專利名稱：制漿黑液的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制漿黑液的處理方法，涉及黑液的酸析處理提取木質(zhì)素，及利用黑液中和酸析處理后產(chǎn)生的含酸水溶液(包括其它工業(yè)廢酸溶液或新配制的酸溶液)的隔膜中和處理方法，解決制漿企業(yè)黑液污染問題以及黑液酸析后的含酸水溶液的二次污染問題，并且獲得高附加值產(chǎn)品的技術(shù)。
背景技術(shù)：
堿法制漿過程中，包括化學(xué)漿、半化學(xué)漿或化學(xué)機械漿，主要的化學(xué)反應(yīng)是燒堿與原料中的木質(zhì)素反應(yīng)生成堿木素而溶于堿液。蒸煮所得的廢液含有大量木質(zhì)素和半纖維素等降解產(chǎn)物、色素、戊糖類、果膠物質(zhì)、脂肪臘質(zhì)、殘堿及其 它溶出物，廢水顏色呈現(xiàn)棕黑色，因此蒸煮廢水又稱為黑液。黑液是超高濃度廢液，是制漿過程中污染物濃度最高的廢液，它幾乎集中了制漿造紙過程90%的污染物，每生產(chǎn)I噸紙漿約排出黑液10噸。從技術(shù)或經(jīng)濟角度，堿回收工程處理黑液一般只適用于大型的造紙企業(yè)。我國的造紙企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模較小，而且大都以麥草為原料。草漿黑液黏度大、熱值低、硅含量高，不適合做堿回收處理。經(jīng)過多年研究，我國提出了酸析法處理中小造紙廠黑液。現(xiàn)有的酸析法是將堿性黑液用酸沉淀，或進一步添加絮凝劑絮凝沉淀分離出木質(zhì)素，再將產(chǎn)生的含酸廢水(即含酸、鹽、糖等雜質(zhì)的水溶液)與中段水(經(jīng)過黑液提取后的蒸煮漿料在洗滌、篩選、漂白以及打漿中所排出的廢水)混合后進行后續(xù)的好氧、厭氧生化處理；但由于中段水中含有的木質(zhì)素沒有脫除，因此，生化處理的COD去除率不高(通常在50%左右)。這種工藝比較成熟，與堿回收處理法相比，最大的優(yōu)點是設(shè)備投資少，可以在中小型造紙廠應(yīng)用。但這種方法分離出的木質(zhì)素灰分高(原因是在沉淀過程中，各種可沉淀雜質(zhì)同時沉淀混合在一起)，雜質(zhì)多，工業(yè)利用領(lǐng)域有限。且這種工藝用酸量大(原因主要是除黑液中木質(zhì)素鈉以外的有機酸的鈉鹽和無機酸的鈉鹽也被酸中和而增加酸耗量，另外，分離出木質(zhì)素后的酸性廢水溶液中的殘余酸不得不用中段廢水中和或用石灰中和，以利后續(xù)的生化處理，所以工藝過程中所提供的酸并沒有完全用于提取黑液中的木質(zhì)素)，成本高，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，易造成酸泄漏事故，危害后續(xù)生化處理單元?？傊?，對占造紙工業(yè)90%污染的黑液廢水治理由于我國草漿造紙的國情及現(xiàn)有前述黑液堿回收治理技術(shù)自身的局限性，到目前為止還沒有一個成本低，處理效果好的理想治理技術(shù)。我國造紙工業(yè)廢水污染已成為造紙生產(chǎn)及相關(guān)行業(yè)能否生存和發(fā)展的關(guān)鍵因素。同樣的，來自纖維素、半纖維素水解工業(yè)，電鍍等其它產(chǎn)生廢酸溶液的行業(yè)產(chǎn)生的含酸、糖等物質(zhì)的水溶液也需要進行不會引進二次污染的中和除酸處理，以便利用水解所得的糖分。因此開發(fā)一種針對大多數(shù)中小造紙企業(yè)、纖維素水解企業(yè)或其它涉及含酸廢水企業(yè)的處理效率高，成本低、無二次污染的廢水治理技術(shù)，并且可副產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的處理技術(shù)，具有重要而緊迫的實際意義
