造紙黑液和紙漿快速測定硅含量新方法

1.木漿黑液的堿回收技術已經相當成熟,而草漿黑液的堿回收技術尚處于研究應用階段,草漿黑液之所以難于處理,就在于其硅含量是木漿黑液的10-50倍。如何降低硅含量,已成了有效處理草漿黑液的關鍵,人們正致力于研究開發各種降硅技術,如二氧化碳法、石灰法、硫酸鎂法等。

　　在這些研究中,必須準確無誤地測定研究對象中的硅含量,多年來人們都采用了傳統的重量測定法。在長期的使用過程中,該方法逐漸暴露出一些明顯的弊端: 

　　1) 從操作過程看,該法將紙漿灰化后,連續兩次用濃鹽酸溶解蒸干灰分,再用熱水洗至不含氯離子為止,然后稱得烘干、恒重后的殘渣重量,此殘渣重量即視作紙漿中的二氧化硅含量。從測定步驟可看出,被視作二氧化硅的殘渣中,還含有許多雜質離子的氧化物,就不可避免地把非硅氧化物也計入二氧化硅,帶來正誤差。

　　2) 從準確度方面看,該法并沒用硅標準試劑作對照,致使操作者無法估計測定方法帶來的誤差。

　　3) 在化學分析方法中,重量法從來被認為是最繁瑣費事、耗時太長的方法,繁雜的操作很容易帶來較大的測定誤差。

　　4) 黑液和紙漿中硅的測定方法是研究處理造紙黑液的重要手段,目前尚無國家標準或行業標準,隨著形勢的發展,此法必須隨造紙技術的進步而相應改進完善。

　　我們在黑液除硅的研究中,認識到了上述問題,參考有關資料,探索采用現代分析手段,提出了一種快速測定黑液和紙漿中硅含量的新方法。

　　2.黑液中硅的測定

　　2.1 硝酸溶液

　　體積濃硝酸加4體積蒸餾水。

　　2.2 　碳酸鉀鉬酸銨溶液

　　稱取鉬酸銨45g于500mL蒸餾水中,加熱溶解,冷卻后徐徐地加入碳酸鉀125g,邊加入邊攪拌,讓氣泡逐漸地產生,待氣泡出現時,一并加入攪拌溶解,稀釋至1L,貯于塑料瓶中。或根據用量,按上述比例配制。

　　2.3 　草酸溶液

　　3.75g草酸溶解于100mL蒸餾水中。

　　2.4 　硫酸亞鐵銨溶液

　　硫酸亞鐵銨1.5g溶解于100mL蒸餾水中,再加入濃硫酸0.5mL,搖勻。

　　3.　分析方法

　　3.1　試樣的配制

　　對硅含量為0.1%-1%的黑液試樣,稱取0.05g置于150mL錐形瓶中,加硝酸溶液(2.1節配制的)10mL,加熱溶解,驅盡氮的氧化物,立即加入碳酸鉀鉬酸銨溶液10mL,搖勻10s后加入草酸溶液40mL和硫酸亞鐵銨溶液40mL,搖勻。用72型分光光度計(或更好的光度計),在波長680nm處,以蒸餾水為參比,用1cm比色皿,測定吸光度。

　　3.2　標準溶液的配制

　　國家標準硅試樣溶液(GSB G62007-90),濃度為0.5mg/mL。

　　3.3 　標準曲線的繪制

　　按3.1節“試樣的配制”方法操作,測定標準溶液的吸光度,并繪制標準曲線,線性回歸后獲得硅含量和吸光度關系方程。

　　4.  紙漿中硅的測定

　　在除硅試驗中,還常檢測漿纖維中硅的留存量,以便更好地研究黑液中硅的去除情況。稱取一定量的漿樣(風干重5-10g) ,置坩堝中,烘干,在電爐上慢慢碳化,然后在馬福爐里600℃灼燒至灰渣變白,稱重。再稱取灰分0.05-0.15g,按“分析方法”在分光光度儀上測得對應的吸光度,從而求得纖維中硅的留存量。

　　5. 結論

　　5.1 　針對國內造紙黑液研究熱點問題,提出一種黑液和紙漿中硅含量的快速測定新方法,避免了傳統方法的諸多缺陷,為研究我國草漿黑液硅干擾問題提供了一種方法。

　　5.2 　提出的黑液和紙漿中硅含量的快速測定新方法,采用了硅標準樣,得到了標準曲線和方程,使檢測結果更為準確。

　　5.3 　新方法利用了現代分光光度儀,速度快捷,適合批量檢測試樣,可替代制漿造紙行業的傳統硅含量測定方法。