FAS漂白混合廢紙脫墨漿的工藝研究

謝慶嬌

（福建南紙股份有限公司脫墨漿車(chē)間）

FAS漂白混合廢紙脫墨漿的工藝研究

謝慶嬌

（福建南紙股份有限公司脫墨漿車(chē)間）

研究氧化還原兩段漂白中還原漂劑FAS對(duì)混合廢紙脫墨漿的漂白效果。在H2O2預(yù)漂白處理漿料的基礎(chǔ)上，加入FAS進(jìn)行還原漂白，探討不同漂白溫度、漂白時(shí)間以及FAS用量對(duì)漿料白度的影響。結(jié)果表明在堿比為0.4，F(xiàn)AS用量0.6%，漿濃8%，時(shí)間40min，溫度75℃時(shí)，漂白效果、生產(chǎn)成本達(dá)到最佳條件。

FAS 廢紙脫墨漿 白度

在日益增大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力下，為了提高廢紙脫墨漿的使用價(jià)值和質(zhì)量，廢紙漿的漂白也越來(lái)越重要。廢紙脫墨漿的漂白，主要可分為氧化漂白和還原漂白兩種，其中氧化漂劑主要是以過(guò)氧化氫為主，而還原漂劑主要以連二亞硫酸鈉和甲脒亞磺酸（FAS）為主。由于連二亞硫酸鈉遇氧化劑易引起爆炸，并具毒性，對(duì)眼睛、呼吸道黏膜有刺激性，在環(huán)保與人身健康越加重要的今天將會(huì)被逐步取代。而FAS性質(zhì)較穩(wěn)定，使用安全，無(wú)毒無(wú)味，在近年的研究中亦表明FAS作為一種新型的紙漿還原漂白劑愈來(lái)愈受歡迎。

FAS在堿性溶液中的分解機(jī)理為：

FAS的最終分解物為尿素和硫酸鹽。FAS在漂白中對(duì)纖維不產(chǎn)生降解作用，只與漿料中發(fā)色基團(tuán)產(chǎn)生還原反應(yīng)，是一種有效的還原性漂白劑。本實(shí)驗(yàn)在H2O2預(yù)漂白處理的基礎(chǔ)上通過(guò)單因素試驗(yàn)法，尋求在工業(yè)生產(chǎn)廢紙脫墨漿中FAS還原漂白作用的最佳工藝條件。

1 試驗(yàn)

1.1 原料

H2O2預(yù)漂白處理后的混合廢紙脫墨漿：取自福建南紙股份有限公司，廢紙配比#10美廢：#8美廢：國(guó)廢（銅版紙）=30 : 20 : 50，H2O2預(yù)漂白處理后的混合廢紙脫墨漿樣白度：77.2 %ISO

1.2 化學(xué)品

（1）FAS來(lái)自山東煙臺(tái)達(dá)斯特克化工有限公司，純度98 %～99 %

（2）其余化學(xué)試劑由福建南紙股份有限公司提供

1.3 主要試驗(yàn)儀器

電熱恒溫水浴鍋：天津市泰斯特儀器有限公司DK-98-Ⅱ型單列二孔；ZB-A色度儀：杭州紙邦自動(dòng)化技術(shù)有限公司；紙樣抄片器；pH計(jì)：上海精科；JB-3磁力攪拌器：上海雷磁新涇儀器有限公司。

1.4 試驗(yàn)方法

結(jié)合福建南紙股份有限公司生產(chǎn)中的實(shí)際情況，將已被H2O2預(yù)漂白處理過(guò)的混合廢紙脫墨漿放入聚乙烯塑料袋中，加入一定量的FAS水溶液和氫氧化鈉溶液，封口，混合均勻后，放置在二孔電熱恒溫水浴鍋中按預(yù)定的溫度和時(shí)間進(jìn)行漂白試驗(yàn)，漂白期間每隔10 min搓揉一次試樣使其反應(yīng)均勻。

1.5 測(cè)定方法

白度用 %ISO表示，QB/T 7974-1987紙及紙板白度測(cè)定法

1.6 漂白工藝

結(jié)合生產(chǎn)中實(shí)際情況，以及參考一些文獻(xiàn)，NaOH與FAS的堿比m（NaOH）:m（FAS）= 0.4 : 1時(shí)反應(yīng)效果較佳。設(shè)定試驗(yàn)中FAS漂白的工藝條件，漿濃8 %，F(xiàn)AS濃度為3.5 %，溫度65 ～ 85 ℃，漂白時(shí)間30～50 min，F(xiàn)AS用量為0.4 %～0.6 %。

2 結(jié)果與討論

2.1 溫度對(duì)漂白效果的影響

由于FAS在堿性溶液中的分解是吸熱反應(yīng)過(guò)程，因此提高漂白溫度能夠促進(jìn)FAS的分解以及其分解產(chǎn)物次硫酸鹽的還原漂白作用。漂白溫度是影響紙漿漂白的一個(gè)重要因素。表 1中列出了不同溫度下FAS的漂白試驗(yàn)結(jié)果。