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的制漿黑液的處理方法，是利用堿性的黑液本身(無須利用石灰等其它堿性物質(zhì))這種廢棄物資源去中和酸析黑液時產(chǎn)生的含酸水溶液，通過用隔膜或濾布或濾網(wǎng)，將制漿黑液與含酸水溶液隔開進行中和的新工藝方法，該方法的特出優(yōu)點是可避免傳統(tǒng)的直接添加黑液或中段水中和含酸水溶液時又將部分木質(zhì)素帶入含酸水溶液形成新的木質(zhì)素污染問題，并且可從制漿黑液中分離出各種高附加值的副產(chǎn)品，如木質(zhì)素、白炭黑、鹽、糖、可回用的水等，以提高工藝流程的經(jīng)濟可行性和工業(yè)實用性，尤其是解決了傳統(tǒng)酸析法酸消耗量大的問題，解決了傳統(tǒng)的酸析工藝過程中所消耗的酸沒有完全用于提取黑液中的木質(zhì)素的問題，同時降低生產(chǎn)成本，避免酸性廢水的二次污染，如避免了傳統(tǒng)方法中用石灰中和酸析產(chǎn)生的廢水時對酸的浪費和石灰本身的成本。達(dá)到了可經(jīng)濟有效，且不帶入新的污染物的對酸性廢水的中和處理的目的。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的制漿黑液處理方法，是通過用隔膜或濾布或濾網(wǎng)將制 漿黑液與含酸水溶液隔開；隔膜(包括陽離子選擇性透過膜)或濾布或濾網(wǎng)由單層或雙層或多層隔膜或濾布或濾網(wǎng)構(gòu)成；較優(yōu)地，隔膜或濾布或濾網(wǎng)之間間隔一個多孔的隔板或隔網(wǎng)保持隔膜或濾布或濾網(wǎng)之間的間距。為了實現(xiàn)有效的工業(yè)應(yīng)用，單層或雙層或多層隔膜或濾布或濾網(wǎng)卷成管狀的卷包型或平板型結(jié)構(gòu)；優(yōu)選地，所述的濾布或濾網(wǎng)的孔隙尺寸小于400目，大于1000目。本發(fā)明的制漿黑液處理方法，是經(jīng)以下步驟實現(xiàn)的步驟A、沉淀過濾黑液中的固體雜質(zhì)，得到減少了固體雜質(zhì)的黑液；步驟B、將無機酸溶液倒入步驟A的黑液中，調(diào)節(jié)黑液的pH為9. 5 10，優(yōu)選地，調(diào)節(jié)黑液的pH為7. 5 9. 5，得到含水合二氧化硅沉淀的混合溶液；步驟C、將上述混合溶液進行過濾分離，分別得到水合二氧化硅膠體產(chǎn)品以及水溶液；步驟D、向步驟C得到的水溶液中繼續(xù)加入無機酸溶液，使水溶液的pH值小于5，最好小于3，得到含木質(zhì)素絮狀析出物的混合物；步驟E、靜置步驟D的混合物或同時在混合物中加入絮凝劑使木質(zhì)素沉淀，或在步驟D的混合物中加入與水不相溶的有機溶劑后充分?jǐn)嚢杌旌希凫o置，使木質(zhì)素上??；優(yōu)選地，對所述的混合物或水溶液進行加熱升溫；步驟F、過濾步驟E得到的混合物或水溶液，或抽吸取出或撈取步驟E得到的水溶液中的木質(zhì)素膠體，分別得到木質(zhì)素產(chǎn)品及含酸水溶液。