一种锂电池级纤维素醚用棉浆粕的生产工艺的制作方法

本发明涉及棉浆粕，尤其涉及一种锂电池级纤维素醚用棉浆粕的生产工艺。

背景技术：

1、纤维素醚是天然纤维素经过醚化得到的一类多种衍生物的总称，广泛应用于锂电池、医药卫生、日用化工、造纸、食品、建筑、材料、石油钻探等行业，俗称“工业味精”。锂电池级纤维素醚是纤维素醚中的高端产品，其纯度越高、尘埃越低，产品质量越好。锂电池级纤维素醚的产品质量除与醚化工艺有关外，其主要决定因素是纤维原料本身的纯度，纤维原料的纯度越高、尘埃越低、金属离子含量越低，制备的锂电池级纤维素醚的产品质量越好。

2、锂电池级纤维素醚用棉浆粕最难解决的是高纯度、低尘埃的问题，影响着锂电池级纤维素醚的生产和使用。传统棉浆生产一般采用高温、高碱蒸煮方式，难以保证棉浆粕的高纯度、低尘埃；同时，蒸煮过程产生大量蒸煮黑液，该黑液具有碱浓度高、色泽深、有机物含量高、可生化性差的特点，是一种污染负荷高、较难处理的工业废水。

3、因此，如何在制备得到高纯度、低尘埃锂电池级纤维素醚棉浆粕的同时减少黑液的产生是本领域技术人员亟须解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明设计了一种锂电池级纤维素醚用棉浆粕的生产方法，通过使用酶辅助湿法净化技术及电催化反应技术使制得棉浆粕聚甲种纤维素含量≥97％，小尘埃≤200mm2/kg，锂电池级纤维素醚取代度均匀、粘度稳定、相容性好，提升了锂电池级纤维素醚的品质，还使得整个生产过程废水cod排放量在7000～10000mg/l，大大减轻了污水治理压力。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、一种锂电池级纤维素醚用棉浆粕的生产工艺，包括以下步骤：1)选料、开棉、干法除杂工序；2)酶辅助湿法净化工序；3)连续电催化工序；4)配碱、浸渍、蒸煮工序；5)前除砂工序；6)前打浆工序；7)浓缩工序；8)双氧水漂白工序；9)酸处理工序；10)后除砂工序；11)后打浆工序；12)抄浆工序。

4、优选的，所述步骤1)选料、开棉、干法除杂工序为：选取成熟度≥80％的三类一级棉短绒，用开棉机对棉短绒撕裂后，经疏松、除杂得到精选棉短绒。

5、优选的，所述步骤2)酶辅助湿法净化工序为：将精选棉短绒与蒸煮黑液混合，使精选棉短绒在体系中的浓度为5％，体系ph值为4～6，然后加入混合酶制剂进行酶解。

6、优选的，所述蒸煮黑液为前一次锂电池级纤维素醚用棉浆粕的生产工艺中步骤4)蒸煮工序中产生的蒸煮黑液，在进行第一次锂电池级纤维素醚用棉浆粕的生产时加入水。

7、优选的，所述混合酶制剂中包含表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、果胶酶、木聚糖酶和树脂控制酶；以棉短绒计，所述表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯的用量为0.5～1kg/吨，所述果胶酶的用量为0.5～1kg/吨、所述木聚糖酶的用量为0.5～1kg/吨、所述树脂控制酶的用量为0.5～1/kg吨；所述酶解的时间为60min。

8、优选的，所述步骤3)连续电催化工序为：在酶解后的精选棉短绒中加入过氧化氢并进行电催化，其中电催化的时间为20～30min，温度为60～70℃，过氧化氢的用量为绝干浆量质量的1.0％～2.0％。

9、优选的，步骤4)中的配碱工序为：在80～85℃的条件下进行配碱，总碱以naoh计为绝干浆质量的6～10％，na2so3为绝干浆质量的0.4％～0.8％；将naoh配置成40g/l的碱液，并将na2so3加到碱液中，得到配好的碱液。

