造纸系统中阴离子垃圾的分析.doc

22造纸化学品 2005 ( 2)造纸系统中阴离子垃圾的分析郝 ,王海毅 ,夏新兴 妮( 陕西科技大学 造纸工程学院 ,陕西 咸阳 712081)摘要 : 全面分析了造纸系统中阴离子垃圾的来源 、 危害及其处理方法 ,对生产中正确确定抄纸条件 和使用化学添加剂有一定的指导意义 。 关键词 : 湿部 ; 阴离子垃圾 ; 捕捉剂 中图分类号 : TS71 + . 4 文献标识码 :A 文章编号 :1007 - 2225 ( 2005) 02 - 0022 - 03Analyse Anionic Trash of Papermaking System( College of Papermaking Engineering , Shanxi University of Science & Technology , Xianyang 712081 , China)Abstract : This paper have fully analysed the source , consequence and treatment of anionic trash exsiting in papermaking cal additives. system. It useful for correctly ascertaining the condition of making paper , and it has certain guidance for using chemi2 s Key words : wet ending ; anionic trash ;catcher 随着各种高得率浆的使用 , 废纸应用比例的加大 ,白水封闭循环程度的提高以及多种用途的造纸助剂的广泛使用 , 使纸机湿部阴离子积累越来越严重 ,对抄纸系统的影响也是不可忽视的 。因此 ,阴离子垃圾问题已经成为当前造纸厂面临的最大的挑战 之一 , 日益引起人们的关注 。阴离子垃圾 ( anionictrash) 是指纸机湿部存在的所有溶解的阴离子聚合物 ( 低聚物或高聚物) 和胶体的阴离子物质的总称 。 它们是亲水的 ,带较高电荷的和较高分子质量的阴 离子物质 ,从而使纸机系统整体成负电荷性 ,使其有较高的阳离子需求量 。在生产过程中这些溶解物及 纸的质量有害 。胶体物会在白水系统中积累增浓 , 这对纸机运行及1 阴离子垃圾的来源与组成在制浆过程中 , 纤维原料的成浆很大程度上取决于原料中木素 、 半纤维素 、 抽出物等的溶出 , 这些溶出物即构成了抄纸体系中最主要的有机阴离子垃 圾杂质 。阴离子垃圾的组成与浆料的来源有关 。原收稿日期 :2004208225? 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.HAO Ni , WANG Hai2yi , XIA Xin ? xing生电离 。浆中 ,主要的阴离子垃圾是半纤维素的降解组分 ( 如 葡萄糖醛酸) 、 果胶酸和木素衍生物 ( 如木素磺酸 ) 。 半纤维素 、 抽出物和木素中的溶解有机物由中性或 圾 ,主要由木素氧化反应的有机物 羧酸 、 半纤维 素的溶出物和抽出物的皂化物组成 。 带负电荷的分子组成 。带负电荷部分即为阴离子垃化学法制浆都会产生带电荷物质 , 例如在硫酸盐浆中 ,纤维素和半纤维素的羧基是电荷最大的来源 ,木浆中的羧基含量范围是 5 10 mmol/ 100g 木材 ,未漂浆中含有木素酚基 1 。在酸性亚硫酸盐法 制浆中 ,水溶性半纤维素 ( 阔叶材中的聚葡萄糖木 糖 ,针叶材中的聚阿拉伯糖葡萄糖甘露糖) 产生的脂 肪酸和松香酸 ,以及来自果胶的聚半乳糖醛酸等等 ,它们都会使纤维素在制浆漂白过程中产生的羧基发机械浆经过过氧化物漂白后 , 会产生出比亚硫酸盐法漂白高出 3 倍的干扰物质 2 。例如 , 新闻纸 纸料中的阴离子垃圾主要来源于机械浆的漂白 , 其主要成分可分为两大类 , 即溶解物质和胶体物质 。造纸化学品 2005 ( 2) 这两类物质对新闻纸性能的影响不同 , 胶体物质使 抗张力降低 , 而溶解物质使耐破指数降低 3 。富半 纤维素的半乳糖醛酸 ( 聚半乳糖醛酸 ) 是碱性 H2O2 漂白云杉 TMP 时的主要阴离子垃圾来源 4 。机械 浆 ( 如 CTMP) 经过亚硫酸盐处理有一定量的磺酸 基 。除磺酸基在较宽的 pH 值范围内能电离之外 , 纤维和填料的其它的核电基团大多数都是弱酸 , 所 以其电离度取决于体系的 pH 值 。 涂布损纸回用时 , 其中涂料的组分会带到废水 中来 ,如羧甲基纤维素 ,增白剂等 。回收废纸中含有 的油墨组分 、 表面处理的添加剂如合成施胶剂或淀 粉等 ,也会使系统呈现高的负电荷 5 。来自废纸浆 的阴离子杂质主要是大量的木素衍生物和与废纸纸 种有关的其他阴离子杂质 , 其中涂布损纸或废纸的 阴离子杂质量高而复杂 , 涂层中含有大量的阴离子 分散剂 ,使阴离子杂质浓度迅速增加 。23必须在漂白后采用有效的措施 , 去除浆中的阴离子 垃圾 。纸浆漂白后 , 用双辊挤浆机脱水能有效地降 低阴离子垃圾 。采用过氧化物漂白后进行酸中和 , 不光可以提高纸浆的白度 , 也有降低阴离子垃圾的 作用 。这主要是因为 , 在机械浆漂白过程中产生的 阴离子垃圾 ,其主要成分是聚半乳糖醛酸 ,而半乳糖 醛酸特别容易离子化 , 具有很高的阳离子需求量 。 在过氧化氢漂白过程中加入果胶酶也能有效地降低 阴离子垃圾的负面影响 6 。其原因是果胶酶能促进 半乳糖醛酸降解 , 转化为单分子的半乳糖醛酸 。 强化纸浆洗涤 。因为不论何种纸浆 , 纸浆的洗浆度 高低是影响浆中阴离子杂质浓集的最直接原因 。 选用合适的助留助滤剂提高纸料中各组分的留着 率 。传统的阳离子助留助滤剂在抄造含有大量阴离 子垃圾的浆中发挥不出良好的作用 。而聚氧化乙烯 ( PEO) 作为造纸工业用助留助滤剂 , 是一种高分子 质量非离子聚合物 , 其留着是借桥联和成键而起作 用 ,它通过形成网络 ,与存在于纸浆中的悬浮固形物 起作用 ,效果良好 。另外 ,在纸张抄造过程中加入适 当的添加剂 ,也可以有效地减轻阴离子垃圾的影响 。 通常所加的添加剂有絮凝剂和凝结剂 。在加拿大某 纸厂 ,在纸料中加入上述添加剂后 ,确实可有效地减 轻阴离子垃圾的干扰 。 对白水进行处理 。例如 , 对于以 DIP 、 和 GP 为配抄用浆的新闻纸厂过程 TMP 用水 ,DCS 与其物化性质的关系很大 ; 低分子质量的 阴离子垃圾捕捉剂