步驟G、將步驟F得到的含酸水溶液作為中和制漿黑液的酸性水溶液，利用隔膜或濾布或濾網(wǎng)將制漿黑液與含酸水溶液隔開實現(xiàn)中和反應(yīng)，得到完全或部分中和了的制漿黑液，以及完全或部分中和了的步驟F中所得到的含酸水溶液；優(yōu)選地，通過充分提供新的制漿黑液量，使步驟F中所得到的含酸水溶液被中和至pH值接近6，最好7，使水溶液成為減少了或脫除了木質(zhì)素的可再利用或可排放或可回用于制漿工藝中的水；步驟H、循環(huán)地，將步驟G中完全或部分中和了的制漿黑液或進一步地再添加部分新鮮的來自制漿工段的黑液，作為上述步驟A或步驟B或步驟C或步驟D中的黑液或混合物或水溶液，再經(jīng)上述步驟E、F提取出木質(zhì)素產(chǎn)品；其中，步驟A、B、C為任意可選的步驟。
具體實施例方式實施例I :用不銹鋼絲網(wǎng)裁剪卷出一個直徑20厘米、高I米的圓柱桶，桶柱面用一層300目濾布緊密圍繞，桶的兩端用市售直徑20厘米的直角塑料網(wǎng)管接頭套住，即起到密封的作用，又留出黑液的進出口。再用不銹鋼絲網(wǎng)折彎出兩個一大一小的U型框，其中小U型框的寬50厘米，高30厘米，長度I米；大U型框的寬80厘米，高30厘米，長度I米。兩個U型框的四周再用100目濾布圍繞，U型框的底部用塑料薄膜鋪墊上(目的是為避免由于制漿黑液比重較大，容易以框的底部作為通道直接擴散至遠(yuǎn)處的含酸水溶液中)。將上述圓柱桶安放在小的U型框的正中間，并用不銹鋼絲稍加纏繞相互固定，使塑料彎管接頭的出入口朝上方，再將該小U型框安放在大的U型框的正中間，在圓柱桶外再形成有三個由隔膜(濾網(wǎng))隔離開的空間(包括不銹鋼箱壁與最外層U型框之間形成的空間)；最后用塑料薄膜將大的U型框的兩端封口，使黑液和含酸水溶液在此兩端不能直接接觸，即黑液和含酸水 溶液只能在U型框的兩側(cè)進行接觸和反應(yīng)。將前述由圓柱桶、兩個U型框形成的結(jié)構(gòu)安放在一個長I. 5米，寬I. 5米，高I米的四方形不銹鋼水箱底部的中間，使U型框的長度方向沿著水箱的寬度方向。在常溫常壓下，稱取市售(江蘇新沂銷售)堿性木質(zhì)素干粉600克放入塑料桶內(nèi)，加水至4公斤，制得含固形物15%的模擬制漿黑液，試紙測的其pH值為14。取少量該黑液中和計量分析，當(dāng)中和至pH值至6 (試紙顯示值)時，I克硫酸可中和堿性木質(zhì)素干粉3克。因此，中和600克堿性木質(zhì)素干粉需硫酸200克。先將200公斤水倒入不銹鋼水箱內(nèi)，再將市售95% -98%濃硫酸200克倒入其中并充分?jǐn)嚢杈鶆?，試紙測得水溶液的pH值顯示約為
2。將前述4公斤黑液從圓柱桶的開口處倒入，之后即靜置，黑液從圓柱桶內(nèi)緩慢擴散開并與含酸水溶液在U型框的兩側(cè)進行中和反應(yīng)。約經(jīng)10小時的靜態(tài)反應(yīng)，圓柱桶中的黑液pH值變?yōu)榧s8，只有在離圓柱桶最近的由濾網(wǎng)隔開的空間里有絮狀木質(zhì)素出現(xiàn)，該區(qū)域的pH值約為3-4，其它空間里沒有木質(zhì)素絮狀物出現(xiàn)，區(qū)域內(nèi)的pH值約為3。因此，在大部分含酸水溶液沒有受到木質(zhì)素污染的情況下，黑液和含酸水溶液得到了中和或部分中和。