浮選脫墨對(duì)辦公廢紙漿膠粘物去除效果的初步評(píng)價(jià)

1、作者簡介:郭秀強(qiáng),男,碩士研究生,主要從事二次纖維高效清潔利用、造紙與紙加工化學(xué)品開發(fā)等方面的研究。浮選脫墨對(duì)辦公廢紙漿膠粘物去除效果的初步評(píng)價(jià)郭秀強(qiáng)武書彬易志偉(華南理工大學(xué)制漿造紙工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣州,510640摘要:定量檢測(cè)了辦公廢紙中大膠粘物和微細(xì)膠粘物的含量,并就浮選脫墨對(duì)大膠粘物和微細(xì)膠粘物的去除情況進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:在中性條件下碎漿,漿中膠粘物含量較低;優(yōu)化浮選后,辦公廢紙漿中大膠粘物和微細(xì)膠粘物的去除效率分別達(dá)到了79.17%和74.44%。關(guān)鍵詞:浮選;大膠粘物;微細(xì)膠粘物;辦公廢紙中圖分類號(hào):TS 749+.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-4571(2006

2、0620038203在廢紙漿回收利用過程,膠粘物的檢測(cè)和去除已經(jīng)成為工廠的一個(gè)重要難題1,2。膠粘物通過附聚在纖維上,沉積在設(shè)備上,在白水回用的過程沉積下來引起漿料污染,紙機(jī)淤塞,造成紙張斷裂,影響印刷效果等問題3。隨著壓敏膠在辦公廢紙中使用的不斷增加,它給辦公廢紙生產(chǎn)帶來的膠粘物問題也就隨之增多4。盡管在整個(gè)制漿階段包括膠粘物在內(nèi)的大部分雜質(zhì),都可以通過篩漿和浮選除去。但是,由于一些壓敏膠的密度和水的密度比較接近,這在很大程度上加大了去除的難度。此外,在碎漿、浮選和篩選過程也會(huì)產(chǎn)生一些問題,比如堿性條件碎漿,浮選溫度較高都容易使膠粘物粘結(jié)在一起,不易被浮選出來,由于膠粘物自身存在彈性,壓力篩

3、選過程它可以通過尺寸比其小許多的縫篩等等5。針對(duì)這些問題,國內(nèi)外許多研究者做了大量研究工作。Marguertite 和John 6提出,在中性條件下碎漿,能夠減少膠粘物之間的粘結(jié),在浮選過程中添加生物酶進(jìn)行處理可以有效地去除大膠粘物。Stratt on 7認(rèn)為,浮選脫墨過程通過添加脫墨劑能夠改變脫墨漿溶液的表面張力,這在不同程度上改變了氣泡和膠粘物顆粒之間的粘結(jié)力,對(duì)膠粘物的去除具有很好的作用。A ltaf H.Basta 8針對(duì)廢紙漿中存在的微細(xì)膠粘物問題做了大量工作,并認(rèn)為通過膜過濾能夠準(zhǔn)確測(cè)量工廠中各個(gè)工段微細(xì)膠粘物含量的變化。盡管浮選法去除膠粘物在文獻(xiàn)中很少見到,但是浮選對(duì)膠粘物去除的

4、確具有一定的理論基礎(chǔ)。這主要是由于膠粘物本身具有的憎水性,能夠滿足被氣泡吸附這一前提,并且由于碎漿的作用,許多膠粘物顆粒在大小上也能夠滿足浮選的要求。本實(shí)驗(yàn)主要利用二次纖維高效清潔利用研究平臺(tái)擁有的先進(jìn)設(shè)備,初步研究了浮選過程對(duì)大膠粘物和微細(xì)膠粘物的去除效果及其主要影響因素。1實(shí)驗(yàn)方法1.1原料和化學(xué)藥品靜電復(fù)印紙,激光打印紙和書本紙以211的比例混合,撕碎成25×25mm 大小的碎片,放置在密封袋中進(jìn)行平衡水分。過氧化氫,氫氧化鈉,硅酸鈉均為化學(xué)純。脫墨劑A 以非離子型為主,實(shí)驗(yàn)室制備,脫墨劑B 為非離子型,韓國進(jìn)口,脫墨劑為C 非離子和陰離子復(fù)合型,實(shí)驗(yàn)室制備。1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備F

5、ORMAX N -100高濃碎漿機(jī),VO I T H delta25脫墨浮選儀,Pul m ac Master -Screen 膠粘物分析儀。1.3碎漿和浮選操作取220g (絕干混合辦公廢紙?jiān)诟邼馑闈{機(jī)中碎解15m in,碎漿濃度為15%,碎漿pH 值控制在6-11左右,碎漿溫度為60。碎解后,將漿料濃度稀釋到1%,在50溫度下浮選10m in 。1.4大膠粘物的檢測(cè)每次取20g (絕干的碎后和浮后漿料,在Pul 2mac -Master Screen 分析儀中進(jìn)行篩選,然后將最終停留在Fisher 濾紙上的濾渣(含有膠粘物脫水后在烘箱中烘干,用墨水染色后,在濾紙表面上撒上一層均勻的氧化鋁粉

