廢紙脫墨再用技術(shù)樣本

廢紙脫墨技術(shù)摘要：重要講述廢紙在回收運用過程中最大障礙是脫墨，從油墨性質(zhì)、構(gòu)成、特性開始分析，然后從脫墨原理，脫墨方技術(shù)及這些辦法技術(shù)優(yōu)缺陷比較、脫墨所用化學(xué)藥物等方面簡介了廢紙脫墨技術(shù)。核心字：廢紙；油墨；脫墨；洗滌法；浮選法；酶法脫墨一、概述廢紙是指用過而失去使用價值紙，但是絕大某些廢紙是可以回收再作為造紙原料。廢紙是重要可再生資源，廢紙回收運用是解決造紙工業(yè)面臨資源短缺、能源緊張和污染嚴重等三大問題有效途徑。近十近年來，世界各國高度注重廢紙資源運用，廢紙回收率和運用率逐年增長，解決廢紙技術(shù)也不斷改進和完善，用廢紙漿制成紙和紙板產(chǎn)量和品種也逐年增多。過去30年中世界廢紙消費量急劇增長，從1970年約3000萬t增長到1.95億t。預(yù)測到，世界廢紙消費量大概增長到2.5億t。國內(nèi)自從20世紀90年代以來，廢紙消費量逐年增長，廢紙漿占造紙用漿比例由1990年28.1%提高到56.0%。國內(nèi)以廢紙為原料生產(chǎn)包裝紙和新聞紙產(chǎn)能增長在世界上最引人注目。下表為1990—國內(nèi)廢紙漿量及其占造紙用漿比例【1】。表中數(shù)據(jù)表白，廢紙已是國內(nèi)最重要造紙纖維原料。年份19901995廢紙漿/萬t3927601140131014451920230528053380占造紙用漿比例/%28.134.040.843.943.849.052.054.056.0二、廢紙回收意義廢紙回收意義，可以概括為：1、節(jié)約能源，增長生產(chǎn)廢紙回收運用可節(jié)約大量制漿造紙用纖維原料，節(jié)約出來纖維原料可增長紙漿和紙張產(chǎn)量，滿足人們生活和工業(yè)需要。當(dāng)前全世界木材需求量20億立方米以上，并且在將來中，全世界木材需求量年增長率不低于25%。木材需求量如此之大，就迫切需要節(jié)約木材。然而，用廢紙制漿造紙，可以節(jié)約大量木材。2、減少污染，保護環(huán)境與常規(guī)制漿過程相比，廢紙制漿生產(chǎn)工藝流程較簡樸，其廢水解決也較容易，排放廢水量和污染負荷較少。此外，廢紙制漿基本上沒有大氣污染，因而廢紙制漿可以減少對環(huán)境污染。由于不用新纖維原料，木材砍伐量可以相應(yīng)減少，有助于生態(tài)平衡和保護環(huán)境。3、節(jié)約能源，減少能耗與化學(xué)法、機械法和化學(xué)機械法制漿相比，廢紙制漿生產(chǎn)工藝流程比較簡樸，能耗相應(yīng)較低。生產(chǎn)1t廢新聞紙漿比生產(chǎn)1t磨木漿節(jié)約能量75%左右，生產(chǎn)1t高白度脫墨漿較生產(chǎn)1t化學(xué)漿節(jié)約能量50%以上。4、節(jié)約投資，減少成本建設(shè)以植物纖維原料制漿生產(chǎn)線投資大，而建設(shè)同等規(guī)模廢紙漿廠只需建設(shè)原漿漿廠投資25%—30%。