制样方法对脱墨效果评价的影响

1、 收稿日期 :2004212207制样方法对脱墨效果评价的影响徐清华 1,2 石淑兰 3 秦梦华 1 靳丽强 1(11山东轻工业学院 , 山东济南 , 250100; 21华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室 , 广州 , 510640; 31天津科技大学 , 天津 , 300222 摘 要 :研究了不同的制样方法对混合办公废纸脱墨效果评价的影响。关键词 :混合办公废纸 ; 脱墨效果 ; 制样方法中图分类号 :TS743+19 文献标识码 :A :08202 采用快速 、 直观 、 准确的方法 制和优化脱墨工艺 的 1。 但迄今为止 , 仍然没有标准 的制样方法可以对脱墨浆的性质(如残余油墨

2、 , 胶粘物含量等 做出正确的评价 。 其中一个主要的障碍 是废纸质量的不均一性 2。 脱墨浆 的制样受到很多与物理化学 、 胶体 化学相关的因素及洗涤 、 过滤效果 的影响 。 水质 、 胶体物质性质 、 絮 凝剂 、 细小纤维含量 、 浆料及其中 油墨粒子的性质以及实验设备等均 会影响纸样的制备 。Cruea 研究认为3, 在脱墨浆中加入硫酸可提高油墨的可洗出性 能 。 可洗出性能可以通过纸样的两 面差来测定 。而 G audreault 等人4的研究表明 , 将系统的 pH 值从 7降低到 515只能使所抄纸页的白度 产生很细微的变化 。 K indron 等人 的 5研究结果表明 ,

3、水的硬度提高 可以降低纸页的两面差 。 Scott 6认 为不同的抄片方式对纸页的白度有 一定的影响 , T APPI 方法 T 218(布 氏漏斗抄制 , 3g 浆垫 与 T APPI 方 法 T 272(抄片器抄制 , 3g 纸页 相 比具有更低的油墨洗出效率 , 所制 得的浆垫白度更低 。废纸的不均一性以及制样方法 的多种多样使得不同组的废纸脱墨 效果很难进行比较 。 普遍的观点认 为 , 在制样过程中 , 应尽量避免油 墨洗出 , 避免浆片两面差 , 油墨在 浆片中应任意分布 7。 同时 , 制备 要以白度为主 。 对于生产高质量的 书写纸 、 印刷纸的脱墨浆 , 仅测定 白度是不够的

4、 。 目前国际上用来评 价废纸脱墨效果的指标有脱墨浆的 光学性质和图像分析 。 其中光学性 质又包括 :白度 、 色度和有效残留 油墨浓度 (ERIC 。本课题比较了实验室中常用的 几种制样方法对混合办公废纸化学 法脱墨效果评价的影响 。1 实验原料与方法111 实验原料废纸 #37美国废纸 (M OW , 取自山东太阳纸业集团 。化学 品 Al 2(S O 4 3、 NaOH 、Na 2S iO 3、 E DT A 、 H 2O 2均为分析纯试剂 。112 实验方法 11211 碎解碎浆在 F ormax 实验室碎浆机(型号 H 2272M 中进行 。加入一定量的热水及 NaOH 、 Na

5、2S iO 3、 E DT A 等化学品 , 调整到一定温度后加入 一定 量 的 废 纸 及 H 2O 2、脱 墨 剂 , 开动电机使其混合均匀 , 并在一定 转速下进行碎浆 。11212 浮选与洗涤浮选在 F ormax 浮选槽 (型号为L 2100 中进行 。 将碎解后的浆料加水稀释到浆浓 1%, 加 015%的脱墨 剂 , 控制通气量为 1710m 3/h , 压力为 0169MPa , 常温下浮选 15min 。浮 选 后 的 纸 浆 稀 释 到 浆 浓015%, 通 过 80目 的 铜 网 洗 涤 浓缩 。11213 脱墨效果的检测白 度 、残 余 油 墨 浓 度 (ERIC700

6、在 E lreph o2000白度仪上进行测定 。残余油墨面积 (尘埃度 、 油墨 粒子个数及油墨粒子平均直径采用 加拿大产 Paperican 残余油墨扫描 仪进行分析 。2 结果与讨论211 标准纸页成形器制样对脱墨效果评价的影响混合办公废纸化学法脱墨浆采 用标准纸页成形器进行抄片 , 浆片 定量为 60g/m 2。实验所用的抄片 条件列于表 1。在抄片过程中加入 Al 2(S O 4 3是为 了 固 定 游 离 的 油 墨 粒 子 8。Al 2(S O 4 3(浓度 12% 用量 1m L/g 浆 (绝干 。 加入 P A M 是为了使浆料絮凝 , 减 少 游 离 油 墨 粒 子 的 流

7、 失。P A M 加入量为 0102%2。由表 2中数据可以看出 , 不论 采用自来水还是去离子水 , 调或不 调 pH 值 , 添加化学品后 , 浆料的 尘埃度和残余油墨浓度均有所提 高 。 说明油墨粒子的留着率增加 , 证实 Al 2(S O 4 3和 P AM 确实可以固 定 、 留着油墨粒子 。07 简 报China Pulp &Paper Vol 124, No 18, 2005表 1 标准纸页成形器抄片条件 方法水质 pH 值 添加化学品 1自来水 不调 不添加2自来水 不调 Al 2(S O 4 3 3自来水 不调 PAM4自来水 不调 PAM +Al 2(S O 4 3