6、,在一定壓力下進(jìn)行擠壓烘干,然后取出濾紙掃掉鋁粉,用專用的掃描儀掃描圖片后用專利圖象分析軟件分析膠粘物含量。83造紙科學(xué)與技術(shù)2006年第25卷第6期1.5微細(xì)膠粘物的檢測(cè)準(zhǔn)確量取四份250mL 浮選前后的脫墨漿,置于冷凍離心機(jī)中,在5000r/m in 的速度下離心15m in,取上層清夜,然后在0.22m 的超濾膜上進(jìn)行抽濾,將超濾膜烘至絕干,準(zhǔn)確稱量即可得到微細(xì)膠粘物含量。2結(jié)果與討論2.1碎漿pH 值對(duì)浮選脫墨過程膠粘物去除的影響在實(shí)驗(yàn)過程中,我們嘗試改變pH 值進(jìn)行碎漿, 并對(duì)不同脫墨劑的浮選效果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明:隨著碎漿pH 值的增加,漿料中膠粘物含量相對(duì)有所增加。加入脫墨劑進(jìn)

7、行浮選后,膠粘物含量有了很大程度的降低。此外,通過優(yōu)化碎漿pH 值發(fā)現(xiàn),pH 值接近中性時(shí)進(jìn)行碎漿,廢紙漿中膠粘物含量較少,浮選對(duì)膠粘物的去除效果較好。由于膠粘物篩選儀的篩縫為0.1mm ,篩選后得到的膠粘物尺寸大小應(yīng)該>0.1mm ,染色壓片后得到的膠粘物尺寸大小應(yīng)該>0.00785mm 2,尺寸大小在0.00785mm 2以下的應(yīng)該歸為雜質(zhì)一類。表1pH 值對(duì)紙漿中膠粘物含量的影響碎漿pH 值膠粘物顆粒數(shù)量/個(gè)膠粘物含量/mg L -1膠粘物面積/mm 2膠粘物平均大小/mm 25.513303 2.5630.1977.0333126.7330.2048.66140012.65

8、30.2079.59645317.7820.18510.213349821.0320.15811.316752023.8780.143從表1可以看出:隨著碎漿pH 值的不斷提高,大膠粘物的含量也隨之不斷增加。pH 值從5.5上升到11.3,膠粘物個(gè)數(shù)從13增加到167個(gè),膠粘物含量從303mg/L 增加到520mg/L,膠粘物的面積從2.563mm2增加到23.878mm 2?？梢?堿性條件下碎漿,漿料中膠粘物含量較多,不利于膠粘物的去除。 圖1三種脫墨劑在不同pH 值碎漿時(shí)浮選后漿中膠粘物的含量圖1描述了分別加入三種脫墨劑對(duì)不同碎漿條件下的漿料中大膠粘物的含量變化?？梢钥闯?在不同pH 值碎

9、漿,浮選效果差別較大。其中pH 值在7.2時(shí),加入脫墨劑浮選后,膠粘物的去除效果最好,尤其是加入脫墨劑B ,膠粘物含量下降到65mg/L,效果最好。pH 值為6.0時(shí),碎漿后漿料中膠粘物的含量較低,而在浮選后膠粘物含量卻下降較少,去除效率不高。因此,應(yīng)該將碎漿條件確定為中性左右,在使用的三種脫墨劑中,脫墨劑B 對(duì)膠粘物去除效果最好。2.2脫墨劑用量對(duì)膠粘物去除的影響圖2脫墨劑用量對(duì)膠粘物含量的影響圖2中主要描述了pH 值為7.0時(shí),脫墨劑B 的用量對(duì)紙漿中大膠粘物去除效果的影響?？梢钥闯?脫墨劑用量增加到0.20%(對(duì)絕干量時(shí),大膠粘物的含量從312mg/L 減少到65mg/L,脫墨劑用量增加

