎn)鍋爐型煤和氣化用的工業(yè)型煤。鍋爐型煤在4T/h的鍋爐中試燒，總懸浮物（TSP）減少80%，熱效率提高20%~25%，氣化型煤（焦）的工業(yè)試燒，爐況運(yùn)行正常，煤氣組成，熱值及產(chǎn)氣量均與相應(yīng)塊煤（焦）相當(dāng)，可代替塊煤用于化肥、冶金、機(jī)械行業(yè)的煤氣發(fā)生爐。由于我國(guó)采煤機(jī)械化程度日益提高，采煤過程中產(chǎn)生的煤粉量日益增加，造成粉煤長(zhǎng)年積壓無法處理。采用型煤技術(shù)，既可緩解塊煤供需矛盾，也可將煤炭資源充分利用，其市場(chǎng)前景廣闊。另外，冶金豎罐煉鋅等采用濃黑液做粘合劑，但液體運(yùn)輸不便。若將黑液制成木質(zhì)素磺酸鹽后，則便于運(yùn)輸，使用更方便。4用于制作石油開采助劑堿法制漿黑液提取的堿木素與苯酚反應(yīng)，制得木素酚醛樹脂，再與通過油脂水解制得的皂化物復(fù)配，制成油膏狀黑褐色油水混凝劑。這種產(chǎn)品是一種優(yōu)良的乳化劑和表面活性劑，可用作輸油管道的清洗劑，油田采油的稠油降粘劑及注水乳化以增加采油量。5用于生產(chǎn)秸稈飼料木質(zhì)素磺酸鹽產(chǎn)品具有一定的堿性又含有大量的聚戊糖，而聚戊糖是牲畜所需的營(yíng)養(yǎng)成分，其化學(xué)組成符合國(guó)家飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB13078-9C),可以作為秸稈飼料摻合劑。木質(zhì)素磺酸鹽是處理造紙廢液的資源化產(chǎn)品，價(jià)格便宜，而且木質(zhì)素磺酸鹽與尿素復(fù)合處理秸稈技術(shù)簡(jiǎn)單，技術(shù)容易掌握。用木質(zhì)素磺酸鹽堿化秸稈作飼料比普通氨化秸稈及其他符合氨化秸稈對(duì)提高牲畜的消化率、增加營(yíng)養(yǎng)價(jià)值均有明顯的優(yōu)越性。6用于生產(chǎn)瀝青乳化劑利用木質(zhì)素磺酸鹽作基本原料，經(jīng)加工后可制成LCO-1型瀝青乳化劑，該乳化劑技術(shù)指標(biāo)完全達(dá)到國(guó)內(nèi)常用瀝青乳化劑的使用要求，與同類產(chǎn)品相比，生產(chǎn)成本低，約為其它產(chǎn)品價(jià)的1/3~1/2，而且具能改善瀝青的性能，適用于含蠟高的劣質(zhì)瀝青，使其延展性得到改善。此乳化劑生產(chǎn)的瀝青乳化液，能耐100°C高溫，貯存穩(wěn)定性好，穩(wěn)定期可達(dá)半年，能較好地滿足施工要求。這種乳化劑不僅適用于公路、鐵路等建設(shè)工程的瀝青作業(yè)，而且也是一種很好的防水、防滲和防腐劑，可用于房屋和建筑物的防水，防漏涂層及木材防腐。7用作水處理劑堿法制漿黑液提取的產(chǎn)品含有大量堿木素，它具有陰離子型高分子混凝劑的性能，有良好的反應(yīng)活性，在酸性條件下具有易脫穩(wěn)、凝聚特性，特別適用于酸性廢水的處理，對(duì)酸性廢水中帶電荷的蛋白質(zhì)、菌體、染料等膠體和懸浮物、堿木素是一種有效的混凝劑。8其他用途利用木質(zhì)素磺酸鹽產(chǎn)品的水溶性和表面活性，可作建筑構(gòu)件的脫模劑，在耐火材料生產(chǎn)和翻沙成型作業(yè)中也得到應(yīng)用。利用其表面活性和吸附性，可作為金屬礦山選礦作業(yè)的浮選劑。利用木質(zhì)素含有多種活基因，在土壤中被土壤生物緩慢降解，轉(zhuǎn)化成腐植質(zhì)的特點(diǎn)，木質(zhì)素磺酸鹽產(chǎn)品可作為肥料添加劑。對(duì)于用亞硫酸銨蒸煮制漿從黑液中提取的銨木素產(chǎn)品，因其含有5%以上的有機(jī)鉀，7%以上的氮，產(chǎn)品腐植質(zhì)含量高達(dá)84%，與其他肥料復(fù)配，可制得高效復(fù)合肥。木素粉在用作農(nóng)藥分散劑、氮肥緩釋劑、磷肥生產(chǎn)助磨減水劑，以及在用作木材粘合劑等方面均有廣泛的用途。環(huán)境保護(hù)、黑液資源化工程，工藝流程的各個(gè)環(huán)節(jié)，均無污染物外排。自漿液分離提取到的原始黑液后，黑液始終都在密閉管道及容器中，本工藝技術(shù)要求所有的泵、閥門、管道連結(jié)，必須嚴(yán)密，無跑、冒、滴、漏現(xiàn)象。蒸發(fā)濃縮過程中產(chǎn)生的冷凝水可返回鍋爐，或在生產(chǎn)中使用，整個(gè)流程無污水排放。噴霧干燥所需的熱源由熱風(fēng)爐供應(yīng)，燃煤熱風(fēng)爐配有廢氣除塵器，達(dá)到國(guó)家《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)中顆粒物排放標(biāo)準(zhǔn)要求。由干燥塔排出的尾氣，經(jīng)旋風(fēng)收塵器處理后，也達(dá)標(biāo)排放。燃煤熱風(fēng)爐中的煤渣與紙廠其它鍋爐的煤渣一并處理。黑液處理過程中無廢渣產(chǎn)生。雖然研制化學(xué)改性堿木質(zhì)素產(chǎn)品，提高木質(zhì)素產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力是國(guó)內(nèi)外造紙行業(yè)、植物化學(xué)、天然高分子化學(xué)、精細(xì)化工和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域研究者、企業(yè)家長(zhǎng)期以來共同關(guān)注，并積極致力于研究和技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn)領(lǐng)域。但是目前，大多堿木質(zhì)素改性產(chǎn)品處于研究階段，尚未工業(yè)化生產(chǎn)。即便實(shí)驗(yàn)研制的產(chǎn)品種類很多，而實(shí)際應(yīng)用較少。然而隨著石油資源的日益緊缺，以石油為原料制備的產(chǎn)品，