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废纸脱墨剂的复配与中性脱墨工艺研究.pdf

废纸脱墨剂的复配与中性脱墨工艺研究

yanjiangm
2013-06-24 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《废纸脱墨剂的复配与中性脱墨工艺研究pdf》,可适用于工程科技领域

收稿日期:--·造纸化学品·废纸脱墨剂的复配与中性脱墨工艺研究贾路航王子千(上海喜赫精细化工有限公司上海)摘要以ONPOMG混合废纸为脱墨对象研究了几种脱墨常用的表面活性剂的中性脱墨性能。结果表明在中性条件下非离子表面活性剂比阴离子表面活性剂有更好的脱墨性能其中辛基酚聚氧乙烯醚OP-与脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE的脱墨效果最好。将OP-与FMEE以:的质量百分比复配后可以获得最佳的协同增效作用以此比例复配的脱墨剂用量.在中性条件下的脱墨工艺中可以使脱墨浆白度提高.ISO浮选后浆的ERIC值为mgkg浮损率为.。关健词中性脱墨剂浮选非离子表面活性剂协同增效传统脱墨技术是在碱性条件碎浆、浮选、洗涤的在碱性条件下诸如旧报纸(ONP)、旧杂志(OMG)等木质素含量较多的废纸会发生碱损至黑的现象使脱墨纸浆的白度下降。为了避免白度下降在碎浆时不得不加入氧化剂过氧化氢氧漂助剂硅酸钠、螯合剂等化学品既增加了化学品制浆成本又增加了废水中碱度、COD值、BOD值等[]。中性脱墨由于在pH值近中性的条件下碎浆与浮选可以有效的避免纸浆的遇碱脆损降低废水处理负担因此目前的废纸脱墨特别是木质素含量大的废纸类型的脱墨有向中性脱墨转变的趋势[]。ONPOMG混合废纸是脱墨工业上常用的一种废纸原料废纸纤维原料中木素含量大因此非常适合采用中性脱墨技术。与常规碱性脱墨相比中性脱墨不需要碱、水玻璃、双氧水等化学药品完全依靠表面活性剂渗透到废纸的油墨与纤维之间通过表面活性剂降低表面张力的作用减弱油墨与纤维之间的结合力再借助于机械作用和表面活性剂的乳化分散作用使油墨和纤维分离从而达到脱墨的目的[]。在中性脱墨过程中没有碱与双氧水的作用表面活性剂发挥着十分重要的角色。不同的表面活性剂其浊点、HLB值、乳化、分散等性能均不相同对废纸脱墨的作用不一将几种表面活性剂复配与组合利用表面活性剂之间的相互协同与增效作用获得脱墨、分散、捕集、附聚等性能均衡的脱墨剂是目前中性脱墨剂研发的方向和途径[]。实验与测试.实验原料与药品国产废新闻纸(ONP)、黑白杂志纸(OMG)实验室收集异构醇醚E、E(工业级浙江皇马化工有限公司)C-脂肪醇醚MOA-、MOA-、MOA-、MOA-(工业级安徽中粮生化集团)辛基酚聚氧乙烯醚OP-、OP-(工业级吉林化学总公司)失水山梨醇脂肪酸酯S-、S-(工业级河北邢台蓝天助剂厂)失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚T-、T-(工业级河北邢台蓝天助剂厂)脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE(工业级上海喜赫精细化工有限公司)十二烷基苯磺酸钠LAS(工业级南京金桐石化公司)乙氧基化脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES(工业级中轻物产化工有限公司)烯基磺酸钠AOS(工业级中轻物产化工有限公司)双氧水(工业级.上海远大化工)硅酸钠(工业级Be上海红枫助剂厂)EDTA(工业级苏州日出化工).实验仪器HBK-水力碎浆机(天津轻工业学院机工··年第期厂)Datacolour白度颜色测色仪(美国戴塔卡勒精密仪器公司)YK-电热恒温水浴锅(温州市云开实验电器厂)XFD浮选槽(湖南顺泽矿冶机械制造有限公司)ZCX-A抄片器(长春市小型试验机厂)CZ-筛浆机(上海师锐机械设备有限公司)SOWER-实验室用高速搅拌器(上海索维机电设备有限公司)AW分析天平(日本岛津实验设备制作所)ERIC-油墨粒子浓度测定仪(美国Technidyne精研机械公司).