化學(xué)漿廠化學(xué)品回收和廢水解決投資也很大，而廢紙制漿污染輕，其廢水也較容易解決，環(huán)保方面投資也較少。由于廢紙制漿原材料成本、能耗、投資均較低，其生產(chǎn)成本比原漿要低。三、廢紙脫墨廢紙種類諸多，其分類方式也諸多。聯(lián)合國糧農(nóng)組織按廢紙用途將廢紙分為四類：新聞紙和書籍廢紙、紙板箱廢紙、高質(zhì)量廢紙及其她廢紙【1】。廢紙化漿后并不能直接用于抄造，一是由于紙張植物纖維在干燥、貯存過程中會發(fā)生角質(zhì)化現(xiàn)象，從而對纖維乃至紙漿性能產(chǎn)生很大影響，使回收纖維在許多性能方面不同于初始纖維，這就需要對廢紙進行改性解決。而是廢紙漿中具有大量油墨或黑粉，需要進行脫墨解決。油墨或墨粉脫除已經(jīng)成為了廢紙回收運用重要障礙。【4】然而另一方面也是為了將通過印刷廢紙變成滿足生產(chǎn)需求白紙漿，提高廢紙漿使用價值和生產(chǎn)紙張（紙板）級別，需要從廢紙中除去油墨。進行這種解決過程稱為廢紙脫墨。通過脫墨生產(chǎn)出來紙漿稱為脫墨漿。普通而言，廢紙中具有1%—50%非纖維性雜質(zhì)，其中涉及某些油墨，化學(xué)助劑，涂料、有機復(fù)合添加物、塑料，塵土，鐵屑等。【2】然而這些雜質(zhì)都是在脫墨過程中除去。油墨構(gòu)成按照印刷辦法不同可以將油墨分為接觸性印刷油墨和非接觸性印刷油墨。色料：重要為顏料，賦予印品豐富多彩色調(diào)；接觸性印刷油墨連結(jié)料：作為色料載體，使色料固著在承印物表面；（老式意義油墨）助劑：調(diào)節(jié)油墨色調(diào)、黏性、流動性、干燥性和印刷適應(yīng)性。非接觸性油墨，涉及靜電復(fù)印和激光打印油墨，是粉狀固體，以熱塑性樹脂為主，加入烯烴、顏料、電荷控制劑和流動化劑等添加劑。此種油墨比普通印刷油墨牢固、耐磨、耐水，耐酸堿。廢紙脫墨原理在進行脫墨過程中為了破壞印刷油墨對纖維粘附，需要加入某些化學(xué)品在恰當(dāng)溫度和機械作用下，將油墨從纖維上分離出來。脫墨原理和印刷原理相反，是依照油墨特性，采用合理辦法破壞油墨粒子對纖維粘附力，即通過化學(xué)藥物、機械外力和加熱等作用，將印刷油墨粒子與纖維分離，并從紙漿中分離出去工藝過程。脫墨整個過程大體可以分為三個環(huán)節(jié)：①疏解分離纖維；②使油墨從纖維上脫離；③把脫離出來油墨粒子從漿料中除去。【1】在第一階段，油墨不但從纖維表面脫離下來，并且更為重要是將顆粒打碎至適當(dāng)大小，并賦予一定表面化學(xué)特性。后來分離過程涉及刷選、凈化、洗滌或以上幾種辦法結(jié)合。當(dāng)采用洗滌和浮選兩種辦法完畢凈化和去除油墨粒子時，她們操作機理是完全不同樣。洗滌脫墨系統(tǒng)在去除不大于10um油墨粒子時最有效，而泡沫浮選系統(tǒng)在去除10—100um油墨粒子時效果最佳。此外，洗滌過程規(guī)定油墨粒子留在液相中，以便可以同水一起分離，這樣話在采用洗滌系統(tǒng)脫墨時就要加入親水性化學(xué)藥物，使脫離下來油墨粒子具備親水性，以便于洗滌時隨水一起流走。