[01672621]造纸黑液资源化处理技术
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技术详细介绍
(1)课题来源与背景：该课题来自粤港关键领域重点突破项目“造纸黑液资源化处理技术”(项目编号2008A09210002)。中国每年新制纸浆超过1800万吨，其中产生的黑液中约含有1000万吨木质素。为减少黑液排放对环境的污染，可采用酸析或絮凝将木质素分离出来，但回收的碱木质素应用性能较差，大量堆积滞销，严重影响回收积极性。该成果采用创新的技术手段将造纸黑液改性成为具有良好性价比的高效减水剂、使其“变废为宝”，是解决造纸黑液对环境威胁的根本方法。(2)技术原理及性能指标该成果以造纸黑液为原料，采用氧化活化-接枝磺化提高木质素的磺化度和水溶性，采用缩合反应调节木质素的分子量，通过优化工艺研制出性能优良的混凝土高效减水剂。工业化生产的改性造纸黑液混凝土高效减水剂的投加量在0.4％-0.8％时，混凝土减水率达20％-25％，28天混凝土抗压强度比超过120％。(3)创造性和先进性①发现碱木质素在溶液中高度聚集是导致造纸黑液反应活性和转化率低的主要原因，采用氧化活化方法调控碱木质素在水中的聚集行为从而提高反应活性。②通过分子动力学模拟发现造纸黑液中碱木质素的磺化反应和缩聚反应都发生在苯丙烷的酚羟基邻位，两者相互竞争；首次采用接枝磺化新技术解决这个难题，成功制备了同时具有高磺化度及高分子量的木质素两亲聚合物。③通过优化设计“黑液全组分利用”方案，不再对原料和产品进行分离，直接以造纸黑液为主要原料，首次研制了性能优良的混凝土高效减水剂，实现了造纸黑液“零排放”。(4)成熟程度及存在问题改性黑液混凝土高效减水剂具有引气、缓凝、低碱、高减水、高增强等特点，适用于C20～C60混凝土，并已实现工业化可用于商品混凝土、泵送混凝土、水利工程混凝土、大体积混凝土等。对于管桩等蒸养混凝土，需要进行消泡和早强改性，开发系列化产品。