实验流程[]()把ONP和OMG废纸撕剪成约mmxmm的碎片置于塑料袋中密封平衡水份待用。()在碎浆机中加入一定量的表面活性剂作为脱墨剂剂加入℃左右的温水然后称取一定量的废纸片(ONP与OMG以:的比例混合)在浓度下用SOWER-实验室用高速搅拌器转速为r·min-的条件下碎浆时间约为(~)min。()碎浆后称取一定量的纸浆稀释至.的浓度在XFD浮选槽中浮选约min。()浮选后浆先经目布袋洗涤再经筛浆机筛浆然后抄造一定质量的手抄片。.测试白度增加值:Datacolour白度颜色测色仪测定纸片的白度并按照公式计白度增加值。公式白度增加值()=脱墨后的白度值()-脱墨前的白度值()残余油墨浓度:用纸页抄取器炒成纸片用ERIC残余油墨测定仪测定脱墨浆的残余油墨浓度[]。浮损率:收集浮选过程由刮板截留的泡沫置于目塑料纱袋中用清水充分洗涤两次洗去其中的油墨粒子与其它填料剩下余的即是浮选泡沫中所夹带的纤维量并按照公式计算浮损率[]。公式浮损率=(浮选泡沫中的纤维量浮选前线为总量)*结果与讨论.单一表面活性剂的脱墨性能为了筛选适合在中性条件下脱墨的表面活性剂各种表面活性剂按照相同的用量在同一条件下进行脱墨的测试实验并比较各自的脱墨效果这些指标包括白度提高值、油墨残余浓度、浮损率等。表表面活性剂的性能与脱墨效果表面活性剂浊点℃HLB值白度提高值浮选后浆的ERIC值mgkg-浮损率E-...E-...MOA-...MOA-...MOA-...MOA-...OP-...OP-...S--...S-...T-...T-..FMEE...LAS...SAS...AOS..AES...由表可知非离子表面活性剂的脱墨效果明显好于阴离子产品浮损率也明显低于阴离子产品主要是因为非离子产品的乳化与净洗性能远优于阴离子产品具有更好的脱墨效果而阴离子产品由于泡沫较大并且形成泡沫后泡沫持续时间久纸浆的纤维充斥于泡沫之中导致过高的浮损率。在非离子表面活性剂中司盘系列与吐温系列无论是白度提高值还是浮选后残余油墨浓度指标均不理想不符合脱墨要求EOP-FMEE作为脱墨剂的白度提高值较高残余油墨浓度明显低于试验中其它表面活性剂种类。.表面活性剂的复配与脱墨效果的协同增效为了获得更好脱墨效果的表面活性剂组合以实验.所筛选出脱墨效果最好的OP-与FMEE两支表面活性剂相互复配并比较各种不同比例下的脱墨效果。不同比例的表面活性剂的用量完全一致在同一条件下进行脱墨的测试实验并比较各种复配比例的脱墨效果结果见表。表不同比例的OP-与FMEE的脱墨效果OP-占重量分数FMEE占重量分数白度提高值浮选后浆的ERIC值mgkg-浮损率......··年第期................注:表中OP-与FMEE的比例均为质量百分比由表可知当OP-与FMEE按照不同的比例进行复配脱墨效果均好于单一表面活性剂协同增效作用明显主要是因为OP-具有较强的乳化油墨的能力FMEE则可以将乳化的油墨粒子更均匀的分散于浮选泡沫之中具有较强的分散与捕集能力两种表面活性剂以恰当的比例复配则能更有效的去除油墨。当OP-:FMEE为:时根据表可知该表面活性剂组合的脱墨效果最好白度的增加.残余油墨浓度为mgkg浮损率.表明OP-与FMEE复配后能进一步提高各自的脱墨效果两者最佳的比例为:。自制脱墨剂实际应用过程为更直观和准确的衡量自制中性脱墨剂的脱墨效果与传统碱性脱墨实验对比并比较其脱墨效果、废水COD值、综合脱墨成本等。脱墨用纸:ONP与OMP按照:混合废纸脱墨工艺流程:熟化时间(min)→碎浆时间(min)→碎浆浓度()→碎浆温度(℃)→浮选温度(℃)→浮选浓度(.)表脱墨工艺中各化学品用量工艺处方脱墨剂用量NaOHNaSiOHO自制脱墨剂中性脱墨.自制脱墨剂中性脱墨.自制脱墨剂中性脱墨.自制脱墨剂中性脱墨.某市售脱墨剂碱性脱墨...注:市售脱墨剂经检测其含固量为市售脱墨剂用量为.实际用量为.自制脱墨剂为含固量实验中所用NaSiO为波美度双氧水为.浓度。