注：65 ℃，50 min，0.4 %表示的是H2O2預(yù)漂白處理后的FAS漂白溫度為65 ℃，保溫時(shí)間按為50 min，F(xiàn)AS加入量為0.4 %，以此類(lèi)推。

從表1中我們看到紙漿白度增值隨著漂白溫度的升高而增大。這主要是因?yàn)闇囟雀邥r(shí)，分解反應(yīng)及還原反應(yīng)的速度在加快，但隨著溫度的升高，還原反應(yīng)速率卻慢慢趨于平緩。鑒于漂白溫度的提高對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中蒸汽消耗量的影響，產(chǎn)生1GJ蒸汽的成本價(jià)格大約在57元左右。太高的漂白溫度對(duì)工業(yè)生產(chǎn)而言是不可取的，而過(guò)低的漂白溫度則會(huì)降低漂白效率。因此，綜合表1以及溫度不能太高的因素，選用75 ℃為最適宜的溫度條件。

2.2 時(shí)間對(duì)漂白效果的影響

漂白時(shí)間對(duì)FAS的漂白效果有影響。當(dāng)m（NaOH）：m（FAS）= 0.4 : 1，w=0.6 %，漿濃為8 %，漂白溫度為75 ℃時(shí)，時(shí)間對(duì)FAS漂白的影響如圖2 所示。

由圖2可以看出，漿料的白度在前40 min內(nèi)隨時(shí)間的增加而迅速提高，但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)反應(yīng)速率開(kāi)始略有降低，白度提高不大。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于反應(yīng)塔的體積以及實(shí)際生產(chǎn)工藝流程情況，應(yīng)對(duì)反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行控制。根據(jù)本廠(chǎng)的升流反應(yīng)塔以及實(shí)際生產(chǎn)中操作的有效性，漿料的漂白最佳時(shí)間確定為40 min。

圖2 時(shí)間對(duì)FAS漂白的影響

2.3 FAS用量對(duì)漂白效果影響

由于FAS在水中的溶解度有限，在堿性條件下能迅速溶解并分解。因此根據(jù)生產(chǎn)中的實(shí)際需要，取堿比為0.4（如上述所示），當(dāng)漿濃8 %，漂白時(shí)間40 min，漂白溫度75 ℃時(shí)，F(xiàn)AS用量對(duì)混合廢紙脫墨漿白度的影響如圖3所示。

圖3 FAS用量對(duì)漂白效果的影響

由圖3可以看出，當(dāng)FAS的用量由0.4 %提高到0.6 %時(shí)，漿料白度在逐漸增加，當(dāng)用量在0.6 %以下時(shí)，漿料白度提高較快；當(dāng)用量超過(guò)0.6 %后，白度提高速率開(kāi)始放緩。并且由于FAS價(jià)格較貴，大約14元/kg。對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程而言，亦應(yīng)采用較低用量來(lái)達(dá)到較好的漂白效果。綜合試驗(yàn)結(jié)果及生產(chǎn)成本要求，當(dāng)FAS用量在0.6 %時(shí)，漂白效果及FAS消耗達(dá)到最佳狀態(tài)。

表1 溫度對(duì)FAS漂白的影響

3 結(jié)論

（1）對(duì)于本試驗(yàn)中混合廢紙脫墨漿進(jìn)行氧化還原二段漂白中還原漂白的工藝研究結(jié)果，認(rèn)為當(dāng)堿比控制在0.4，F(xiàn)AS用量0.6 %，漿濃8 %，時(shí)間40 min，溫度85 ℃時(shí)，漂白效果達(dá)到最佳條件。此時(shí)，漿料白度為82.7 %ISO，二段漂白階段白度增值為5.5 %ISO。但在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，需考慮到蒸汽消耗的較大成本，因此，考慮到成本與漂白效果，取溫度為75 ℃為最佳工藝條件。

（2）FAS對(duì)漿料的漂白效果隨時(shí)間升高而提高，但考慮到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的效益問(wèn)題，控制時(shí)間在40 min。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)漿料在貯漿塔中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，漿料白度會(huì)稍有下降，但下降值未超過(guò)1 %ISO。因此需合理控制漂白時(shí)間。

（3）FAS用量增大對(duì)混合廢紙脫墨漿白度提高有幫助。

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Research on Bleaching Mixed Waste Paper Deinking Pulp Technique

Xie Qingjiao
(Deinking Plant, Fujian Nanping Paper Co., Ltd.)

This paper researches the bleaching effect of reductive bleaching agent FAS in oxidation and reduction process to mixed waste paper deinked pulp. Adding FAS and do reductive bleaching on the basis of H2O2prebleaching, this paper discusses the effect of different bleaching temperature, different bleaching time and volume of FAS to the whiteness of pulp. The result shows that the bleaching effect and production cost appeared to be the best on the condition that the proportion of alkali is 0.4, volume FAS is 0.6 %, pulp consistency is 8%, time is 40 min and temperature is 75 ℃

FAS；waste paper deinking pulp；whiteness of pulp