废纸脱墨过程中的表面活性特性及其对脱墨浆质量的影响研究

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脱墨是废纸回用过程中的一个关键环节,脱墨的好坏直接影响到脱墨浆的最终用途,而表面活性剂作为脱墨剂配方中重要的组成部分,在脱墨过程中起着举足轻重的作用。表面活性剂影响浆液的表面活性特性,而浆液表面活性特性及其在脱墨化学反应过程中的行为变化应该是影响脱墨效果的重要因素,此方面的研究还未见资料报道。本文在传统化学法脱墨工艺的基础上,考察了脱墨浆液分散体系中浆液表面活性特性参数的行为变化及其对脱墨浆质量性能的影响,为现行废纸脱墨工艺的优化和高效脱墨化学品的开发提供了一定的理论依据。 通过研究表面活性剂的亲水性对脱墨效果的影响,结果表明,表面活性剂的亲水亲油平衡值即HLB值可以作为选择脱墨剂的依据之一。用浮选.洗涤法对废旧新闻纸(ONP)进行脱墨时发现,当HLB值在8-16之间时,表面活性剂适于脱墨。 通过对脱墨过程中浆液分散体系的表面活性特性变化规律的研究,结果表明,在化学法脱墨熟化过程中,浆液起泡力和泡沫稳定性随着熟化时间的延长而逐渐减小,而浆液表面张力则随熟化时间的延长呈先上升后下降的趋势,当熟化时间为0.5h时,浆液表面张力达到最大。 由脱墨浆液表面活性特性对脱墨浆质量影响的研究表明,对ONP而言,浆液泡沫稳定性、起泡力、接触角分别为8s、410ml、98.2°时,脱墨浆质量可达到最佳;对废旧杂志纸(OMG)而言,浆液泡沫稳定性、起泡力、接触角分别为10s、380ml、97.8°时,脱墨浆质量可达到最佳;而对混合办公废纸(MOW)而言,浆液泡沫稳定性、起泡力、接触角分别为10s、398ml、99.0°时,脱墨浆质量可达到最佳。在此基础上得出了浆液表面活性特性参数范围,即浆液泡沫稳定性为8-12s,起泡力为380-410ml,接触角为95.0°-105.0°。 通过对浆液表面活性特性参数与脱墨浆质量性能之间的相关性进行数据分析,可以得出,浆液表面活性特性参数与脱墨浆质量性能之间存在一定的相关性,浆液表面张力与脱墨浆质量性能的相关性最大,起泡力次之,泡沫稳定性与浆质量性能的相关性最小。其中,浆液表面张力与脱墨浆白度之间的相关关系最为密切,其相关系数达到0.837;而浆液泡沫稳定性与脱墨浆残余油墨尘埃度之间的相关关系最为微弱,其相关系数仅有0.348。通过在脱墨浆液体系中添加壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)的磺化和磷化产物、无机盐化合物以及阳离子聚合物,进一步对浆液表面活性特性参数范围进行验证,结果表明,当脱墨浆液表面活性特性参数在浆液表面活性特性参数范围之内时,脱墨浆质量较好。 将几种商品表面活性剂与油墨捕集剂、泡沫稳定剂进行复配并将其应用于脱墨过程中,得出了以下脱墨效果较好的复配条件,即壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯(PPNP)与OP-10以3:1或1:1的体积比进行混合,再与适量的油墨捕集剂、泡沫稳定剂进行复配。
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