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間）

研究氧化還原兩段漂白中還原漂劑FAS對混合廢紙脫墨漿的漂白效果。在H2O2預漂白處理漿料的基礎上，加入FAS進行還原漂白，探討不同漂白溫度、漂白時間以及FAS用量對漿料白度的影響。結果表明在堿比為0.4，FAS用量0.6%，漿濃8%，時間40min，溫度75℃時，漂白效果、生產成本達到最佳條件。

FAS 廢紙脫墨漿 白度

在日益增大的市場競爭壓力下，為了提高廢紙脫墨漿的使用價值和質量，廢紙漿的漂白也越來越重要。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，對眼睛、呼吸道黏膜有刺激性，在環保與人身健康越加重要的今天將會被逐步取代。而FAS性質較穩定，使用安全，無毒無味，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愈受歡迎。

FAS在堿性溶液中的分解機理為：

FAS的最終分解物為尿素和硫酸鹽。FAS在漂白中對纖維不產生降解作用，只與漿料中發色基團產生還原反應，是一種有效的還原性漂白劑。本實驗在H2O2預漂白處理的基礎上通過單因素試驗法，尋求在工業生產廢紙脫墨漿中FAS還原漂白作用的最佳工藝條件。

1 試驗

1.1 原料

H2O2預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：國廢（銅版紙）=30 : 20 : 50，H2O2預漂白處理后的混合廢紙脫墨漿樣白度：77.2 %ISO

1.2 化學品

（1）FAS來自山東煙臺達斯特克化工有限公司，純度98 %～99 %

（2）其余化學試劑由福建南紙股份有限公司提供

1.3 主要試驗儀器

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：杭州紙邦自動化技術有限公司；紙樣抄片器；pH計：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 試驗方法

結合福建南紙股份有限公司生產中的實際情況，將已被H2O2預漂白處理過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定的溫度和時間進行漂白試驗，漂白期間每隔10 min搓揉一次試樣使其反應均勻。

1.5 測定方法

白度用 %ISO表示，QB/T 7974-1987紙及紙板白度測定法

1.6 漂白工藝

結合生產中實際情況，以及參考一些文獻，NaOH與FAS的堿比m（NaOH）:m（FAS）= 0.4 : 1時反應效果較佳。設定試驗中FAS漂白的工藝條件，漿濃8 %，FAS濃度為3.5 %，溫度65 ～ 85 ℃，漂白時間30～50 min，FAS用量為0.4 %～0.6 %。

2 結果與討論

2.1 溫度對漂白效果的影響

由于FAS在堿性溶液中的分解是吸熱反應過程，因此提高漂白溫度能夠促進FAS的分解以及其分解產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重要因素。表 1中列出了不同溫度下FAS的漂白試驗結果。

注：65 ℃，50 min，0.4 %表示的是H2O2預漂白處理后的FAS漂白溫度為65 ℃，保溫時間按為50 min，FAS加入量為0.4 %，以此類推。

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。這主要是因為溫度高時，分解反應及還原反應的速度在加快，但隨著溫度的升高，還原反應速率卻慢慢趨于平緩。鑒于漂白溫度的提高對工業生產中蒸汽消耗量的影響，產生1GJ蒸汽的成本價格大約在57元左右。太高的漂白溫度對工業生產而言是不可取的，而過低的漂白溫度則會降低漂白效率。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 時間對漂白效果的影響

漂白時間對FAS的漂白效果有影響。當m（NaOH）：m（FAS）= 0.4 : 1，w=0.6 %，漿濃為8 %，漂白溫度為75 ℃時，時間對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內隨時間的增加而迅速提高，但隨著時間的延長反應速率開始略有降低，白度提高不大。在實際生產中，由于反應塔的體積以及實際生產工藝流程情況，應對反應時間進行控制。根據本廠的升流反應塔以及實際生產中操作的有效性，漿料的漂白最佳時間確定為40 min。

圖2 時間對FAS漂白的影響

2.3 FAS用量對漂白效果影響

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。因此根據生產中的實際需要，取堿比為0.4（如上述所示），當漿濃8 %，漂白時間40 min，漂白溫度75 ℃時，FAS用量對混合廢紙脫墨漿白度的影響如圖3所示。

圖3 FAS用量對漂白效果的影響

由圖3可以看出，當FAS的用量由0.4 %提高到0.6 %時，漿料白度在逐漸增加，當用量在0.6 %以下時，漿料白度提高較快；當用量超過0.6 %后，白度提高速率開始放緩。并且由于FAS價格較貴，大約14元/kg。對工業生產過程而言，亦應采用較低用量來達到較好的漂白效果。綜合試驗結果及生產成本要求，當FAS用量在0.6 %時，漂白效果及FAS消耗達到最佳狀態。

表1 溫度對FAS漂白的影響

3 結論

（1）對于本試驗中混合廢紙脫墨漿進行氧化還原二段漂白中還原漂白的工藝研究結果，認為當堿比控制在0.4，FAS用量0.6 %，漿濃8 %，時間40 min，溫度85 ℃時，漂白效果達到最佳條件。此時，漿料白度為82.7 %ISO，二段漂白階段白度增值為5.5 %ISO。但在實際工業生產中，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對漿料的漂白效果隨時間升高而提高，但考慮到工業生產過程的效益問題，控制時間在40 min。根據實際生產經驗，當漿料在貯漿塔中停留時間過長時，漿料白度會稍有下降，但下降值未超過1 %ISO。因此需合理控制漂白時間。

（3）FAS用量增大對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