相比之下，浮選法是運用纖維、填料及油墨等構(gòu)成可潤濕性不同，運用不通顆粒具備不同表面性能機理來達到分離。重要靠氣泡捕獲油墨顆粒而除去。因而在操作過程中需要加入某些疏水性化學(xué)藥物，這樣才干使油墨粒子被液體所排斥而被氣泡帶走?！?】固然，采用浮選法還要注意一種很核心問題就是空氣泡直徑問題。當(dāng)空氣泡直徑不不大于0.5mm時，會把纖維一起給帶走，這樣會使紙漿得率大大減少；當(dāng)空氣泡直徑與油墨粒子直徑比值為5:1時，其去除油墨粒子效果最佳。【1】廢紙在碎漿機中進行離解，在機械作用和恰當(dāng)溫度條件下，紙面濕潤膨脹變形，纖維間本來存在氫鍵被削弱，在碎漿機產(chǎn)生強大剪切作用下，廢紙疏解成纖維，使成片油墨粒子分散下來，為保證均勻脫墨創(chuàng)造條件，在有化學(xué)藥物水溶液中，印刷油墨與皂化劑作用，使油墨皂化，使顏料粒子從纖維中分離出來。為防止游離出來顏料粒子互聚和被纖維重新吸取，在脫墨劑中含分散劑和吸取顏料吸取劑。游離出來顏料粒子通過洗滌法或浮選法除去。為了使顏料粒子潤濕和油脂乳化，在洗滌前還要加入肥皂、脂肪酸等潤濕劑。因而，廢紙脫墨過程中，脫墨化學(xué)品使廢紙上印刷油墨表面張力減少，從而產(chǎn)生潤濕、滲入、乳化、分散等各種作用，而機械，化學(xué)和熱協(xié)同作用才干使纖維上油墨脫除干凈?！?】廢紙脫墨化學(xué)品脫墨劑普通由各種化學(xué)品構(gòu)成。在脫墨過程中所起化學(xué)和物理作用各不相似,有些同步起著幾種作用。因而，整個脫墨過程事實上是在各種化學(xué)品協(xié)同作用下完畢。單一脫墨劑組分是不也許達到最佳脫墨效果，必要構(gòu)成合理配方。因而，脫墨劑是減少廢紙與印刷油墨表面張力而產(chǎn)生皂化、潤濕、滲入、乳化、分散和脫色等各種作用綜合體。脫墨化學(xué)品種類諸多，按其作用不同，可以分為如下幾類：皂化劑：NaOH、Na2CO3、Na2SiO3，其作用是使纖維潤脹，使油墨中油脂皂化，通過皂化使油墨顏料粒子游離出來。同步，可以使紙張中松香皂化，便于纖維分散。潤濕劑：也稱清凈劑，有肥皂、油酸鈉皂、萘皂、脂肪酸、石油磺酸、烷基磺酸鈉等。常與Na2CO3、Na2SiO3配合使用，能潤濕顏料粒子，使油脂乳化并溶出。她們能滲入到纖維內(nèi)部，而無破壞纖維作用。慣用肥皂價格便宜，效果較好。分散劑：作用是接受碎漿時分離出來油墨顏料粒子，并使其保持懸浮狀態(tài)，防止顏料粒子互聚，或被鈣皂或鎂皂生成凝乳所吸附。普通有硅酸鈉、油酸鈉、動物膠或干酪素等。吸取劑：具備較大表面積，可將顏料離子和分散乳化油脂吸附在其表面上，而不被纖維吸附，以便于用洗滌法除去。慣用有高嶺土、黏土、皂土、硅藻土和瓷土等。脫色劑和漂白劑：慣用有H2O2、連二亞硫酸鹽，甲脒亞磺酸等，其中H2O2使用最多是。表面活性劑：具備潤濕、滲入、乳化、分散、洗滌及發(fā)泡等各種功能，是脫墨劑中不可缺少重要組分。用于脫墨表面活性劑有兩種重要成分分別是：親水成分和疏水成分。在洗滌法中是采用親水成分，而在浮選法中是采用疏水成分。