硫酸盐纸浆

纸张制造过程中中间产品纸浆的名称

硫酸盐纸浆（英文名称sulfate pulp）又称牛皮纸浆（kraft pulp），简称KP，是纸张制造过程中一种中间产品纸浆的名称，纸张制造是由多个加工过程构成的复杂工艺。制造纸张的原料是各种纤维原料，例如木材、非木材（如稻草、麦草、甘蔗渣、竹类、棉杆等）、韧皮类纤维（麻、桑皮、枸树皮等）、废棉（或棉短绒）以及其他纤维。这些纤维原料首先需切碎并蒸煮制成纸浆，由于这些纤维材料的组成和化学成分各异，因此有不同制浆工艺。纸浆制造过程就是利用化学方法或机械的方法、以及两者相结合的方法使这些纤维原料中的纤维解离，再经净化或精制成本色纸浆或漂白纸浆。化学法制浆方法中有碱法、亚硫酸盐法和溶剂法。碱法制浆又分为石灰法、烧碱法、硫酸盐法和多硫化钠法。根据制浆原料种类、制浆工艺、纸浆得率等可将纸浆分类。硫酸盐纸浆以氢氧化钠、硫化钠为主要成分的药液在一定温度压力下蒸煮纤维原料（各种木材、草类、质量较差的废材等）而制得的纸浆，因其颜色棕褐，成纸强度大如牛皮而得名牛皮纸浆。硫酸盐浆用途很广，本色浆多用于生产包装纸、纸袋纸、箱纸板及电气等方面的工业技术用纸，其漂白浆多用于抄造高级文化用纸，其精制浆可作溶解浆。

纸张制造中的制浆过程

制浆是利用化学的方法，机械的方法，以及两种方法相结合的方法，除去纸浆原料木材及其他植物纤维原料中的木素、碳水化合物等非纤维物质，纤维解离制成粗浆，再经洗涤、筛选、净化或进一步漂白精制成用于制造纸张和纸板的纸浆。

采用以氢氧化钠、硫化钠为主要成分的蒸煮液蒸煮纤维原料制浆工艺是重要的制浆方法之一，是化学制浆中碱法制浆的一种，称作硫酸盐纸浆。起源于18世纪，100多年来其工艺改变不大，但其操作单元、设备、自控、碱回收等技术有了长足的进步。百年来仍能占据纸浆制造的主要地位，其纸浆产量约占纸浆总产量的70%，这和以下原因有关；

(1)对纤维原料的适应性强，能适用所有纸浆纤维原料;

(2)纸张强度好，为各种纸浆所不及；

(3)能源消耗少，设施完善的硫酸盐纸浆厂能达到能源自给;

(4)碱回收技术完善，黑液的污染问题已圆满解决。

硫酸盐法制浆的蒸煮机理

硫酸盐制浆的工艺过程为：木片和药液送入蒸煮器，在170℃温度下保持90分钟，蒸煮后的浆料经喷放、回收蒸汽、洗涤后得到硫酸纸浆，废液经回收、提取、蒸发、燃烧、苛化得到氢氧化钠和硫化钠的白液，再用于木片的蒸煮过程。

（1）蒸煮药剂：蒸煮药剂由氢氧化纳和硫化钠（称为白液）组成，氢氧化钠浓度大约为1.0mol/L，硫化钠为0.2 mol/L,药液的pH值13.5~14.0，药液的活性成分为OH和HS；

（2）蒸煮液的浸透:蒸煮过程是多相反应，硫酸盐法蒸煮液向木片内的浸透为毛细管作用下的压力浸透和浓度差为推动力的扩散过程，药液在木材内的浸透通路主要靠细胞腔和纹孔。药液浸透对蒸煮的影响明显。不同纤维原料的药液浸透速度差别很大，树脂含量多和比重大的树种难浸透；

（3）脱木质素反应：木素结构中醚键约占一半以上，硫酸盐蒸煮中醚键都可断裂，生成能溶于蒸煮液的化合物，达到脱除的木素的目的；

（4）碳水化合物的反应：碱性条件150℃以下为剥皮反应，150℃以上则发生聚糖苷键的无规则断裂，木聚糖溶解被脱除，

在碱性条件下脱木素的同时，纤维素和半纤维素在蒸煮液中受到破坏和降解，纤维素在蒸煮液中也可以发生水解降解，使聚合度下降，从而影响纸张的强度。

蒸煮废液的回收利用

蒸煮后纤维原料组分的一半溶解在蒸煮液中，部分蒸煮药剂也残留在蒸煮液中。蒸煮后分出纸浆后蒸煮液称为“黑液”，每生产1吨化学纸浆，约产生1.4吨黑液。其中有机物主要是木素、纤维素、半纤维素的降解产物，低分子有机酸等。无机物主要是钠盐，游离氢氧化钠、硫化钠、碳酸钠和灰分等。回收系统可由黑液中回收化学药品和热能。

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