10、优选的，浸渍工序为：将配好的碱液打入蒸球内并通过冷转与电催化后的棉短绒充分混合。

11、优选的，蒸煮工序为：对蒸球中的物料进行升温蒸煮，蒸煮温度为120～135℃，蒸煮时间为120min。

12、优选的，所述步骤5)的前除砂工序为：将蒸煮后的浆料放入除砂机中进行除砂，压力为0.30～0.32mpa，浆料的浓度为0.4％～0.6％，除砂速率为10～30min/t。

13、优选的，所述步骤6)的前打浆工序为：将除砂后的浆料转入第一台大锥度精浆机中进行前打浆工序，打浆电流为180～200a，浆浓度为1.0％～1.8％；打浆速率为10～30min/t。

14、优选的，所述步骤7)的浓缩工序为：将经前打浆后的浆料转入侧压圆网浓缩机中进行浓缩，浆浓度为10％～12％。

15、优选的，所述步骤8)的双氧水漂白工序为：将浓缩后的浆料转入中浓混合器，加入二乙烯三胺五乙酸和过氧化氢，通入蒸汽，在90～110℃的温度下混合，混合时间为20～30min，随后转入过氧化氢漂白塔；其中，二乙烯三胺五乙酸的用量为绝干浆质量的0.17～0.22％，过氧化氢的用量为绝干浆质量的2.2％～2.8％。

16、优选的，在过氧化氢漂白塔中进行漂白反应，反应温度为90～110℃，反应时间为100～120min，漂白结束后用去离子水稀释，使浆浓度为1％～1.5％，随后送至真空洗浆机用去离子水洗涤至中性，洗涤后进入酸处理塔

17、优选的，所述步骤9)的酸处理工序为：加入相对绝干浆量为2～2.5％的盐酸进行酸处理，酸处理的时间为20～40min，再用去离子水水洗2～3小时；所述盐酸的浓度为350g/l。

18、优选的，所述步骤10)的后除砂工序为：将酸处理后的浆料转入后除砂机，其中，后除砂的压力为≥0.3mpa，浆料的浓度为0.5％～0.7％，除砂速率为10～30min/t，除砂后，转入第二台大锥度精浆机。

19、优选的，所述步骤11)的后打浆工序为：将经后除砂的浆料转入第二台大锥度精浆机中进行后打浆工序，打浆电流为160～180a，浆浓为2.5％～2.7％，打浆速率为10～30min/t，精浆后，转入抄浆机。

20、优选的，所述步骤12)的抄浆工序中，抄浆机纸机长网上浆浓度为8～12g/l，烘缸压力≤0.20mpa且不为0，抄浆完成后制得成品。

21、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

22、1、本发明通过利用酶辅助干湿法净化技术对棉短绒进行除杂，从而降低蒸煮工序的蒸煮条件，进而降低污水cod。干法除杂系统是指在空气介质状态下通过开棉机、多辊疏松机、重质除渣器、旋风分离器，利用棉短绒和棉籽壳、碎棉杆、尘土的比重不同去除杂质；酶辅助湿法净化工序的目的在于将棉短绒经过蒸煮黑液浸泡后经离心除渣和浓缩进一步去除棉短绒中的杂质。根据蜡的亲水亲油平衡值(hlb值)优化表面活性剂配方，并添加到湿法除杂过程中，利用表面活性剂乳化棉短绒中的脂肪和蜡质，使其变成水包油(o/w)乳液溶到水中，同步添加果胶酶、木聚糖酶、树脂控制酶分解棉短绒中的果胶、脂肪和蜡质，从而降低棉短绒中的果胶、脂肪和蜡质含量，使蒸煮前的棉短绒杂质去除率达到80％以上。

23、2、本发明通过利用电催化反应技术对棉短绒进行蒸煮，从而提高棉浆粕的纯度，降低棉浆粕的尘埃。采用电催化法，利用羟基自由基活性氧氧化电势较高的特点，对棉绒中的带色基团进行氧化处理，利用羟基自由基活性氧对除杂后的棉短绒进行煮漂，所有剩余的微小混杂物均被溶解，形成淡黄色的制浆残液，而不会出现难以治理的制浆黑液，并且还可以降低蒸煮工序反应条件，减少化学药品消耗，减少黑液的产生。因此，整个制浆过程废水cod排放量在10000mg/l以下，减轻了污水治理压力。