浮選促集劑：用于浮選脫墨，是將碎漿時分離油墨粒子匯集在一起，然后由氣泡帶走。附集劑：重要用于靜電復(fù)印廢紙、激光打印廢紙等辦公廢紙脫墨，其目是從化學(xué)性能上變化這些廢紙中薄片狀熱溶性油墨表面特性，減少油墨粒子間排斥力和玻璃化溫度，從而產(chǎn)生調(diào)色劑薄片間附集現(xiàn)象，最后形成較大顆粒，通過縫式壓力篩和正向除渣器除去。廢紙脫墨辦法洗滌法脫墨：是最早使用老式辦法，其脫墨工藝是一種水力分離過程。規(guī)定油墨粒子要小，細致分散，并要親水，保持在水相中，通過重復(fù)洗滌漿料使廢紙中油墨洗去。洗滌過程中除了去除油墨粒子外，還除去漿中填料，涂布顏料和細小纖維。浮選法脫墨：運用纖維、填料及油墨等構(gòu)成可潤濕性不同，運用不通顆粒具備不同表面性能機理來達到分離。重要靠氣泡捕獲油墨顆粒而除去。在這一辦法中，憎水性顆?；蛴帽砻婊钚詣┦蛊溆捎H水性轉(zhuǎn)為憎水性顆粒吸附在紙漿懸浮液中空氣泡上，向上浮動再與紙漿分離。規(guī)定油墨粒子大小在一定范疇內(nèi)，且是疏水，靠氣泡捕獲油墨粒子，當(dāng)攜帶油墨氣泡上升到液面，形成泡沫層，通過溢流、機械裝置或真空抽吸而除去。堿性脫墨和中性脫墨：是在過氧化氫與氫氧化鈉作用下進行脫墨。其中過氧化氫能保證脫墨漿白度，但是其不穩(wěn)定，需要加入保護劑。此外，過氧化氫尚有穩(wěn)定白度作用，防止了堿性返黃嚴重發(fā)生。當(dāng)把氫氧化鈉換成硅酸鈉時，也可以在一定限度上避免堿性返黃。但是該辦法由于加入了諸多化學(xué)藥物，其脫墨廢水污染負荷增長了?！?】酶法脫墨：是近幾年來廢紙脫墨熱點。酶法脫墨就是運用酶解決廢紙，并輔以浮選或洗滌，從而除去油墨工藝技術(shù)。重要是使用纖維素酶和半纖維素酶。酶法脫墨紙漿與化學(xué)脫墨紙漿相比具備很高物理性能、高白度和殘存墨粉低等長處，并且從經(jīng)濟上看，酶法脫墨費用低，可節(jié)約能耗，減少生產(chǎn)成本，大大減少了化學(xué)藥物用量，提高了紙漿濾水性能。然而更重要是酶法脫墨巨大社會效益，減輕了造紙廠對環(huán)境污染，符合人們?nèi)找嬖鲩L對環(huán)保規(guī)定?！?】超聲波法脫墨：液體在超聲波下產(chǎn)生空穴效應(yīng)，產(chǎn)生瞬間崩潰，最后產(chǎn)生高頻高熱，從而使得附著于纖維上油墨粒子松弛脫落下來。超聲波法對非接觸性油墨碎解和剝離作用較明顯，在浮選脫墨邁進行超聲波解決，可以將靜電復(fù)印和激光打印油墨粒子尺寸減小到可適于浮選限度。由于其設(shè)備比較昂貴，因此當(dāng)前只用于實驗室，還沒有投入到實際生產(chǎn)中。膨化法脫墨：是指廢紙在膨化器內(nèi)在藥物作用下，加溫、加壓，之后瞬間釋壓，使得廢紙膨脹碎解，最后達到剝離作用。經(jīng)常與洗滌法配合使用。此辦法特點是能耗比較大，用水量比較大，污水解決負荷重，纖維損傷大。溶劑法脫墨:采用相似相容機理。合用于連接料中樹脂含量較高不易脫墨油墨（非接觸性印刷用墨粉）、混合辦公用紙油墨等。此辦法當(dāng)前只是小規(guī)模使用，重要是針對某