亚硫酸氢钠在造纸工业的应用

亚硫酸氢钠在造纸工业制浆和漂白两个环节发挥作用，它具有还原性和漂白能力，可提高纸浆质量、减少环境污染，以下是其在造纸工业中的主要应用领域：
1. 在制浆过程中的应用
制浆是将植物原料（如木材、草类）中的纤维分离出来的过程。亚硫酸氢钠在这里主要用于亚硫酸盐法制浆。
① 基本原理：亚硫酸盐法制浆使用亚硫酸盐药液（主要成分包括SO₂、HSO₃⁻、SO₃²⁻）来蒸煮植物原料。亚硫酸氢钠是这种药液中的重要组成成分。
② 作用机制：
a.磺化反应：药液中的HSO₃⁻和SO₃²⁻离子能够与木素结构中的羰基和双键发生磺化反应，在木素分子中引入亲水性的磺酸基团。
b.降解与溶解：磺化后的木素分子结构被破坏，分子量降低，从而溶解在蒸煮液中。
c.纤维分离：随着连接纤维素的木素被溶解和去除，植物纤维得以分离，形成纸浆。
这种方法制得的纸浆颜色通常较浅，易于后续漂白。特别适用于非木材纤维（如芦苇、稻草、竹子）和某些树脂含量较低的木材（如云杉）。与硫酸盐法相比，其纸浆强度略低，但得率较高，且生产过程中不产生恶臭的硫化物气体。

2. 在漂白过程中的应用
漂白是进一步提高纸浆白度和亮度的过程。亚硫酸氢钠在漂白中主要作为还原性漂白剂和脱氯剂。
① 作为还原性漂白剂：
作用原理：亚硫酸氢钠的还原性可以将纸浆中残留的有色物质（发色基团）还原，使其颜色变浅或消失，从而提高白度。它并不能像氧化性漂白剂（如氯、二氧化氯、氧气、过氧化氢）那样降解和大量溶出木素，而是改变发色基团的化学结构。
通常用于漂白流程的终段或后段。保护纤维强度：还原性漂白作用温和，对纤维素和半纤维素的降解作用小，能很好地保护纸浆的强度和得率。可以消除纸浆中残留的氧化性物质，防止纸浆返黄，使白度更稳定。
② 作为脱氯剂/终止剂：
作用原理：在多段漂白流程中，前一段使用含氯氧化性漂白剂（如氯气、次氯酸盐）后，纸浆和洗涤水中会残留有氧化性的氯和次氯酸。亚硫酸氢钠可以作为有效的还原剂，与这些残留的氯迅速反应，将其还原为无毒的氯离子，从而终止漂白反应。及时终止强烈的氧化反应，避免纤维素和半纤维素过度降解，保持纸浆强度。为后续使用对氯敏感的漂白剂（如过氧化氢）提供一个“洁净”的环境。
3. 废水处理及设备清洗中的应用
① 在造纸废水处理中，亚硫酸氢钠可用于去除多余的氯或作为还原剂处理某些氧化性污染物。
② 有时也用于清洗设备，去除二氧化氯等氧化剂造成的沉积物。