此時從不銹鋼箱壁與大U型框之間的區(qū)域抽出或排水閥門方式放出被中和的含酸水溶液，同時抽出處在圓柱桶內(nèi)的被中和的黑液，以維持各處空間的水平面基本相同，則處在小U型框內(nèi)的木質(zhì)素絮狀物基本上被濾網(wǎng)所截留而不會污染被中和了的含酸水溶液。實施例2 在常溫常壓下，以市售(江蘇新沂銷售)堿性木質(zhì)素為例，將I公斤堿性木質(zhì)素溶于10升水中，得到木質(zhì)素水溶液(模擬為制漿黑液)，或者直接取自堿法紙漿廠制漿黑液，或者將100公斤稻草切碎后浸入溶解了 10公斤燒堿的300公斤水溶液中(容器為不銹鋼水箱)，浸泡和斷續(xù)攪拌一天后，提取制漿黑液；用1000目濾布過濾脫除黑液中的固體雜質(zhì)后，再在攪拌常壓下用濃度為10wt% (或任何其它濃度)的硫酸或其它無機酸(如鹽酸、磷酸或硝酸或亞硫酸，從經(jīng)濟性考慮，硫酸或鹽酸優(yōu)先使用)水溶液酸化中和制漿黑液，酸化調(diào)節(jié)黑液的pH為9. 5 10，可使黑液中溶解性的二氧化硅少于1% (對總固形物)，多余的二氧化硅則以硅酸(水合二氧化硅)形式從黑液中沉淀出來；或者，調(diào)節(jié)黑液的pH為
7.5 9. 5，此時大部分二氧化硅以硅酸(水合二氧化硅)形式沉淀出來，但容易攜帶有少量的木質(zhì)素析出物。經(jīng)過濾分離后，得到水合二氧化硅膠體產(chǎn)品以及脫除了硅的黑液。所得到的水合二氧化硅中的有機物可以通過加入氧化劑(如氯、二氧化氯、臭氧、雙氧水、高氯酸和次氯酸鹽等)氧化脫除，進一步的水洗則提高其純度。為了加速硅酸膠體(白炭黑)的沉淀，在酸化后的黑液中加入球形羧甲基纖維素吸附劑或其它陽離子型的高分子聚合物吸附絮凝劑。在上述脫除了硅的黑液中(或在下文所述的部分酸化的黑液中)進一步添加無機酸，至PH值小于4，最好小于3，得到含木質(zhì)素絮狀析出物的混合物；靜置該混合物或同時在該混合物中加入絮凝劑使木質(zhì)素沉淀，或在該混合物中加入與水不相溶的有機溶劑(如汽油、煤油或柴油)后充分?jǐn)嚢杌旌希凫o置，使木質(zhì)素上浮，為了加速木質(zhì)素的沉淀或上浮，最好對上述的混合物或水溶液進行加熱升溫。經(jīng)過濾沉淀出來的木質(zhì)素或抽吸或撈取上浮的木質(zhì)素膠體，分別得到木質(zhì)素產(chǎn)品及含酸水溶液。若不考慮獲得水合二氧化硅產(chǎn)品或減 少所獲得的木質(zhì)素產(chǎn)品中的灰分，上述脫除硅的操作可以減免。在酸析法制漿黑液處理方法中，由于需要維持酸析時溶液的酸濃度(如利用有機溶劑使酸析木質(zhì)素上浮制取高使用價值的低灰分木質(zhì)素時，PH值需低至2或2. 5)才能有效地析出木質(zhì)素，因此在不添加酸的情況下，上述所得到的分離了木質(zhì)素后的含酸水溶液無法再用于或完全用于酸析制漿黑液以析出黑液中的木質(zhì)素，所以要么成為二次酸污染，要么需要通過石灰中和的方法解決二次酸污染問題，經(jīng)濟上，即浪費了酸，也浪費了石灰，增加了工藝成本，使該方法難以具有經(jīng)濟上的工業(yè)實用性。為解決此問題，本發(fā)明利用溶解在黑液中的木質(zhì)素在酸性溶液中析出時轉(zhuǎn)化成為有形狀的、占有體積空間的絮狀木質(zhì)素膠體的性質(zhì)，用隔膜(包括可利用陽離子選擇性透過膜、微濾、納濾或超濾膜)或濾布或濾網(wǎng)將制漿黑液與含酸水溶液隔開，當(dāng)兩種溶液在膜的細(xì)小孔隙內(nèi)相遇時，實驗發(fā)現(xiàn)，在含酸水溶液的PH值小于3時，即在隔膜的孔隙內(nèi)或網(wǎng)孔內(nèi)充滿絮狀木質(zhì)素膠體，該膠體阻止黑液中的木質(zhì)素大分子或經(jīng)酸化后成為絮狀膠體的木質(zhì)素有形物穿過，但允許各種離子、水分子及其攜帶的離子通過，類似于“現(xiàn)場”形成的萃取膜實現(xiàn)類似于膜萃取的現(xiàn)象。