利用礦業(yè)二氧化硫廢氣發(fā)展亞鉀法制漿造紙研究.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，工業(yè)污染和生態(tài)破壞也以前所未有的速度發(fā)展，使人們充分認(rèn)識到開發(fā)資源、保護(hù)環(huán)境和發(fā)展經(jīng)濟(jì)必須走相互協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展之路。我國是以煤炭為主要能源的國家，與此相應(yīng)的環(huán)境污染，特別是二氧化硫廢氣污染居世界前列；制漿造紙業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的一大產(chǎn)業(yè)，目前我國造紙業(yè)產(chǎn)量雖已躍居世界第三位，但造紙業(yè)現(xiàn)狀令人堪憂，存在原料短缺、企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小、總體技術(shù)與裝備落后、資源與能源消耗高等問題，由此產(chǎn)生的廢水污染與發(fā)達(dá)國家相比要嚴(yán)重得

2、多，能否解決好我國造紙工業(yè)的水污染問題，不僅關(guān)系到造紙工業(yè)自身的生存與發(fā)展，也關(guān)系到我國生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的改善。 針對中國農(nóng)業(yè)嚴(yán)重缺鉀，二氧化硫廢氣和造紙黑液嚴(yán)重污染環(huán)境的實際國情，本課題提出用超重力技術(shù)治理礦業(yè)二氧化硫污染，用離子交換法制備造紙藥劑亞硫酸鉀，用于發(fā)展亞鉀法制漿造紙，并對制漿廢液的后處理進(jìn)行研究，這不僅可解決造紙廠制漿廢液的污染問題，而且對我國農(nóng)業(yè)具有重要意義。 本文首次系統(tǒng)研究以鉀礦生產(chǎn)的氯化鉀和二氧化硫廢

3、氣為原料，通過離子交換技術(shù)制取造紙藥劑。首先對由KCl和銨堿法吸收SO2廢氣的產(chǎn)品[(NH4)2SO3]用離子交換法制備K2SO3進(jìn)行了研究，得到了單柱和雙柱離子交換的最佳實驗條件。單柱操作時通過控制交換液的濃度和流速，K2SO3最大濃度可達(dá)2.7mol/L，能較好地滿足制漿要求；雙柱串聯(lián)可提高原料轉(zhuǎn)化率和樹脂利用率，增大流出液中高濃度K2SO3所占體積比例。由于K2SO3的熱穩(wěn)定性較差，進(jìn)一步提高濃度困難，所以開發(fā)了以KOH吸收SO2

4、廢氣制取K2SO3的生產(chǎn)路線，對以KCl和NH3·H2O為原料制備KOH進(jìn)行了研究，確定了最佳實驗條件。KOH較K2SO3穩(wěn)定，可采取一般的蒸濃方法將KOH稀溶液濃縮，進(jìn)而吸收SO2廢氣制備高濃度甚至固體K2SO3。 根據(jù)亞鉀法和亞銨法蒸煮條件基本相同，本文提出對我國東北地區(qū)豐富的稻草資源采用亞鉀和亞銨適當(dāng)復(fù)配作制漿蒸煮藥劑，在保證紙漿得率、白度、硬度等質(zhì)量的前提下，采用本法制漿可大大降低生產(chǎn)成本，同時造紙廢液中還含有我國農(nóng)業(yè)急

5、需的鉀元素，可直接灌溉農(nóng)田，為解決我國中小型造紙廠的污染問題提供了新的途徑，具有極大的推廣價值。 根據(jù)處理造紙廢水過程中需大批量測定樣品、分析成本高的實際情況，本文對COD值測定方法進(jìn)行了改進(jìn)，首次提出以MnSO4代替Ag2SO4作催化劑采用開管加熱消解法快速測定廢水COD，該方法降低了分析成本，且使樣品的回流時間由2h縮短到12min，而準(zhǔn)確度和精密度同標(biāo)準(zhǔn)法及Ag2SO4作催化劑的開管法基本相同。此法取樣量少，消解速率快，適

6、用于大批量水樣的測定。 本課題以造紙工業(yè)廢水治理為研究對象，系統(tǒng)研究造紙工業(yè)廢水的治理方法，取得了較為滿意的效果。 采用預(yù)氧化—混凝沉淀法處理制漿造紙廢水：研究了以氯化鐵、聚丙烯酰胺為混凝劑，氫氧化鈣為助凝劑的混凝沉淀法和KMnO4預(yù)氧化的最佳實驗條件。實驗結(jié)果表明：預(yù)氧化—混凝沉淀法對造紙廢水的處理有較好的效果，其COD的去除率達(dá)93.42％，比混凝沉淀法提高了26.8％。 乳化液膜分離是一種高效、快速、節(jié)能的

7、新型分離技術(shù)，本研究討論其在造紙廢水處理中的應(yīng)用，探討了制得穩(wěn)定乳化液膜的條件及不同實驗因素(如表面活性劑濃度、內(nèi)相試劑種類、載體用量、制乳時間、攪拌速度、乳水比、油內(nèi)比等)的影響。通過多次實驗，確定了最佳實驗條件。造紙工業(yè)廢水(COD=988mg/L)經(jīng)處理后，COD去除率約為85％，色度去除率為98％左右，有很好的凈水效果，并且油相可重復(fù)利用。用乳化液膜法處理造紙廢水，具有很好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。 采用實驗室制備的淀粉—丙烯酰

8、胺接枝物和聚硅酸硫酸鋁混凝劑對造紙廢水進(jìn)行處理，考察了pH值、藥劑用量及沉降時間等對COD去除率和透光度的影響，得出了最佳實驗條件。在最佳條件下處理水樣：COD去除率為85％以上，透光率達(dá)99％，該混凝劑對于低濁度高色度水的處理具有優(yōu)異的絮凝性能。 由蝦殼制備殼聚糖用于制漿造紙廢水的處理，考察了pH值、殼聚糖用量、攪拌速率及沉降時間等對COD去除率和透光度的影響，實驗結(jié)果表明，殼聚糖凈水效果明顯優(yōu)于無機(jī)混凝劑硫酸鋁；將殼聚糖與硫