染料化學(xué)與環(huán)境保護(hù)

1、染料化學(xué)與環(huán)境保護(hù)染料化學(xué)與環(huán)境保護(hù)2009級(jí)4班梁玲玲[摘要]：紡織業(yè)開發(fā)環(huán)保染色新技術(shù)的必要性。通過介紹幾種環(huán)保染色新技術(shù)及這些技術(shù)的推廣應(yīng)用情況，闡明當(dāng)今環(huán)保染色新技術(shù)革命方興未艾，有很大的發(fā)展前景。[關(guān)鍵詞]：綠色；環(huán)保；染色新技術(shù)還原染料是一類較老的優(yōu)良染料，色譜齊全，顏色鮮艷，以其牢度好著稱。它是棉用高級(jí)染料品種之一，大量應(yīng)用于纖維素纖維和滌棉混紡織物內(nèi)棉組分的套染。有些還原染料還可用來染聚酯纖維和維綸。經(jīng)過長(zhǎng)期的研究改進(jìn)和

2、應(yīng)用考驗(yàn)，這類染料中的許多品種已經(jīng)得到了公認(rèn)，成為長(zhǎng)期沿用的品種[1]。還原染料都不溶于水需要用還原劑使這些染料形成可溶和可染色的隱色體。還原染料所使用的還原劑至今大多仍是連二亞硫酸鈉(保險(xiǎn)粉)。還原染料仍然是目前要求高染色質(zhì)量的各類紡織品染色中極其重要的染料品種。例如耐洗牢度要好的工作服、需要滅菌的醫(yī)療紡織品和需要有紅外反射作用的軍用紡織品等許多領(lǐng)域中要求好的耐氯牢度都需要應(yīng)用還原染料染色[2]。從生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)還原染料也是目前纖維素纖維

3、染色優(yōu)先的選擇。由于這些染料不溶于水不會(huì)積聚在水中和生物體中。而對(duì)生態(tài)的影響主要是應(yīng)用還原劑和其他各種染色助劑在染色過程中使用后它們會(huì)最后留在廢水中。因此有待開發(fā)新的環(huán)保的方法解決還原染料染色對(duì)環(huán)境的污染問題。目前研究最多的就是見電化學(xué)應(yīng)用于還原染料的染色[3]。生態(tài)紡織品原則上要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)[2]：符合在生產(chǎn)各個(gè)階段中所用化學(xué)品的生態(tài)毒理學(xué)和衛(wèi)生方面的一般要求；沒有某些有害物質(zhì)，或在市售紡織品上以特定限度以下存在，以避免對(duì)使用者的危害；

4、生產(chǎn)期間排放在水中或空氣中的污染應(yīng)符合對(duì)環(huán)境影響的限制；滿足關(guān)于染色牢度和其他性能的質(zhì)量要求。實(shí)現(xiàn)生態(tài)紡織品的關(guān)鍵除了染料和助劑品種外，還與加工方法有著密切的關(guān)系。那么我們就要大力發(fā)展比較有前途的生態(tài)紡織品加工技術(shù)。染色是紡織品加工過程中的一個(gè)重要一環(huán)，開發(fā)染色新技術(shù)也是必然的。現(xiàn)代染色技術(shù)，首先是清潔的加工生產(chǎn)，另外還要賦予紡織品具有高新性能和多種功能。從這個(gè)目標(biāo)觀察，現(xiàn)代染色技術(shù)將在以下幾方面獲得優(yōu)先發(fā)展[4]。一、為了建立清潔染色

5、加工鏈，需要從原料、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工和應(yīng)用整個(gè)過程共同努力，建立一個(gè)清潔染色生產(chǎn)體系。加強(qiáng)研究開發(fā)清潔生產(chǎn)和環(huán)保型紡織染料、助劑，滿足在毒性、誘變致癌、遺傳、神經(jīng)過敏和免疫等方面的嚴(yán)格要求，選用的化工原材料必須符合環(huán)保要求[5]。人們以前對(duì)印染助劑首先考慮如何達(dá)到第一功效，很少考慮其對(duì)人體的影響。隨著人們生活水平和環(huán)保意識(shí)的提高，對(duì)印染助劑的選擇原則趨向于在對(duì)人體產(chǎn)生盡可能少的毒副作用和保證人體健康的前提下，再研究發(fā)揮助劑的最佳功效。二、

6、新纖維和新組織結(jié)構(gòu)染色：隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展發(fā)新纖維纖特別是多種纖維復(fù)合紡織材料會(huì)愈來愈多，紡織品的組織和結(jié)構(gòu)也愈來愈復(fù)雜，要求的性能也愈來愈新，愈來愈多，它們的加工，包括染色會(huì)愈來愈復(fù)雜。目前國(guó)外的紡織布料纖維種類已達(dá)5～6種，將來我國(guó)的紡織產(chǎn)品所含纖維種類也會(huì)愈來愈多。與此相適應(yīng)的染料和化學(xué)品種類也會(huì)增多。因此，染色工藝和染色方法也將會(huì)迅速發(fā)展，與此同時(shí)對(duì)染色理論也會(huì)不斷深入研究。一些目前正在開生產(chǎn)大國(guó)，應(yīng)該加強(qiáng)科技開發(fā)，特別是原創(chuàng)