該方法的結(jié)果是，除了一開始兩種液體在隔膜界面尚未反應(yīng)形成木質(zhì)素膠體，少量溶解在黑液中的木質(zhì)素擴散進入含酸水溶液的一側(cè)并轉(zhuǎn)化為絮狀物外，在黑液中的木質(zhì)素沒有進入或僅有少量進入含酸水溶液的條件下，達(dá)到了中和含酸水溶液可至3的水平。但是，當(dāng)兩種溶液的界面上或界面處的全部或部分位置的含酸水溶液pH值大于3時，堿性的黑液則開始有部分進入含酸水溶液一側(cè)，并在含酸水溶液中析出形成島狀木質(zhì)素膠體沉淀或漂浮物，因此，不能很有效地避免木質(zhì)素對含酸水溶液的污染；通過布置雙層或多層隔膜或濾布或濾網(wǎng)(隔層之間間距可以是10-50厘米)，可部分限制木質(zhì)素形成的區(qū)域，減少木質(zhì)素對含酸水溶液的污染，但是難以徹底地避免木質(zhì)素對含酸水溶的滲入。因此，為了達(dá)到可將含酸水溶液中和至PH接近6，最好接近7的水平，成為接近中性的水溶液以及同時達(dá)到使制漿黑液被酸化或部分酸化，也達(dá)到使其中的木質(zhì)素被酸化或被部分酸化析出的作用和目的，即用制漿黑液來中和上述酸化黑液的過程中產(chǎn)生的含酸水溶液(或利用其它工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含酸溶液)，使所有的酸都可用之于木質(zhì)素的析出的目的，上述隔膜最好利用陽離子選擇性透過膜。此時含酸水溶中的氫離子與黑液中的鈉離子由于陽離子膜兩側(cè)的濃度差或化學(xué)驅(qū)動力的作用，透過陽離子選擇性透過膜進行交換，達(dá)到含酸水溶液與黑液的相互中和的目的。當(dāng)通過上述陽離子選擇性透過膜進行交換的方法將含酸水溶液的pH值中和至3或6或接近7時，黑液中的有機酸鈉鹽、有機弱酸的鈉鹽和部分無機弱酸的鈉鹽(如硅酸鈉)在酸析過程中對酸的消耗即被全部或部分“追回”，從耗酸角度看，等效地，也就是黑液中的木質(zhì)素是在PH值為3或6或接近7的條件下被析出(而不是pH在2或2. 5的情況下被析出)，從而顯著地減少酸的消耗量。如含酸水溶液可以在pH值7以上使用(如制漿工段回用)，則可以利用黑液繼續(xù)中和含酸水溶液，使其PH值升高至8或8. 5，即達(dá)到有機弱酸的中和起點的PH值，從而進一步有效地減少酸析時的酸消耗。為了加快中和反應(yīng)的速度，隔膜兩側(cè)的液體可以保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，試驗發(fā)現(xiàn)，隔膜的孔徑越大中和反應(yīng)的速度越快；若保持靜止?fàn)顟B(tài)，正如預(yù)期的一樣，在黑液一側(cè)，成梯度地，越靠近隔膜，沉淀或附著在隔膜附近的木質(zhì)素膠體密度越大、酸性也越大。在實際應(yīng)用中，含酸水溶液可以作為非流動的一相，而黑液包括新的來自制漿工段的黑液可以作為不斷被提供進入或循環(huán)進入的流動的一相，當(dāng)含酸水溶液中和接近中性時，即停止提供黑液。