蒸汽脱墨的最佳时机和最佳漂白方法的研究

日期：2023-10-11 22:15

废纸回收利用在世界各国发展不平衡。德国、日本、韩国等发达国家已建立了较为完善的废纸回收体系，其国内废纸能够及时得到有效回收。以中国为代表的广大发展中国家虽然认识到废纸回收对于造纸工业的重要性，加大了废纸回收的投入，这也导致废纸利用率逐年上升。但由于缺乏建立有效的废纸回收体系，废纸回收率低于世界平均水平。

我国废纸回收率多年来一直徘徊在30%左右，严重制约了废纸回收利用的进一步发展[1]。正是由于上述原因，近十年来废纸浆得到了快速发展。如今，废纸是造纸工业可持续发展的重要原料，已成为世界各国的共识。世界各国都在不遗余力地提高废纸回收率和利用率[2]，成效显着。

1 实验方法

实验方法：选择热水、0.5%H2O2、1%NaOH、3%Na2SiO3、脱墨剂（EDTA、硬脂酸钠），提取方法为热水水力制浆法。清洗后的废纸被送往水力碎浆机，同时添加热水和化学品。废纸在被液压粉碎的同时发生脱墨化学反应。脱墨初始pH值应为10.0~10.5，以便H2O2能持续提供有效的H00-离子。过氧化氢也是一种很好的漂白剂。添加到该系统碎浆机中的化学品包括 H2O2、NaOH 和 Na2SiO3。水力制浆脱墨温度调节在40℃～60℃之间。打浆时间为30分钟。其他工艺与整体造纸工艺相同。最后对干燥后的再生纸的白度、色度和回收率进行了分析[3-4]。溶剂比例和时间记录详见表1。

仪器设备：水力碎浆机、恒温水浴锅。

药品：H2O2、NaOH、Na2S iO3、脱墨剂（EDTA、硬脂酸钠）。

2 数据分析

2.1废办公纸再生纸的白度分析

白度结果见表2，白度分布曲线见图1。

纸张白度是通过将纸张表面反射的光量与标准表面反射的光量进行比较来表示的。该比率越高，白度水平越高。白度是纸张等级的区别因素。如今，印刷商往往要求非再生纸的白度在90以上。再生纸的白度水平可能较低，但一般达到92[5-7]。从本次实验结果来看，50~70之间的总体水平大部分低于印刷标准。实验1、2两组较低，最好的是实验6。

2.2 废办公纸再生纸的比色分析

废办公纸再生纸的比色分析结果如表3所示。

CIE1931-RGB系统使用三刺激值来定量描述颜色的量。 L为公制明度，代表黑白轴；公制色度a代表红绿轴；公制色度b代表黄蓝轴。在视觉上近似均匀的三维空间中，正值表示偏红，负值表示偏绿； b为正值表示偏黄，负值表示偏蓝。该CIE-Lab系统已广泛应用于造纸行业。从图中可以看出，a值基本在0.0左右，说明红绿程度均衡[7-8]。

色度是比白度更重要的影响因素。在相同亮度下，高得率浆的黄度（b）比化学浆更深。 b反映纸浆的黄色背景水平。如果白度高，b也高，这将严重影响高得率纸浆在高档书写纸和印刷纸中的应用。从图中可以看出，从实验1到实验9，黄色程度基本上变化不大，总体趋势是逐渐增加。实验1效果最好，黄色浓度最低。 △E为两个样品的色差，△L、△a、△b分别代表两个样品的明度指数L和色度指数a、b的差异。从图表中可以看出，实验9中△E最小，为22.11，两个样品的色度比较接近；实验1至实验6 △L基本保持不变，实验7、实验8、实验9较高，呈增加趋势，说明实验7、实验8、实验9样品间差异较小； △a和△b都较小，说明实验间的比色指数a和b比较接近。

2.3废报纸回收产量分析

废报纸回收造纸的纸质和纸效数据记录详见表4，纸质和纸得率曲线见图2。

废纸再生纸的收率反映了废纸纸浆的回收率。回收率越高，资源利用率越高。从实验1到实验9整体来看，再生纸的得率呈上升趋势，最高水平为实验6，达到68.4%。最低的是实验1，仅为33.4%。在讨论提高纸浆产量时，必须记住，给定数量的原材料中的纤维数量是固定的，并且不会随着产量的增加而增加。因此，在制浆过程中，收率的概念不同于一般化学过程中收率的概念。提高纸浆产量仅仅意味着通过工艺的改变所得到的纤维含有更多的半纤维素和木质素[8-9]。