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1、国内废旧报纸_ONP_脱墨工艺条件的研究2005年第1期黑龙江造纸论文与综述国内废旧报纸(0NP)脱墨工艺条件的研究张效林(西安理工大学印刷包装工程学院，陕西西安71。48)摘要对国内废旧报纸(ONP)脱墨过程以及其主要工艺参数对脱墨浆纸张性能指标的影响情况进行了实验室研究，实验结果表明:在脱墨体系浆浓1%，脱墨温度为6o，保温时间为30min的条件下，实现ONP脱墨的适宜脱墨工艺条件为NaOHZ%、NaZSio。4%、TM一1用量0.2%，EDTA用量。.6%，H:O:用量1.0%。另外，我们还对保温温度、保温时间以及碎解时间对脱墨效果的影响作了较为深入的研究。关键词国内废旧报纸;脱墨工艺参
2、数;脱墨性能前言Icm左右的碎片，充分混合后置于密封塑料袋中，恒温恒湿均衡水分后测其水分含量，然后贴好标签放置备用。氢氧化钠、硅酸钠、EDTA、HZOZ均为化学纯，TM一1为罗地亚脱墨剂，均配制成1%的浓度。主要仪器设备有:电热恒温水浴锅、多功能食品搅拌机、气泡发生器、标准纤维疏解器、ZBT纸样抄片器、纸张油墨粒子大小及分布图象分析软件及SBD一1数字白度仪等。2.2实验方法在100口mL烧杯中加人脱墨剂等化学药品，加水稀释至10%左右的浓度，称取一定量的纸样置于药液中，将烧杯放人恒温水洛锅中，保温一定时向，然后用多功能食品搅拌机碎解，碎解后将浆料取出，加水稀释至1%的浓度，浮选smin，然后
3、充分洗涤，用标准纤维疏解器疏解，抄片，测定白度及尘埃度。2.3实验结果通过设计正交实验，测得实验结果如表工。表l正交试验工艺条件及测试结果NaOH用量NasiO3用量脱墨剂用量白度/%/%/%/写SBD尘埃度/mmZg一1绝干浆24。3115.65试验号50.852.653153.253.751.45名.751.67.342003.943.761.401.95，上O乙qn乙q11勺n，1.on曰000000.今曰J几L几匕今曰泊斗亡O勺山J“飞近年来，废纸的回用已受到世界各国的高度重视。据资料显示山，1999年，全世界纸和纸板总产量为3.16亿吨，其中回收二次纤维1.37亿吨，回收率为当年纸和
4、纸板消费量的43.69%，利用率为当年纸和纸板生产量的44.24%。据有关专家预测，21世纪，原浆产量与纸和纸板产量的差距将越来越大，差额部分将主要由二次纤维来补充。21世纪末，二次纤维将占造纸纤维原料的70%左右。在二次纤维的回用过程中，废旧报纸的用量较大，近年来，随着废纸回收方式及技术的提高，国内废旧报纸的回用量在不断上升。报纸的油墨是将炭黑粒子分散咖着剂(植物油、树脂、沥青等)中，以粘着剂作为载体，通过印刷方式将油墨粘附固着在纸张上闭。脱墨与印刷作用相反，必须首先破坏油墨粒子与纤维的吸附力，这就需要加人一些化学药品，经物理作用及化学变化，使油墨粒子从纤维上剥离下来。本实验所使用的废旧报纸
5、为自主收集的经选择过的国内旧报纸。其中主要为印刷时间1年以内的废旧人民日报光明日报中国青年报等，原纸白度较高，用纤维质量分析仪分析发现纤维质量较好。目前，国内废旧报纸经脱墨后主要用作新闻纸的配抄，或用于抄造生活用纸和一般文化用纸s，叼。在未经脱墨处理之前，将仅经疏解处理后的纸浆抄片，成纸白度为48.7%sBD，残余油墨量30.78mm2/g。本文通过对印刷时间一年以内的国内废旧报纸(ONP)进行脱墨研究，确定了该种废纸原料的最佳脱墨工艺参数。:;:93，06.00251，71.772实验3结果与讨论2.1主要原料及仪器设备自备国内废旧报纸，约两千克，将其撕成enl只收稿日期:2004一08一3
6、1作者简介:张效林(1979一)，男，安徽省宿松县人，西安理工大学印刷包装工程学院教师，主要研究方向:造纸化学品、二次纤维可脱墨性能的研究。3.1正交实验因素分析3.1.1氢氧化钠用量对脱墨效果的影响从图1中可以看出，随着氢氧化钠用量的增加，白度呈现先上升后降低的趋势，在用量为2%时，白度达到最大值，氢氧化钠在脱墨过程中在保证H20:脱墨国内废旧报纸(ONP)脱墨工艺条件的研究漂白所需碱性环境的同时，又起着皂化剂和纤维润涨剂的作用，随着其用量的增加，其对油墨粒子的皂化脱除使白度增加，而当其用量过大时，其氧化破坏作用使纸浆中发色基团含量增加，从而致使白度下降;尘埃度一直呈下降趋势，在氢氧化钠用量
7、为1.0%时最大，随后有较大幅度的降低，在用量为3肠时达到最低，但在用量2.。%及3.0%时，变化不大。因此，氢氧化钠用量选定为2.0写。书一，白度.去一尘埃度53.0052旧O52.6052.4052.2052.0051.8051.6051.4020.00下。.。任任姻酬月研戳cooQ001510-500.0095挤、创扭NaO日用量/%图1氢氧化钠用量对脱墨效果的影响3.1.2硅酸钠用量对脱墨效果的影响，卜白度全.残金油婴蚤丁cu。uJuJ喇咐椒澳联000000000000009876543lllll204一06一0硅酸钠用贵/%图2硅酸钠用量对脱墨效果的影响806040200080604
