浮选脱墨对办公废纸浆胶粘物去除效果的初步评价

1、作者简介:郭秀强,男,硕士研究生,主要从事二次纤维高效清洁利用、造纸与纸加工化学品开发等方面的研究。浮选脱墨对办公废纸浆胶粘物去除效果的初步评价郭秀强武书彬易志伟(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广州,510640摘要:定量检测了办公废纸中大胶粘物和微细胶粘物的含量,并就浮选脱墨对大胶粘物和微细胶粘物的去除情况进行了评价。结果表明:在中性条件下碎浆,浆中胶粘物含量较低;优化浮选后,办公废纸浆中大胶粘物和微细胶粘物的去除效率分别达到了79.17%和74.44%。关键词:浮选;大胶粘物;微细胶粘物;办公废纸中图分类号:TS 749+.7文献标识码:A 文章编号:1671-4571(2006

2、0620038203在废纸浆回收利用过程,胶粘物的检测和去除已经成为工厂的一个重要难题1,2。胶粘物通过附聚在纤维上,沉积在设备上,在白水回用的过程沉积下来引起浆料污染,纸机淤塞,造成纸张断裂,影响印刷效果等问题3。随着压敏胶在办公废纸中使用的不断增加,它给办公废纸生产带来的胶粘物问题也就随之增多4。尽管在整个制浆阶段包括胶粘物在内的大部分杂质,都可以通过筛浆和浮选除去。但是,由于一些压敏胶的密度和水的密度比较接近,这在很大程度上加大了去除的难度。此外,在碎浆、浮选和筛选过程也会产生一些问题,比如碱性条件碎浆,浮选温度较高都容易使胶粘物粘结在一起,不易被浮选出来,由于胶粘物自身存在弹性,压力筛

3、选过程它可以通过尺寸比其小许多的缝筛等等5。针对这些问题,国内外许多研究者做了大量研究工作。Marguertite 和John 6提出,在中性条件下碎浆,能够减少胶粘物之间的粘结,在浮选过程中添加生物酶进行处理可以有效地去除大胶粘物。Stratt on 7认为,浮选脱墨过程通过添加脱墨剂能够改变脱墨浆溶液的表面张力,这在不同程度上改变了气泡和胶粘物颗粒之间的粘结力,对胶粘物的去除具有很好的作用。A ltaf H.Basta 8针对废纸浆中存在的微细胶粘物问题做了大量工作,并认为通过膜过滤能够准确测量工厂中各个工段微细胶粘物含量的变化。尽管浮选法去除胶粘物在文献中很少见到,但是浮选对胶粘物去除的

4、确具有一定的理论基础。这主要是由于胶粘物本身具有的憎水性,能够满足被气泡吸附这一前提,并且由于碎浆的作用,许多胶粘物颗粒在大小上也能够满足浮选的要求。本实验主要利用二次纤维高效清洁利用研究平台拥有的先进设备,初步研究了浮选过程对大胶粘物和微细胶粘物的去除效果及其主要影响因素。1实验方法1.1原料和化学药品静电复印纸,激光打印纸和书本纸以211的比例混合,撕碎成25×25mm 大小的碎片,放置在密封袋中进行平衡水分。过氧化氢,氢氧化钠,硅酸钠均为化学纯。脱墨剂A 以非离子型为主,实验室制备,脱墨剂B 为非离子型,韩国进口,脱墨剂为C 非离子和阴离子复合型,实验室制备。1.2实验设备F

5、ORMAX N -100高浓碎浆机,VO I T H delta25脱墨浮选仪,Pul m ac Master -Screen 胶粘物分析仪。1.3碎浆和浮选操作取220g (绝干混合办公废纸在高浓碎浆机中碎解15m in,碎浆浓度为15%,碎浆pH 值控制在6-11左右,碎浆温度为60。碎解后,将浆料浓度稀释到1%,在50温度下浮选10m in 。1.4大胶粘物的检测每次取20g (绝干的碎后和浮后浆料,在Pul 2mac -Master Screen 分析仪中进行筛选,然后将最终停留在Fisher 滤纸上的滤渣(含有胶粘物脱水后在烘箱中烘干,用墨水染色后,在滤纸表面上撒上一层均匀的氧化铝粉

6、,在一定压力下进行挤压烘干,然后取出滤纸扫掉铝粉,用专用的扫描仪扫描图片后用专利图象分析软件分析胶粘物含量。83造纸科学与技术2006年第25卷第6期1.5微细胶粘物的检测准确量取四份250mL 浮选前后的脱墨浆,置于冷冻离心机中,在5000r/m in 的速度下离心15m in,取上层清夜,然后在0.22m 的超滤膜上进行抽滤,将超滤膜烘至绝干,准确称量即可得到微细胶粘物含量。2结果与讨论2.1碎浆pH 值对浮选脱墨过程胶粘物去除的影响在实验过程中,我们尝试改变pH 值进行碎浆, 并对不同脱墨剂的浮选效果进行了比较。结果表明:随着碎浆pH 值的增加,浆料中胶粘物含量相对有所增加。加入脱墨剂进