在上述被部分酸化的制漿黑液中循環(huán)重復(fù)上述加無機酸的過程(若該黑液量不足，還可添加新鮮的制漿黑液)，經(jīng)過濾沉淀出來的木質(zhì)素或抽吸或撈取上浮的木質(zhì)素膠體，再分別得到木質(zhì)素產(chǎn)品及含酸水溶液，而所得到的含酸水溶液再循環(huán)重復(fù)利用新鮮的制漿黑液經(jīng)上述隔膜隔開的方法進行中和反應(yīng)，即實現(xiàn)了制漿黑液的酸化中和脫除木質(zhì)素和得到接近中性或偏堿性的水溶液的一個完整的工藝循環(huán)操作。該水溶液成為減少了或脫除了木質(zhì)素的可再利用或可排放或可回用于制漿工藝中的水?！び捎谏鲜鏊芤褐羞€含有各種經(jīng)纖維素或半纖維素分解后得到的有機酸或糖類或有機酸鈉鹽等有機產(chǎn)物，當(dāng)將此含有機酸鈉鹽或糖的水溶液回用于紙漿蒸煮時，根據(jù)化學(xué)平衡原理，溶液中有機酸鈉鹽和糖類濃度的增加將不利于或可以部分阻止纖維素或半纖維的分解，從而起到保護紙漿纖維原料的作用，提高制漿的得率，也降低制漿過程中非木質(zhì)素類物質(zhì)對堿的消耗。當(dāng)多次循環(huán)回用上述含糖的水溶液時，其中的糖濃度將得到增加，由此，可以比較經(jīng)濟地通過濃縮獲得各種糖的混合物，或者在加熱加壓催化條件下，使該混合糖轉(zhuǎn)化為糠醛等高價值的產(chǎn)品。另外，上述處理后的溶液中還含有無機鹽類(或硫酸鹽或食鹽或硝酸鹽，根據(jù)中和所用酸而定)，且其濃度隨著循環(huán)回用次數(shù)的增加而增加。這些鹽類物質(zhì)可以通過濃縮結(jié)晶后提取移除，或者通過雙離子膜電解的方法同時回收燒堿和相應(yīng)的酸(硫酸或鹽酸)。上述處理后的溶液中還含有有色物質(zhì)，為了減少有色物質(zhì)對紙漿的影響，可以在用堿性的黑液中和前或回用前可以先經(jīng)氧化脫色或吸附脫色處理。實施例3 上述實施例I中使用隔膜將含酸水溶液和制漿黑液隔開的方法，由于隔膜中濾孔較小,反應(yīng)物的遷移阻力大，中和反應(yīng)時間因此較長。在實驗室條件下,一升含10%市售木質(zhì)素粉末配制的黑液，以1000目濾布作為隔膜材料，在隔膜面積約100平方厘米，與含酸水溶液I升(含硫酸10wt% )相接觸，在沒有攪動的靜置狀態(tài)，完全酸化中和黑液使木質(zhì)素充分析出需要約2天時間。為了加快反應(yīng)速度，以400目濾網(wǎng)作為隔膜材料，雖然中和反應(yīng)速度得以加快，但可見部分絮狀木質(zhì)素出現(xiàn)在含酸水溶液中。為了解決和避免此問題，采用雙層隔膜或濾網(wǎng)方式，即在靠近黑液一側(cè)用400目濾布隔開，靠近酸液一側(cè)用1000目濾布隔開，其效果是，在靠近黑液一側(cè)，大孔濾布可方便溶液的流動，增加中和反應(yīng)速度，在酸液的一側(cè)，細(xì)孔濾布阻隔有幾何形狀的木質(zhì)素絮狀物通過，但能方便溶液中的溶質(zhì)離子通過，在兩濾布之間生成大量的絮狀木質(zhì)素膠體，該膠體自然成為一個在“現(xiàn)場”形成的過濾層或過濾膜，且在攪動黑液或酸液時不會影響該膠體過濾層的機械穩(wěn)定性。兩濾布或濾網(wǎng)之間距離可選擇在O. I-IOOmm之間。為了保證間隔距離的穩(wěn)定，兩濾布或濾網(wǎng)之間用多孔的隔層或多孔的隔板或隔網(wǎng)間隔開，如用薄層的海綿體隔開，在隔層的多孔內(nèi)形成木質(zhì)素膠體起到過濾隔膜的作用。為了減少木質(zhì)素膠體溢出進入酸液中的可能性，隔膜或濾布或濾網(wǎng)還可以為3層或更多層的結(jié)構(gòu)。