浮選脫墨對辦公廢紙漿膠粘物去除效果的初步評價

1、作者簡介:郭秀強,男,碩士研究生,主要從事二次纖維高效清潔利用、造紙與紙加工化學品開發(fā)等方面的研究。浮選脫墨對辦公廢紙漿膠粘物去除效果的初步評價郭秀強武書彬易志偉(華南理工大學制漿造紙工程國家重點實驗室,廣州,510640摘要:定量檢測了辦公廢紙中大膠粘物和微細膠粘物的含量,并就浮選脫墨對大膠粘物和微細膠粘物的去除情況進行了評價。結果表明: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膠粘物的去除效率分別達到了79.17%和74.44%。關鍵詞:浮選;大膠粘物;微細膠粘物;辦公廢紙中圖分類號:TS 749+.7文獻標識碼:A 文章編號:1671-4571(2006

2、0620038203在廢紙漿回收利用過程,膠粘物的檢測和去除已經(jīng)成為工廠的一個重要難題1,2。膠粘物通過附聚在纖維上,沉積在設備上,在白水回用的過程沉積下來引起漿料污染,紙機淤塞,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。盡管在整個制漿階段包括膠粘物在內(nèi)的大部分雜質,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,在浮選過程中添加生物酶進行處理可以有效地去除大膠粘物。Stratt on 7認為,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力,對膠粘物的去除具有很好的作用。A ltaf H.Basta 8針對廢紙漿中存在的微細膠粘物問題做了大量工作,并認為通過膜過濾能夠準確測量工廠中各個工段微細膠粘物含量的變化。盡管浮選法去除膠粘物在文獻中很少見到,但是浮選對膠粘物去除的

4、確具有一定的理論基礎。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。本實驗主要利用二次纖維高效清潔利用研究平臺擁有的先進設備,初步研究了浮選過程對大膠粘物和微細膠粘物的去除效果及其主要影響因素。1實驗方法1.1原料和化學藥品靜電復印紙,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,放置在密封袋中進行平衡水分。過氧化氫,氫氧化鈉,硅酸鈉均為化學純。脫墨劑A 以非離子型為主,實驗室制備,脫墨劑B 為非離子型,韓國進口,脫墨劑為C 非離子和陰離子復合型,實驗室制備。1.2實驗設備F

5、ORMAX N -100高濃碎漿機,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 (絕干混合辦公廢紙在高濃碎漿機中碎解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大膠粘物的檢測每次取20g (絕干的碎后和浮后漿料,在Pul 2mac -Master Screen 分析儀中進行篩選,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造紙科學與技術2006年第25卷第6期1.5微細膠粘物的檢測準確量取四份250mL 浮選前后的脫墨漿,置于冷凍離心機中,在5000r/m in 的速度下離心15m in,取上層清夜,然后在0.22m 的超濾膜上進行抽濾,將超濾膜烘至絕干,準確稱量即可得到微細膠粘物含量。2結果與討論2.1碎漿pH 值對浮選脫墨過程膠粘物去除的影響在實驗過程中,我們嘗試改變pH 值進行碎漿, 并對不同脫墨劑的浮選效果進行了比較。結果表明:隨著碎漿pH 值的增加,漿料中膠粘物含量相對有所增加。加入脫墨劑進

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 值接近中性時進行碎漿,廢紙漿中膠粘物含量較少,浮選對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該>0.1mm ,染色壓片后得到的膠粘物尺寸大小應該>0.00785mm 2,尺寸大小在0.00785mm 2以下的應該歸為雜質一類。表1pH 值對紙漿中膠粘物含量的影響碎漿pH 值膠粘物顆粒數(shù)量/個膠粘物含量/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,膠粘物個數(shù)從13增加到167個,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,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,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 對膠粘物去除效果最好。2.2脫墨劑用量對膠粘物去除的影響圖2脫墨劑用量對膠粘物含量的影響圖2中主要描述了pH 值為7.0時,脫墨劑B 的用量對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%(對絕干量時,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,膠粘物的含量減少趨勢較為緩慢。故可將脫墨劑B 的用量控制在0.20%左右。在整個生產(chǎn)循環(huán)過程中,微細膠粘物也是值得我們關注的問題。微細膠粘物主要表現(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,要想解決微細膠粘物的問題,就應該將重點放在生產(chǎn)過程回用水上。表2為浮選前后漿中微細膠粘物含量變化情況。表2浮選前后微細膠粘物的含量項目微細膠粘物含量/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,微細膠粘物和空氣泡之間的粘結力發(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膠粘物附聚在泡沫上面脫除掉,進一步提高了微細膠粘物去除效率。當然,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,它們聚集一段時間后仍然會給造紙生產(chǎn)帶來危害。所以,還需要適當?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一步去

12、研究。3結論3.1通過分析可以看出,浮選對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,去除效果可以達到79.17%。3.2通過膜過濾進行分析,浮選對微細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