FAS漂白混合废纸脱墨浆的工艺研究

谢庆娇

（福建南纸股份有限公司脱墨浆车间）

FAS漂白混合废纸脱墨浆的工艺研究

谢庆娇

（福建南纸股份有限公司脱墨浆车间）

研究氧化还原两段漂白中还原漂剂FAS对混合废纸脱墨浆的漂白效果。在H2O2预漂白处理浆料的基础上，加入FAS进行还原漂白，探讨不同漂白温度、漂白时间以及FAS用量对浆料白度的影响。结果表明在碱比为0.4，FAS用量0.6%，浆浓8%，时间40min，温度75℃时，漂白效果、生产成本达到最佳条件。

FAS 废纸脱墨浆 白度

在日益增大的市场竞争压力下，为了提高废纸脱墨浆的使用价值和质量，废纸浆的漂白也越来越重要。废纸脱墨浆的漂白，主要可分为氧化漂白和还原漂白两种，其中氧化漂剂主要是以过氧化氢为主，而还原漂剂主要以连二亚硫酸钠和甲脒亚磺酸（FAS）为主。由于连二亚硫酸钠遇氧化剂易引起爆炸，并具毒性，对眼睛、呼吸道黏膜有刺激性，在环保与人身健康越加重要的今天将会被逐步取代。而FAS性质较稳定，使用安全，无毒无味，在近年的研究中亦表明FAS作为一种新型的纸浆还原漂白剂愈来愈受欢迎。

FAS在碱性溶液中的分解机理为：

FAS的最终分解物为尿素和硫酸盐。FAS在漂白中对纤维不产生降解作用，只与浆料中发色基团产生还原反应，是一种有效的还原性漂白剂。本实验在H2O2预漂白处理的基础上通过单因素试验法，寻求在工业生产废纸脱墨浆中FAS还原漂白作用的最佳工艺条件。

1 试验

1.1 原料

H2O2预漂白处理后的混合废纸脱墨浆：取自福建南纸股份有限公司，废纸配比#10美废：#8美废：国废（铜版纸）=30 : 20 : 50，H2O2预漂白处理后的混合废纸脱墨浆样白度：77.2 %ISO

1.2 化学品

（1）FAS来自山东烟台达斯特克化工有限公司，纯度98 %～99 %

（2）其余化学试剂由福建南纸股份有限公司提供

1.3 主要试验仪器

电热恒温水浴锅：天津市泰斯特仪器有限公司DK-98-Ⅱ型单列二孔；ZB-A色度仪：杭州纸邦自动化技术有限公司；纸样抄片器；pH计：上海精科；JB-3磁力搅拌器：上海雷磁新泾仪器有限公司。

1.4 试验方法

结合福建南纸股份有限公司生产中的实际情况，将已被H2O2预漂白处理过的混合废纸脱墨浆放入聚乙烯塑料袋中，加入一定量的FAS水溶液和氢氧化钠溶液，封口，混合均匀后，放置在二孔电热恒温水浴锅中按预定的温度和时间进行漂白试验，漂白期间每隔10 min搓揉一次试样使其反应均匀。

1.5 测定方法

白度用 %ISO表示，QB/T 7974-1987纸及纸板白度测定法

1.6 漂白工艺

结合生产中实际情况，以及参考一些文献，NaOH与FAS的碱比m（NaOH）:m（FAS）= 0.4 : 1时反应效果较佳。设定试验中FAS漂白的工艺条件，浆浓8 %，FAS浓度为3.5 %，温度65 ～ 85 ℃，漂白时间30～50 min，FAS用量为0.4 %～0.6 %。

2 结果与讨论

2.1 温度对漂白效果的影响

由于FAS在碱性溶液中的分解是吸热反应过程，因此提高漂白温度能够促进FAS的分解以及其分解产物次硫酸盐的还原漂白作用。漂白温度是影响纸浆漂白的一个重要因素。表 1中列出了不同温度下FAS的漂白试验结果。

注：65 ℃，50 min，0.4 %表示的是H2O2预漂白处理后的FAS漂白温度为65 ℃，保温时间按为50 min，FAS加入量为0.4 %，以此类推。

从表1中我们看到纸浆白度增值随着漂白温度的升高而增大。这主要是因为温度高时，分解反应及还原反应的速度在加快，但随着温度的升高，还原反应速率却慢慢趋于平缓。鉴于漂白温度的提高对工业生产中蒸汽消耗量的影响，产生1GJ蒸汽的成本价格大约在57元左右。太高的漂白温度对工业生产而言是不可取的，而过低的漂白温度则会降低漂白效率。因此，综合表1以及温度不能太高的因素，选用75 ℃为最适宜的温度条件。

2.2 时间对漂白效果的影响

漂白时间对FAS的漂白效果有影响。当m（NaOH）：m（FAS）= 0.4 : 1，w=0.6 %，浆浓为8 %，漂白温度为75 ℃时，时间对FAS漂白的影响如图2 所示。

由图2可以看出，浆料的白度在前40 min内随时间的增加而迅速提高，但随着时间的延长反应速率开始略有降低，白度提高不大。在实际生产中，由于反应塔的体积以及实际生产工艺流程情况，应对反应时间进行控制。根据本厂的升流反应塔以及实际生产中操作的有效性，浆料的漂白最佳时间确定为40 min。

图2 时间对FAS漂白的影响

2.3 FAS用量对漂白效果影响

由于FAS在水中的溶解度有限，在碱性条件下能迅速溶解并分解。因此根据生产中的实际需要，取碱比为0.4（如上述所示），当浆浓8 %，漂白时间40 min，漂白温度75 ℃时，FAS用量对混合废纸脱墨浆白度的影响如图3所示。

图3 FAS用量对漂白效果的影响

由图3可以看出，当FAS的用量由0.4 %提高到0.6 %时，浆料白度在逐渐增加，当用量在0.6 %以下时，浆料白度提高较快；当用量超过0.6 %后，白度提高速率开始放缓。并且由于FAS价格较贵，大约14元/kg。对工业生产过程而言，亦应采用较低用量来达到较好的漂白效果。综合试验结果及生产成本要求，当FAS用量在0.6 %时，漂白效果及FAS消耗达到最佳状态。

表1 温度对FAS漂白的影响

3 结论

（1）对于本试验中混合废纸脱墨浆进行氧化还原二段漂白中还原漂白的工艺研究结果，认为当碱比控制在0.4，FAS用量0.6 %，浆浓8 %，时间40 min，温度85 ℃时，漂白效果达到最佳条件。此时，浆料白度为82.7 %ISO，二段漂白阶段白度增值为5.5 %ISO。但在实际工业生产中，需考虑到蒸汽消耗的较大成本，因此，考虑到成本与漂白效果，取温度为75 ℃为最佳工艺条件。

（2）FAS对浆料的漂白效果随时间升高而提高，但考虑到工业生产过程的效益问题，控制时间在40 min。根据实际生产经验，当浆料在贮浆塔中停留时间过长时，浆料白度会稍有下降，但下降值未超过1 %ISO。因此需合理控制漂白时间。

（3）FAS用量增大对混合废纸脱墨浆白度提高有帮助。

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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