8、0200052阳5252望5151515151O口S%侧扭从图2中可以看出，随着硅酸钠用量的增加，脱墨浆白度呈现先上升后下降的趋势，在用量为4.。%时，达到最大值，随后大幅度下降。在脱墨过程中，硅酸钠作为一种表面活性剂，具有分散、润湿、皂化及缓冲等多种作用，能与其他化学药品协同起到对油墨粒子的皂化脱除和提高白度的作用，但当其用量过高时，其水解产生的大量的OH一离子使得纸浆中发色因子增多，导致白度下降;从图2中还可以看出，随着硅酸钠用量的增加，尘埃度下降明显。综合考虑后，选定硅酸钠最佳用量为4.0写。3.1.3TM一1用量对脱墨效果的影响一.卜一白度一士一残余油墨量53_sr12军了仁任喇喇月张
9、椒106842535255251551505O口S辞侧扭从图一.一一一一一一一-一一一一O0.10.203二TM一1用量/%图3TM一1用量对脱墨效果的影响3中可以看出，随着TM一1用量的增加，白度值一直上升，尘埃度也大幅度下降。脱墨剂在废纸脱墨过程中起着至关重要的作用，它们使纤维及油墨渗透、润湿、膨胀、脱落，从而促使油墨粒子与纤维分离，然后再使脱落的油墨粒子乳化分散，使之易于洗涤或产生发泡、凝聚、捕集的作用。脱墨剂用量的增加，使得白度和尘埃度均有一定的改善，但成本无疑也就增加了，所以从卜生产成本及效益角度出发，选定脱墨剂用量为0.2%是合适的。3.2单因素实验结果分析3.2.1碎解时间对脱墨
10、效果的影响通过正交实验，确定了化学处理各药品的最佳用量，以下做碎解时间对脱墨效果的单因素实验，结果如表2所示。表2碎解时间对脱墨效果的影响碎解时间/55101520白度/%50.252.752.252.3尘埃度/mmZg一19.284.891.631.57注:NaOHZ.o%，Na:51034.0%，TM一10.2%，EDTAo.6%，HZOZ1.0%，保温时间3omin，保温温度60在脱墨过程中，碎解主要是为了使纤维充分疏解，使得油墨粒子易于从纤维上剥离下来，同时让脱墨化学品和油墨粒子充分作用，以提高脱墨效果。从表2可知，随着碎解时间的增加，白度值不断上升，但155以后，上升幅度不大;而尘埃
11、度则不断改善，在5s、105、155.时，下降幅度很大，效果明显，155以后趋于平缓。故而，可确定碎解时间为155。3.2.2保温温度对脱墨效果的影响保温温度对脱墨效果有很大的影响，在脱墨过程中适当提高温度可促使油墨的软化和分散，加快脱墨反应的进行，有利于油墨粒子的脱除;但保温温度过高，又会因为热诱导效应的存在使得脱墨浆白度下降，最终影响成纸白度。表3保温温度对脱墨效果的影响温度/4050607080白度/肠52.252.852.750.550.3尘埃度/mmZg一，4.543.693.042.622.17注:NaOHZ.o%，Na:51034.0%，TM一10.2%，EDTAo.6%，H:0
12、21.0%，保温时间30min，碎解时间155从表3中可以看出，白度值随着保温温度的上升出现先增加后降低的趋势，在50时，达到最大值，随后开始下降;而尘埃度则一直降低。综合考虑之后，取适宜的保温温度为60。3.2.3保温时间对脱墨效果的影响表4保温时间对脱墨效果的影响保温时间/min2030405060白度/%51.2951.9851.8651.6251.34尘埃度/mmZg一2.811.631.681.511.56注;NaOHz.o%，NaZSIO34.o%，TM一102%，EDTAo.6%，HZOZ1.。%，保温温度6。，碎解时间155保温时间(也称熟化时间)对脱墨效果的单因素实验结果如表
13、4所示，从表中可以看出，(下转第16页)2005年第1期黑龙江造纸(l):70.施英乔，丁来保，李萍，等，高得率浆废水的高效生化处理一序列活性污泥法处理低污染意场APMp废水.中国造纸，2。(3):13.何京.造纸工业白水回收技术的思考.纸和造纸，2oO3(的:89.陈应福，黄愁.制浆造纸废水零排放的研究与实践.中华纸业，2001，22C2):46.莫立焕，陈咏梅，陈克复改进设备提高造纸白水利用率.纸和造纸，2003(4):5.Metso水处理技术资料.门J气尸口心尸.LrL幻习叼rlr.L厂LDAFTreatmentTechnologyofDIPProeessEffluentQIUZen兮c
14、hang，WANGHa卜yi(SehoolofPaPeoakingE滩g艺neering，Shaanx艺Un艺versityofSeienceandTechnolog少，Xian夕ang712081，China)Abstraet:Inwastewatertreatment，flotation15usedprineipallytoremovesuspendedmatterandtoeoneentratebiosolids.Theprineipaladvantagesofflotationoversedimentationarethatverysmallorlightpartielesthatset-tleslowlyeanberemovedmoreeompletelyandinashortertime.Oneethepartieleshavebeenfloatedtothesur-faee，theyeanbeeolleetedbyaskimmingoPeration.TheDAFuniteanbeusedinthewaterloopofwastepaperpulpingsystemtoelarifytheproeesswaterofDlpplant，enhaneetheeffieieneyofwateruse，redueethequantityo
