漂白处理剂在废纸脱墨浆制浆工艺中的影响

漂白处理剂在废纸脱墨浆制浆工艺中的影响

 

摘要：废纸脱墨一般都采用NaOH做碱处理，纸浆颜色发暗，不鲜亮，影响成品纸的质量，漂白处理剂（PBA-01）在H2O2漂白过程中能有效的抑制H2O2的无效分解。对漂白剂具有活化性能，保护纤维，提升纸浆白度，抑制管道结垢等方面的作用。该工艺在生产过程中可以在水力碎浆机中一次完成，操作简单，绿色环保。

关键词： 制浆  废纸  漂白处理剂  白度  H2O2

废纸在脱墨过程中通常都采用NaOH做碱处理，导致纸浆颜色变暗加深，而H2O2在碱性条件下能够产生一种活性物质HOO—，可以去除浆料中的发色基团，改善纸浆白度。因此，H2O2普遍在废纸制浆过程中作为漂白剂使用。众所周知，H2O2 是一种强氧化剂，很多常见物质都可与其发生催化分解反应，并伴有发热、产生氧气的现象，大量使用会造成一定程度的纤维损伤，降低浆料质量，加重细小纤维流失，导致成浆率下降。
漂白处理剂（PBA-01）在H2O2漂白过程中既具有活化作用，又能有效的抑制H2O2的无效分解，保护纤维，提升纸浆白度；避免过度漂白对纤维造成损伤，提升漂后得率；同时它能够有效的抑制由低劣水质引起的污垢，能有效的分散洗掉粘着的颜料块，对热分散机、磨浆设备、送料泵、管道的结垢现象有一定的抑制作用；是健康、环保对身体无害的化学品，属于环境友好的绿色产品。
本实验主要研究了漂白处理剂PBA-01在漂白工序中对脱墨浆色度、白度及浆料质量的影响。

一、实验：
1、原料：
1.1、废纸脱墨浆采自协和实业发展有限公司，水力碎浆机出浆口取样，浆料为未漂脱墨再生浆。
漂白处理剂PBA-01：由郑州市诚志实业有限公司提供。
2、仪器：
恒温水浴锅		分析天平		酸碱度测试仪
ZB-A色度仪
3、漂白：
3.1、为了查看漂白处理剂在漂白工艺中所起的影响，首先，在H2O2（含量27.5%）用量同为8%时做一组对比试验：
（1）单独使用H2O2漂白实验；
（2）添加氧漂助剂后的漂白实验；
实验采用恒温水浴温度控制在80℃对浆料进行30min的漂白处理，每次实验采用10g绝干未漂脱墨再生浆，浆浓控制在10%，漂白时均采用单漂，PH值控制在10--11的范围内。
漂白工艺见表1：
表1：【漂白工艺条件】
序号	NaOH	H2O2	PBA-01	浆浓度	PH值	温度	时间
	‰	%	‰	%		℃	min
（1）	4	8	未加	10	10-11	80	30
（2）	4	8	0.2	10	10-11	80	30

按照表1的工艺条件进行漂白、洗涤、平衡水分，最后抄片，做色度检测，其结果如下表2：


表2：【抄片色度、浆料质量检测】
序号	色度检测	L*	a*	b*	R457	打浆度	湿重
	未漂脱墨再生浆	85.49	2.28	-2.95	71.32	0SR	g
（1）	H2O2  单漂	88.65	2.81	-3.67	76.79	21	3.09
（2）	PBA+H2O2 单漂	89.21	2.56	-3.24	79.56	21	3.16
将漂白后的浆料做打浆度、湿重的检测，观察其质量变化，检测结果显示两组实验打浆度并无变化，使用漂白处理剂后的浆料纤维长度有一定的提升，同时将剩余浆料抄成浆片后检测，观察其色值的变化， 结果显示，两组漂白后浆料的a*、b*值无大的变化，但（2）组实验漂后浆料的白度提升2.77，亮度也有所提高。
3.2、基于（1）（2）组实验的基础上，想进一步了解，如在漂白处理剂用量一样而浆料质量没有大的变化的情况下，对H2O2用量的影响，所以又做了几组阶梯式实验。漂白工艺见表3：
表3：【漂白工艺条件】
序号	NaOH	H2O2	PBA-01	浆浓度	PH值	温度	时间
	‰	%	‰	%		℃	min
（2）	4	8	0.2	10	10-11	80	30
（3）	4	7	0.2	10	10-11	80	30
（4）	4	6	0.2	10	10-11	80	30
（5）	4	5	0.2	10	10-11	80	30
（6）	4	4	0.2	10	10-11	80	30