7、性技術(shù)開發(fā)，使我國(guó)盡快成為世界紡織染整強(qiáng)國(guó)一、清潔生產(chǎn)染料行業(yè)開展清潔生產(chǎn)，主要是針對(duì)生產(chǎn)中排污量較大的中間體。如硝基還原成氨基時(shí)，采用清潔的催化加氫工藝替代污染嚴(yán)重的硫化堿、鐵粉還原工藝。目前國(guó)內(nèi)苯胺生產(chǎn)已全部采用硝基苯加氫還原工藝；33二氯聯(lián)苯胺的生產(chǎn)已全部采用鄰硝基氯苯催化加氫工藝；間二硝基苯液相加氫法生產(chǎn)間苯二胺已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，鄰(對(duì))氨基苯甲(乙)醚、鄰(對(duì))甲苯胺的生產(chǎn)也正在推廣催化加氫工藝。清潔生產(chǎn)的另一項(xiàng)重要內(nèi)容是開發(fā)和采

8、用綠色原料路線。如國(guó)內(nèi)已有企業(yè)實(shí)現(xiàn)了硝基苯與苯胺縮合法生產(chǎn)對(duì)氨基二苯胺工藝工業(yè)化，與以對(duì)硝基氯苯與苯胺為原料的甲酰苯胺間歇縮合法工藝相比，可減少約74％的有機(jī)物、99％的無機(jī)物和97％的廢水排放。間苯二酚氨化生產(chǎn)間氨基苯酚，比硝基苯通過發(fā)煙硫酸磺化、鐵粉還原、堿熔及酸化生產(chǎn)間氨基苯酚，不僅大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)過程，還能使環(huán)境得到很大改善。二、節(jié)水和節(jié)能染料行業(yè)節(jié)水主要是提高循環(huán)冷卻水和生產(chǎn)用水(工藝用水和洗滌水)的重復(fù)利用率。提高循環(huán)冷卻水的

9、重復(fù)利用率主要是提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，達(dá)到減少補(bǔ)充水量、降低污水排放量和節(jié)水的目的。節(jié)約生產(chǎn)用水因產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝不同，所應(yīng)采取的措施也不同。就活性染料生產(chǎn)而言，利用膜分離技術(shù)能省去鹽析、壓濾和蒸發(fā)濃縮等工序，可實(shí)現(xiàn)節(jié)水、降耗和減污等多重目的。三、副產(chǎn)物綜合利用染料行業(yè)大力開展副產(chǎn)物綜合利用，是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要內(nèi)容。多年來，國(guó)內(nèi)許多生產(chǎn)企業(yè)和科研院所在副產(chǎn)物綜合利用方面開展了大量的工作，比較典型的成果是硫化黑生產(chǎn)中的廢污綜合利用和酞菁藍(lán)

10、顏料生產(chǎn)中廢硫酸循環(huán)利用。其中，硫化黑生產(chǎn)中的廢污綜合利用已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化；而酞菁藍(lán)顏料生產(chǎn)中廢硫酸循環(huán)利用尚處于應(yīng)用推廣期，前景可觀。四、廢物零排放模式山西臨汾染化集團(tuán)在硫化黑生產(chǎn)中，貫徹了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思路和理念，對(duì)廢氣、廢液進(jìn)行資源回收和再利用，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。硫化黑生產(chǎn)過程中釋放出含有硫化氫、氨氣、水蒸氣的廢氣，臨汾染化集團(tuán)采取先將排出的廢氣冷凝冷卻，使氨氣部分溶解在冷凝液中生成氫氧化銨，再加入燒堿即能回用氨氣。廢氣中的

11、大量硫化氫用堿液吸收生成硫化鈉和水，大約每噸硫化黑可回收純度為60％的硫化鈉30千克～50千克，可再回用于配制多硫化鈉或加入硫化鍋中使用。如果按硫化鈉2000元噸計(jì)，每生產(chǎn)1噸硫化黑可回收的堿價(jià)值在180～300元。但其中由于少量氨未被脫除，因此回用工藝尚需進(jìn)一步完善。生產(chǎn)雙倍硫化黑需在硫化工序后對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行氧化、精制，在氧化鍋中染料由還原態(tài)變成氧化態(tài)，同時(shí)多余的多硫化鈉在空氣中氧化成硫代硫酸鈉。氧化態(tài)染料不溶于溶液中，對(duì)氧化后的物料進(jìn)

12、行過濾，可將染料與母液分離并洗滌，分離出的母液中含有五水硫代硫酸鈉和氯化鈉。將母液及洗液收集，其中五水硫代硫酸鈉濃度約350克升，氯化鈉濃度約60克升。將該廢水進(jìn)行濃縮、脫色、結(jié)晶、烘干、篩分，母液再回用，回收的硫代硫酸鈉可達(dá)到HGT232892《工業(yè)硫代硫酸鈉》優(yōu)級(jí)品和一級(jí)品的質(zhì)量指標(biāo)。以每噸硫化黑產(chǎn)生廢水5立方米計(jì)，可回收1噸硫代硫酸鈉。臨汾染化集團(tuán)年產(chǎn)3萬噸硫化黑，可回收硫代硫酸鈉約3萬噸，價(jià)值3300萬元。臨汾染化集團(tuán)由于抓住了