在實際工業(yè)應(yīng)用中，為了增加在單位體積內(nèi)兩種液體之間的接觸面積，隔膜(包括陽離子選擇性透過膜)或濾布或濾網(wǎng)可以卷成管狀的卷包型或多層平板型結(jié)構(gòu)，類似于中空纖維膜器或板式膜器的結(jié)構(gòu)。上述工藝技術(shù)過程的本質(zhì)是利用堿性的黑液(也可以用堿性的制漿中段廢水)中和含酸的廢水或含酸的水溶液，即提供了一個可以經(jīng)濟地、且不帶入污染，還可副產(chǎn)木質(zhì)素產(chǎn)品的新的含酸廢水的中和處理工藝過程，解決含酸廢水處理沒有經(jīng)濟效益的問題。因此，將上述的含酸廢水用一般性酸性廢水或酸性水溶液的中和處理，如中和纖維素、半纖維素 酸水解溶液，電鍍工業(yè)等工業(yè)行業(yè)產(chǎn)生的廢酸中和處理，也同樣具有技術(shù)經(jīng)濟上的優(yōu)勢。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，若在不脫離本發(fā)明所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明所揭示技術(shù)內(nèi)容所做出局部更動或修飾的等效實施例，并且未脫離本發(fā)明的技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)特征的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制漿黑液的處理方法，其特征在于，用隔膜或濾布或濾網(wǎng)將制漿黑液與含酸水溶液隔開。
2.如權(quán)利要求I所述的制漿黑液的處理方法，其特征在于，所述的隔膜為陽離子選擇性透過膜。
3.如權(quán)利要求I所述的制漿黑液的處理方法，其特征在于，所述的隔膜或濾布或濾網(wǎng)由單層或雙層或多層隔膜或濾布或濾網(wǎng)構(gòu)成；較優(yōu)地，隔膜或濾布或濾網(wǎng)之間間隔一個多孔的隔板或隔網(wǎng)保持隔膜或濾布或濾網(wǎng)之間的間距。
4.如權(quán)利要求3所述的制漿黑液的處理方法，其特征在于，所述的單層或雙層或多層隔膜或濾布或濾網(wǎng)卷成管狀的卷包型或平板型結(jié)構(gòu)。
5.一種制漿黑液的處理方法，其中，所述制漿黑液或未完全酸化脫除木質(zhì)素的制漿黑液，包括但不限于以下步驟 步驟A、沉淀過濾黑液中的固體雜質(zhì)，得到減少了固體雜質(zhì)的黑液； 步驟B、將無機酸溶液倒入步驟A的黑液中，調(diào)節(jié)黑液的pH為9. 5 10，優(yōu)選地，調(diào)節(jié)黑液的pH為7. 5 9. 5，得到含水合二氧化硅沉淀的混合溶液； 步驟C、將上述混合溶液進行過濾分離，分別得到水合二氧化硅膠體產(chǎn)品以及水溶液；步驟D、向步驟C得到的水溶液中繼續(xù)加入無機酸溶液，使水溶液的pH值小于5，最好小于3，得到含木質(zhì)素絮狀析出物的混合物； 步驟E、靜置步驟D的混合物或同時在混合物中加入絮凝劑使木質(zhì)素沉淀，或在步驟D的混合物中加入與水不相溶的有機溶劑后充分?jǐn)嚢杌旌希凫o置，使木質(zhì)素上??；優(yōu)選地，對所述的混合物或水溶液進行加熱升溫； 步驟F、過濾步驟E得到的混合物或水溶液，或抽吸取出或撈取步驟E得到的水溶液中的木質(zhì)素膠體，分別得到木質(zhì)素產(chǎn)品及含酸水溶液。