7、行浮选后,胶粘物含量有了很大程度的降低。此外,通过优化碎浆pH 值发现,pH 值接近中性时进行碎浆,废纸浆中胶粘物含量较少,浮选对胶粘物的去除效果较好。由于胶粘物筛选仪的筛缝为0.1mm ,筛选后得到的胶粘物尺寸大小应该>0.1mm ,染色压片后得到的胶粘物尺寸大小应该>0.00785mm 2,尺寸大小在0.00785mm 2以下的应该归为杂质一类。表1pH 值对纸浆中胶粘物含量的影响碎浆pH 值胶粘物颗粒数量/个胶粘物含量/mg L -1胶粘物面积/mm 2胶粘物平均大小/mm 25.513303 2.5630.1977.0333126.7330.2048.66140012.65

8、30.2079.59645317.7820.18510.213349821.0320.15811.316752023.8780.143从表1可以看出:随着碎浆pH 值的不断提高,大胶粘物的含量也随之不断增加。pH 值从5.5上升到11.3,胶粘物个数从13增加到167个,胶粘物含量从303mg/L 增加到520mg/L,胶粘物的面积从2.563mm2增加到23.878mm 2。可见,碱性条件下碎浆,浆料中胶粘物含量较多,不利于胶粘物的去除。 图1三种脱墨剂在不同pH 值碎浆时浮选后浆中胶粘物的含量图1描述了分别加入三种脱墨剂对不同碎浆条件下的浆料中大胶粘物的含量变化。可以看出,在不同pH 值碎

9、浆,浮选效果差别较大。其中pH 值在7.2时,加入脱墨剂浮选后,胶粘物的去除效果最好,尤其是加入脱墨剂B ,胶粘物含量下降到65mg/L,效果最好。pH 值为6.0时,碎浆后浆料中胶粘物的含量较低,而在浮选后胶粘物含量却下降较少,去除效率不高。因此,应该将碎浆条件确定为中性左右,在使用的三种脱墨剂中,脱墨剂B 对胶粘物去除效果最好。2.2脱墨剂用量对胶粘物去除的影响图2脱墨剂用量对胶粘物含量的影响图2中主要描述了pH 值为7.0时,脱墨剂B 的用量对纸浆中大胶粘物去除效果的影响。可以看出,脱墨剂用量增加到0.20%(对绝干量时,大胶粘物的含量从312mg/L 减少到65mg/L,脱墨剂用量增加

10、到0.30%时,胶粘物的含量减少趋势较为缓慢。故可将脱墨剂B 的用量控制在0.20%左右。在整个生产循环过程中,微细胶粘物也是值得我们关注的问题。微细胶粘物主要表现为可溶性的胶粘物,它们溶解在过程水中,随着工段的不同其表现形式也有所不同。所以,要想解决微细胶粘物的问题,就应该将重点放在生产过程回用水上。表2为浮选前后浆中微细胶粘物含量变化情况。表2浮选前后微细胶粘物的含量项目微细胶粘物含量/mg .L -1碎浆后13.3浮选后(未加脱墨剂7.9浮选后(加入脱墨剂B 3.4从表2可以看出,浮选后微细胶粘物含量从13.3mg .L -1下降到3.4mg .L -1,添加脱墨剂去除效果更为明显。这主

11、要是由于加入脱墨剂以后,废纸浆溶液的表面张力降低,微细胶粘物和空气泡之间的粘结力发生了变化,它能够黏附在气泡表面上浮到液面被带走;另一方面,由于脱墨剂还具有捕集93Paper Science &Technol ogy 2006Vol .25No .6作用,能够更好地将纸浆中的微细胶粘物附聚在泡沫上面脱除掉,进一步提高了微细胶粘物去除效率。当然,在办公废纸生产过程中,仅靠浮选是不能够起到完全清洁生产的。浮选后,在浆料中仍有部分胶粘物存在,它们聚集一段时间后仍然会给造纸生产带来危害。所以,还需要适当的添加一些其他类型的胶粘物定着剂或酶制剂来控制胶粘物的含量。其具体情况还需要我们今后进一步去

12、研究。3结论3.1通过分析可以看出,浮选对MOW浆中大胶粘物的去除具有较好的效果。中性条件下碎浆,脱墨剂用量为0.2%时,去除效果可以达到79.17%。3.2通过膜过滤进行分析,浮选对微细胶粘物的去除也具有较好的效果,在优化条件下去除效率为74.44%。参考文献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、刘群华.废纸回收系统中胶粘物含量的检测方法J.中国造纸2004,23(5:46-494李金宝,张美云,修慧娟.废纸胶粘物的分类及其去除方法J.纸和造纸,2004(6:28-305陈嘉翔.废纸浆的胶粘物问题及其解决途径J.纸和造纸,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,詹怀宇,何北海等.新闻纸厂循环用水净化效率的分析J.中国造纸,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页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