表两种脱墨剂及其脱墨工艺效果比较脱墨指标废水pH值废水COD值白度提高值浮选后浆的ERIC值浮损率自制脱墨剂用量.....自制脱墨剂用量....自制脱墨剂用量....自制脱墨剂用量....某市售脱墨剂碱性脱墨用量.....自制脱墨剂用量为.与市售脱墨剂用量.按照各自含固量则实际用量一致自制脱墨剂的中性脱墨工艺的白度提高比碱性工艺脱墨低约.个百分点浮选后浆的ERIC值高出约个百分点浮损率的指标好于碱性工艺相比较浮损率低了.个百分点。为了提高中性脱墨工艺的脱墨效果当脱墨剂用量由.提高至.后各项脱墨指标完全达到碱性脱墨剂用量.的效果。表两种脱墨剂及其脱墨工艺成本比较自制脱墨剂中性脱墨某市售脱墨剂碱性脱墨脱墨剂(折合成)单价(元吨)NaOH(片碱)单价(元吨)NaSiO(Be)单价(元吨)HO(.)单价(元吨)废水处理单价(元吨)..总成本(元吨纸)自制脱墨剂用量.总成本自制脱墨剂用量.总成本自制脱墨剂用量.总成本自制脱墨剂用量.总成本注:废水处理的成本按照脱墨处理一吨纸产生吨废水计算各种化学药剂的用量按照脱墨工艺进行计算并得出处理一吨废纸的总成本。按照表对脱墨的工艺进行成本核算自制脱墨剂与碱性脱墨剂在相同的用量下中性脱墨成本仅为元比碱性脱墨工艺降低近元吨此时中性脱墨效果则不及碱性脱墨工艺当中性脱墨剂用量提高至.后两种工艺脱墨效果相当此时中性脱墨的成本上升至约元吨成本仍然低于碱性脱墨元吨。完全使用非离子的中性脱墨工艺虽然在脱墨效果上还是不及常规的碱性脱墨工艺但是脱墨成本更低废水处理负担小可以通过在成本允许条件之内适当提高脱墨剂的用量完全达到碱性脱墨的效果。(下转第页)··年第期结语现代造纸工业的发展离不开新型高效造纸化学品的应用而造纸工业的发展也必然带动和促进造纸化学品产业的发展成长。我国作为世界第一大纸张消费和生产大国需要一支强大造纸化学品科研开发与推广应用的技术队伍和生产企业的支撑也必然会带动和促进造纸化学品产业的成长壮大以及两个产业的较密切合作。食品包装纸板的快速发展为造纸化学品的发展提供了一片广阔的新天地。相信国内造纸产业和造纸化学品产业之间相互支持配合并肩共同发展一定能不断开发出更多优质、高效适用于纸质食品容器、包装材料的绿色、环保新型添加剂。参考文献[]董金狮.解读GB-、答疑食品包装相关标准和法规[NOL].包装行业资讯博客--.http:blog.sina.com.cnpackagingworld作者简介韩志诚男年生教授级高级工程师。长期从事食品卡、涂布白卡纸、卡纸、纸板等生产管理和科研开发工作具有丰富的实际工作经验。多年来发表论文多篇。年获上海市科技进步二等奖年获上海市科技进步三等奖年获轻工业部科技进步三等奖。(上接第页)结论.在中性pH值条件下非离子表面活性剂对ONPOMG的脱墨作用好于阴离子表面活性剂以浮选前后的白度提升值和油墨残余浓度为指标评价各表面活性剂脱墨效果表面活性剂的脱墨能力如下:OP-﹥FMEE﹥E﹥AEO-。.在中性pH值条件下OP-与FMEE复配具有协同增效的作用当OP-与FMEE的质量百分比为:时该配方获得脱墨剂具有最佳的脱墨效果。.按照试验所用碱性脱墨剂的价格与效果在中性脱墨工艺中若获得碱性脱墨工艺的脱墨效果需要提高中性脱墨剂的用量当中性脱墨剂的用量为碱性工艺脱墨剂的.倍时(根据含固量计算)可以获得一致的脱墨效果虽然脱墨剂的成本较高但减少了其它化学品以及废水处理的成本中性脱墨与碱性脱墨工艺综合成本持平。参考文献[]唐辉军于钢吕健.ONPOMG中性脱墨剂的优选[J].造纸科学与技术():-.[]公维光.办公废纸化学法中性脱墨技术的研究[P].天津科技大学年.[]张光华解攀房瑜红.多组分表面活性剂复配对浮选法脱墨的影响[J].造纸化学品():-.[]刘贺.浅谈非离子表面活性剂的特点与应用[J].皮革与化工():-.[]陈杰.中性脱墨剂及脱墨工艺的研究[P].郑州大学年.[]陈义中陈义长.废旧新闻纸脱墨工艺的研究[J].化学与生物工程():-.[]陈嘉翔.近中性亚硫酸钠脱墨对脱墨浆质量的研究[J]中华纸业():-.··年第期

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