步驟G、將步驟F得到的含酸水溶液作為權(quán)利要求I所述的含酸水溶液，利用權(quán)利要求I或2或3或4所述的處理方法，得到完全或部分中和了的制漿黑液，以及完全或部分中和了的步驟F中所得到的含酸水溶液；優(yōu)選地，通過充分提供新的制漿黑液量，使步驟F中所得到的含酸水溶液被中和至PH值接近6，最好7 ； 步驟H、循環(huán)地，將步驟G中完全或部分中和了的制漿黑液或進一步地再添加部分新鮮的來自制漿工段的黑液，作為上述步驟A或步驟B或步驟C或步驟D中的黑液或混合物或水溶液，再經(jīng)上述步驟E、F提取出木質(zhì)素產(chǎn)品； 其中，步驟A、B、C為任意可選的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理方法，其中，所述的減少了或脫除了木質(zhì)素的可再利用的水，是通過調(diào)節(jié)其PH值，以便沉淀出水合二氧化硅，或通過濃縮結(jié)晶獲得其中的糖分或鹽分，或通過加熱處理使其中的糖分轉(zhuǎn)化為糠醛。
7.一種從制漿黑液中生產(chǎn)水合二氧化硅的方法，其中，該生產(chǎn)方法包括但不限于以下步驟 步驟A、沉淀過濾黑液中的固體雜質(zhì)，得到減少了固體雜質(zhì)的黑液； 步驟B、利用權(quán)利要求I或2或3或4所述的處理方法，部分中和調(diào)節(jié)制漿黑液的pH值，尤其是稻麥草為原料的制漿黑液的pH為9. 5 10，優(yōu)選地，調(diào)節(jié)黑液的pH為7. 5 9. 5，得到含水合二氧化硅沉淀的中和處理后的制漿黑液；步驟C、將上述處理后的制漿黑液進行過濾分離，優(yōu)選地加入陽離子型高分子聚合物絮凝劑絮凝后進行過濾分離，分別得到水合二氧化硅膠體產(chǎn)品以及水溶液； 步驟D、向步驟C得到的水合二氧化硅中加入氧化劑以除去水合氧化硅中的有機物； 其中，步驟A、D為任意可選的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或5的制漿黑液的處理方法，其中，含酸水溶液來自纖維素、半纖維素的水解工業(yè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或5的制漿黑液的處理方法，其中，制衆(zhòng)黑液可以用制漿過程中產(chǎn)生的堿性中段廢水代替。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制漿黑液的處理方法，是通過用隔膜包括陽離子選擇性透過膜或濾布或濾網(wǎng)將制漿黑液與含酸水溶液隔開的新工藝方法，從制漿黑液中分離出各種高附加值的副產(chǎn)品，如木質(zhì)素、白炭黑、鹽、糖、可回用的水等，以提高工藝流程的經(jīng)濟可行性和工業(yè)實用性，尤其是解決了傳統(tǒng)酸析法酸消耗量大的問題，同時降低生產(chǎn)成本，避免酸性廢水的二次污染，如避免了傳統(tǒng)方法中用石灰中和酸析產(chǎn)生的廢水時對酸的浪費和石灰本身的成本。達(dá)到了可經(jīng)濟有效，且不帶入新的污染物的對酸性廢水的中和處理的目的。
文檔編號C08H7/00GK102953286SQ201110244778
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者秦才東 申請人:秦才東