溶解和胶体物质对废新闻纸脱墨和漂白效果的影响及其机理的研究

摘要

高得率浆和脱墨浆是生产新闻纸的重要原料,在它们的制浆漂白过程中,会产生大量的溶解和胶体物质(Dissolved and Colloidal Substance,DCS),并目随着白水回用程度的提高,这些DCS物质在浆水体系中的浓度也越来越高。浆水体系中DCS的存在会影响生产操作和产品质量。
　　 首先对杨木热磨机械浆(chemi-thermo-mechanical pulp,CTMP)、漂白脱墨浆(bleached deinked pulp,BDIP)、杨木和针叶木漂白化学热磨机械浆(bleachedchemi-thermo-mechanical pulp,BCTMP)四种纸浆中的DCS进行了表征,并分析了其成分。随后研究了几种DCS对废新闻纸浮选脱墨以及后续漂白造成的影响,并采用模型物的方式研究了DCS中几种主要组分对脱墨和漂白的影响,并对几种物质影响脱墨和漂白效果的机制进行了探讨。
　　 结果表明,几种不同来源的DCS物质中主要以DS物质居多,DS固含量占DCS总固含量的60％以上,其灰分含量也占DCS总量的50％以上。四种浆料中DCS的性能有很大差别,杨木BCTMP中DCS物质浓度远高于其他几种纸浆。对DCS进行气相色谱-质谱(GC-MS)分析发现,四种DCS中含有较多的苯甲酸、月桂酸、十六酸、十七酸、十八酸等,碳水化合物主要为葡萄糖、阿拉伯糖以及木糖等。
　　 在脱墨浆浮选过程中加入几种不同来源的DCS均能够改善脱墨浆的浮选效率,降低脱墨浆的残余油墨,提高脱墨浆的白度。并且随DCS加入量的增加,浮选效率提高。相对于其他纸浆的DCS来说,杨木CTMP中的DCS更有利于脱墨浆中残余油墨的降低,而针叶木BCTMP中的DCS更有利于脱墨浆白度的提高。浮选中加入DCS对脱墨浆过氧化氧漂白的影响与 DCS的来源有关。来源于杨木BCTMP和针叶木BCTMP的DCS能改善脱墨浆的可漂性,而来源于杨木CTMP的DCS则能导致脱墨浆的可漂性下降。这可能与杨木CTMP的DCS中含有较多的过渡金属离子有关。浮选中加入DCS均能造成脱墨浆裂断长的下降,其中以采用杨木CTMP和杨木BCTMP的DCS时最明显。
　　 选取亲脂性抽出物、木素磺酸钠、钙离子和果胶酸作为DCS主要物质的模型物,研究了它们对废新闻纸浮选脱墨以及后续漂白的影响。结果表明,脱器浆浮选过程中,低浓度的亲脂性抽出物能够改善浮选效率,而高浓度的亲脂性抽出物则降低了浮选效率。浮选过稃中果胶酸和钙离子的存在都能够提高浮选效率,降低脱墨浆的残余油墨,提高脱墨浆和漂白浆的白度,但纸浆浮选得率有所下降。相对于其他三种物质来说,木素磺酸钠对油墨浮选效率的影响较小。当果胶酸与钙离子混合用于浮选脱墨时具有协同促进作用。浮选中分别加入果胶酸、钙离子和高浓度的亲脂性抽出物均能导致脱墨浆的裂断长下降,而浮选中加入木素磺酸钠则对脱墨浆的裂断长略有改善。
　　 果胶酶可以把果胶酸降解成小分子物质。采用果胶酶将DCS中的果胶酸或果胶酸模型物降解后,DCS或果胶酸溶液的CD值下降。与酶降解前相比,果胶酸模型物用果胶酶降解后能够进一步改善浮选脱墨效果。