10、到0.30%時(shí),膠粘物的含量減少趨勢(shì)較為緩慢。故可將脫墨劑B 的用量控制在0.20%左右。在整個(gè)生產(chǎn)循環(huán)過程中,微細(xì)膠粘物也是值得我們關(guān)注的問題。微細(xì)膠粘物主要表現(xiàn)為可溶性的膠粘物,它們?nèi)芙庠谶^程水中,隨著工段的不同其表現(xiàn)形式也有所不同。所以,要想解決微細(xì)膠粘物的問題,就應(yīng)該將重點(diǎn)放在生產(chǎn)過程回用水上。表2為浮選前后漿中微細(xì)膠粘物含量變化情況。表2浮選前后微細(xì)膠粘物的含量項(xiàng)目微細(xì)膠粘物含量/mg .L -1碎漿后13.3浮選后(未加脫墨劑7.9浮選后(加入脫墨劑B 3.4從表2可以看出,浮選后微細(xì)膠粘物含量從13.3mg .L -1下降到3.4mg .L -1,添加脫墨劑去除效果更為明顯。這主

11、要是由于加入脫墨劑以后,廢紙漿溶液的表面張力降低,微細(xì)膠粘物和空氣泡之間的粘結(jié)力發(fā)生了變化,它能夠黏附在氣泡表面上浮到液面被帶走;另一方面,由于脫墨劑還具有捕集93Paper Science &Technol ogy 2006Vol .25No .6作用,能夠更好地將紙漿中的微細(xì)膠粘物附聚在泡沫上面脫除掉,進(jìn)一步提高了微細(xì)膠粘物去除效率。當(dāng)然,在辦公廢紙生產(chǎn)過程中,僅靠浮選是不能夠起到完全清潔生產(chǎn)的。浮選后,在漿料中仍有部分膠粘物存在,它們聚集一段時(shí)間后仍然會(huì)給造紙生產(chǎn)帶來危害。所以,還需要適當(dāng)?shù)奶砑右恍┢渌愋偷哪z粘物定著劑或酶制劑來控制膠粘物的含量。其具體情況還需要我們今后進(jìn)一步去

12、研究。3結(jié)論3.1通過分析可以看出,浮選對(duì)MOW漿中大膠粘物的去除具有較好的效果。中性條件下碎漿,脫墨劑用量為0.2%時(shí),去除效果可以達(dá)到79.17%。3.2通過膜過濾進(jìn)行分析,浮選對(duì)微細(xì)膠粘物的去除也具有較好的效果,在優(yōu)化條件下去除效率為74.44%。參考文獻(xiàn)1Friberg T.Cost I m pact of StickiesJ.Pr ogress in Paper Recy2cling,1996,6(1:70-722Doshi,M.R.Quantificati on of StickiesJ.Pr ogress in Paper Re2cycling.1995,4(2:103-1053

13、劉群華.廢紙回收系統(tǒng)中膠粘物含量的檢測(cè)方法J.中國造紙2004,23(5:46-494李金寶,張美云,修慧娟.廢紙膠粘物的分類及其去除方法J.紙和造紙,2004(6:28-305陳嘉翔.廢紙漿的膠粘物問題及其解決途徑J.紙和造紙,2003(1:7-96Marguerite S.Sykes,John H.Klungness.Enzy matic Removal ofStickies Contam inantsR.Tapp i Pr oceedings,pul p ing confer2 ence1997:687-6917R.A Stratt on.The Surface Chem istry o

14、f otati on of Stickies andLaser-Printed I nksJ.Journal of pul p and paper science.1992,18(6:221-2248A ltaf H.Basta,詹懷宇,何北海等.新聞紙廠循環(huán)用水凈化效率的分析J.中國造紙,2003,22(11:1-7Eva lua ti on of Flot a ti on on the Rem ova l of Sti ck i es i n MOWGuo X iuqiangW u S hubinYi Zhi w ei(State Key Lab of Pul p and Paper En

15、gineering,South China University of Technol ogy,Guangzhou,510640Abstract:This paper quantitatively detected macr o2stickies and m icr o2stickies in the MOW,and evaluated the effect of fl otati on deinking on the re moval of macr o2stickies and m icr o2stickies.It can be concluded that fl otati on ha

16、d resulted in a significant reducti on of stickies.A s repul p ing under neutral pH value less stickies were released, the content of macr o2stickies and m icr o2stickies after fl otati on reduced79.17%and74.44%res pectively.Key words:fl otati on;macr o-stickies;m icr o2stickies;m ixed office waste(

17、上接第7頁Recycli n g Econom y and Susta i n able D evelop m en t ofGuangdong Paper I ndustryZhan Huaiyu1,2(1.State Key Laborat oy of Pul p and Paper Enginerring,S outh China University of Technol ogy,Guangzhou,510640;2.Guangdong Technical A ss ociati on of Paper I ndustry,Guangzhou,510640Abstract:Paper

18、industry has been defined as one of nine key industrial depart m ents with great devel op ing potential by Guangdong government,which has created a ne w opportunity for the devel opment of Guangdong paper industry.I n this paper,the devel op ing situati on of Guangdong paper industry has been revie wed.The basic p rinci p les and suitability of recycling econo my model have been described.The p ractice and achieve ments of adop ting recycling e2 conomy model