按照表3的工艺条件进行漂白、洗涤、平衡水分，最后抄片，做色度检测，其结果如下表4：

表4：【抄片色度、浆料质量检测】
序号	色度检测	L*	a*	b*	R457	打浆度	湿重
						0SR	g
（2）	PBA+H2O2 单漂	89.21	2.56	-3.24	79.56	21	3.16
（3）	PBA+H2O2 单漂	89.69	2.95	-3.73	81.18	21	3.18
（4）	PBA+H2O2 单漂	88.81	2.36	-3.19	78.46	21	3.08
（5）	PBA+H2O2 单漂	88.73	2.89	-3.56	79.91	25	1.94
（6）	PBA+H2O2 单漂	88.48	2.77	-3.78	78.54	24	2.2
为了具有可比性，H2O2用量阶梯式实验，漂白工艺不变，完成漂白工序后，依照上一个实验的程序也做了相同的检测。
二、分析与讨论：
由表1、2中可以看出，漂白处理剂在一定程度上保护了纤维的完整性，提高了H2O2的使用效率，使其较之单独的氧漂工艺中的浆料亮度和白度均提高了，纤维湿重也提升了。
由表3、表4中总体来看，随着H2O2用量的逐步降低，直至*（6）组实验，L*、a*、b*值均无太大变化；（2）（3）（4）组实验显示打浆度一致，湿重略有波动，但都在允许变化的范围之内，较为**的是*（3）组实验，H2O2用量为7%，亮度、白度、湿重等指标均为出挑，各项数据都居峰值。（5）组开始打浆度、湿重有了大的波动。
单独将其（1）（3）（4）对比见下表5：
表5：【漂白工艺条件及抄片、浆料检测】
序号	NaOH	H2O2	PBA-01	浆浓度	PH值	温度	时间
	‰	%	‰	%		℃	min
（1）	4	8	未加	10	10-11	80	30
（3）	4	7	0.2	10	10-11	80	30
（4）	4	6	0.2	10	10-11	80	30
序号	色度检测	L*	a*	b*	R457	叩解度	湿重
（1）	H2O2  单漂	88.65	2.81	-3.67	76.79	21	3.09
（3）	PBA+H2O2 单漂	89.69	2.95	-3.73	81.18	21	3.18
（4）	PBA+H2O2 单漂	88.81	2.36	-3.19	78.46	21	3.08
从表5中的（1）（3）可以看出，随着双氧水用量的降低，漂白处理剂的使用，亮度增加了0.9%，R457值提升了4.39个值，浆料湿重提升了0.1g；（1）（4）组实验的两组数据白度提升了1.67个值，湿重也无明显变化，说明了H2O2用量在（3）的基础上再将低1%，浆料质量也无影响。
三、结论：
本实验主要考察了漂白处理剂PBA-01在废纸脱墨浆H2O2漂白工艺中所起的影响，通过测定浆料的白度，打浆度、纤维长度及L*、a*、b*值，间接验证使用PBA后能否节约H2O2用量，使得在漂白过程中，在不损伤浆料质量的情况下，可以节约一些成本。
与之单独使用氧漂工艺处理后的浆料质量相比较，使用漂白处理剂后，H2O2用量可以在原有的基础上降低2%，还能够保证白度提升2个值左右，亮度、浆料纤维质量等均有所提升。
因此，在废纸制浆漂白过程中，使用漂白处理剂在改善纸浆白度、和提升浆料纤维质量方面均有优势。