8、5自来水 加 H 2S O 4调至5515不添加6自来水 加 H 2S O 4调至5515Al 2(S O 4 37自来水 加 H 2S O 4调至 5515PAM8自来水 加 H 2S O 4调至5515(49去离子水 不调10去离子水 不调 PAM11去离子水 Al 2(S O 4 3调至 5515Al 2(S O 4 312去离子水 Al 2(S O 4 3调至 5515PAM +Al 2(S O 4 313去离子水 加 H 2S O 4调至5515不添加14去离子水 加 H 2S O 4调至 5515PAM表 2 标准成形器抄片的脱墨效果方 法网面白度/%ISO吸水纸面白度/%ISO网

9、面尘埃度/m m 2m -2吸水纸面尘埃度 /m m 2 m -2网面ERIC/mg kg -1吸水纸 面 ERIC /mg kg -1无论采用何种方法抄片 , 混合 办公废纸化学法脱墨浆的白度 、 尘埃度及残余油墨浓度的两面差都非常小 。 所以进行脱墨效果检测时 ,只需检测一面即可 。 采用去离子水抄片时 , 浆料白度比自来水抄片低 , 而尘埃度及残余油墨浓度高 。说明采用去离子水抄片油墨的留着率高 。采用方法 12(即去离子水 ,添加 P AM 和 Al 2(S O 4 3 抄片时 , 浆料的白度最低 , 尘埃度及残余油墨浓度最高 ,高 。21212用布氏漏斗抄片 , 抄片方法见文献9,

10、定量为 170g/m 2。抄片条件见表 3, 结果列于表 4。表 3 布氏漏斗抄片条件方法水质 pH 值 添加化学品1去离子水 不调 不添加2去离子水 不调 PAM3去离子水Al 2(S O 4 3调至 5515Al 2(S O 4 34去离子水Al 2(S O 4 3调至 5515PAM +Al 2(S O 4 35去离子水加 H 2S O 4调至5515不添加6去离子水加 H 2S O 4调至5515PAM表 4 布氏漏斗抄片的脱墨效果方法网面白度/%ISO吸水纸面白度/%ISO网面尘埃度/mm 2m -2吸水纸面尘埃度 /m m 2 m -2网面ERIC/mg kg -1吸水纸面 ERI

11、C/mg kg -1用布氏漏斗对混合办公废纸抄片 , 浆片与吸水纸容易分离 。 从表4数据可以看出 , 浆片两面差非常小 , 检测时只需一面即可 。 采用方法 6(即用去离子水 , 加 H 2S O 4调节pH 值至 5515, 添加 P AM 抄片 时 , 白度 最 低 , 残 余 油 墨 浓 度 最 高 , 尘埃度较高 , 此时油墨粒子的 留着率最高 。 与标准抄片器所抄浆 片相比 , 采用布氏漏斗抄片 , 油墨 粒子的留着率更高 。 所以对混合办 公废纸进行质量评价时 , 采用布氏 漏斗抄片 , 用去离子水 , 加 H 2S O 4调 pH 值至 5515, 添加 P AM 更为 准确

12、。纸脱墨效果评价的影响很大 。 对于 M OW 化学脱墨浆 , 采用布氏漏斗 、 用 去 离 子 水 、添 加 P AM 和 Al 2 (S O 4 3抄片时 , 所得浆片的两面差 很小 , 白度最低 , 尘埃度及残余油 墨浓度最高 , 油墨粒子的留着率最 高 。参 考 文 献1 徐清华 , 石淑兰 , 秦梦华 1废纸脱墨效果 评价方法 J1中国造纸 ,2004,23(3 :46 2 levesque M S , dessureault P , carabin , et al 1 M easurement of deinked pulp quality and deinking efficie

13、ncy , part 1:Im pact of speci 2 men preparation procedures on IS O brightness resultsJ1PPC , 1998, 99(5 :273 Cruea B P 1Lab oratory evaluations and total sys 2 tem conceptsJ1T appi J , 1978, 61(6 :27 4 G audreault R ,R oy R ,T remblay B ,et al 1M eth od 2 ology for the evaluation of s oaps/surfactan

14、ts used for O NP/O MG deinkingJ1Progress in paper recycling , 1994, 4:425 K indron R R ,Deceuser J 1Hydrogen peroxide use benefits washing 2deinking system J 1 Pulp &Paper , 1981,55(7 :766 S cott D L 1W ha is the appropriate procedure for handsheets preparation when evaluating op 2 tical properties of recycled pulp :are we wash 2 ing away par of our answer when using T APPI official meth od T 2182om91or T 2722om92J1 Progress in paper recycling , 1993,8:106 7 G illes M 1D orris 1Determination of ink detach 2 ment and flotation efficiency from the sided 2 ness of handsheets C 14