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废纸脱墨技术应用探讨

摘要：废纸利用；废纸基本处理技术；废纸脱墨技术发展；影响脱墨的因素

一、废纸利用的情况

废纸在20世纪初开始作为造纸工业的再生资源，亦称“二次纤维”，其用量及其在造纸原料中的比例逐年增加。而今天，由于人们要求改善环境、保护森林、节约能源及原材料，降低造纸成本的呼声日益高涨，再加上环保要求越来越严格，造纸原料价格不断上涨和能源压力，废纸作为再生资源，引起全世界各国政府及企业的高度重视。利用废纸原料制浆与直接使用植物纤维原料制浆相比，废纸制浆能大量节约能源、节约植物纤维原料、降低产品成本，还能节约设备投资、减轻环境损害。利用废纸造纸，可节水50%，污水排放量相应减少；节能%；节约建设投资2/3；节约氢氧化钠等化工原料的用量；减少环境污染，对大气污染减少66%-70%；生物耗氧量减少40%；污水中悬浮物减少25%；固体垃圾减少70%。由此可见，废纸再生利用有着显著的社会效益及经济效益。

二、废纸利用的基切丝机本处理

废纸可用于各种纸板的面浆、衬浆、芯底浆以及瓦楞原纸和高强瓦楞原纸、生活用纸、纸、各种文化用纸（特别是中低档文化用纸）。我国废纸脱墨利用起步较晚，但近几年发展迅速。废纸处理技术、高浓碎鲜、疏解、洗涤、浆化筛选、浮选、热分散及漂白技术、设备等越来越完善，越来越先进。国内废纸生产线的处理能力从30t/d到目前的t/d，并且还有多条300t/d、500t/d的生产线投产运行。如何合理、科学地选择废纸脱墨工艺流程及设备，是应用好废纸脱墨浆并创造良好经济效益的关键。

三、废纸脱墨技术进展

废纸需求量的日益增加，使低品质的家用混合废纸和办公室混合废纸成为广泛收集和回收使用的主要废纸来源；废纸品种规范的日益扩大，回收数量增加之快，使收集到的废纸质量日趋低下。而社会的进步又要求使用低品质的废纸生产高品质的纸张；现代化印刷技术的高速发展及与此相适应的各种新型油墨如紫外光固化油墨、激光打印油墨和静电复印油墨、水性印刷油墨等，在组成和性质上与传统油墨有也较大的差别。所有这些要求迫使人们在废纸处理技术上不断改进、创新和提高。国内外在此方面进行也大量的研究，已有许多新的进展。

（一）酶脱墨法

传统废纸脱墨采用化学法，需要大量碱、水玻璃及工业皂等，纸上的油墨在强碱和分散剂的作用下被乳化而得到分离。但随着国内外印刷技术的高速发展，废纸种类有了很大的变化，激光和复印废纸占的比例越来越多，加上印刷油墨配方也在不断变化。许多工厂只好通过加强机械打碎的方法，使大颗粒油墨破碎变小，然后通过浮选除去。而使用酶脱墨法具有明显的优势：可以降低能耗，减轻环境污染，脱墨效率高于化学脱墨，酶脱墨浆物理强度好、白度高、尘埃低、残余油墨量少、滤水性好。

目前脱墨用的酶有：酯肪酶、酯酶、果胶酶、淀粉酶、半纤维素酶、纤维素酶和木素降解酶。而在实际使用中，以纤维素酶和半纤维素酶为主。与常规的碱性脱墨相比，酶脱墨法产生的废水中COD比碱性法低20%-30%。

（二）超声波脱墨法

超声波脱墨法通常采用液体哨声超声波发生器，产生频率为KHZ的声波，其周期性压力变化产生空穴作用，发生纵向振动，形分辨率越大成直径为0..2mm的细小气泡，当气泡受到超声波的作用时，它可以不断吸收因超声波持续的压缩和膨胀周期而产生的能量，从而使其大小发生波动或直径增大。当气泡增大时，吸收最大能量，迅速增大，继而爆破。当这些气泡爆破时（时间在1us内），它内部温度达到5500℃，由于气泡体积小，这种热能消失非常快，在任何时间内，液体仍保持与环境接近一致的温度，破裂的气泡将能量传递给它附近的二次纤维。这种能量产生两个作用：一是使油墨粒子松弛，并从纤维表面移开；二是使油墨粒子自行碎解。最终实现废纸的脱墨过程。

超声波脱墨法有其优点：可以少用或不用化学药品，降低成本，减轻废水污染；对高光泽油墨去除率高，脱墨效果好；DIP的耐破因子、裂断长、白度等指标有明显示提高，而撕裂因子却不会减少。

（三）附聚脱墨法

附聚脱墨法形式上类似于传统的化学处理结合机械作用而使油墨与纤维分离，但方法不同。该法不是碎解、分散油墨，使其尺寸变小，而是将油墨颗粒聚集成400цm以上密度较大的球型颗粒，增大油墨尺寸和相对密度，再通过离心清洗，结合筛选的方法除去。通常在疏解分离纤维时，加入1%的碳氢油附聚剂，使剥离的油墨集成粒径为1mm-1cm的颗粒，附聚剂通过液体桥将油墨颗粒吸附在其周围，过程中的温度及PH值对该法去除油墨的效果影响较小，且处理时间短， 一般在15min内，不需添加其它化学品。油墨去除率在95%-97%。但高施胶度及阳离子淀粉存在的废纸，脱墨效果较差。

（四）蒸汽爆破脱墨法

废纸采用蒸汽爆破脱墨已有30多年的历史，以前由于间歇操作受限制。近几年来由于开发了新蒸汽爆破技术，产能大大提高。经爆破蒸汽脱墨后，油墨粒子被碎至很小（＜75um）,再经净化、筛选、洗涤，制得脱墨浆。该工艺能有效回收低档废纸，并能解决在回收废纸中一些难以处理的问题，比如塑料热熔物、蜡、松香等都能得到有效处理。并对激光、静电复印油墨处理十分有效。该技术具有工艺简单、操作费用低、投资省、节能和环保等优点。

（五）溶剂脱墨法

溶剂脱墨法的主要特点是不用水或只用少量水。当脱除激光打印纸及静电复印纸油墨时，采用三氯乙烯和乙烷作溶剂，并用加热后的松节油溶解固定激光油墨的塑料结构，经冷却开关时汽车冷媒间应5分钟以上或更长，这些固化物变硬，再经过筛选、除渣等工艺除去油墨，同时回收%的溶剂，这一方法可用于旧报纸、旧杂纸、混合办公输出的最全面的结果废纸的脱墨。

（六）酶-超声波协同脱墨法

酶处理可减少废纸脱墨过程中的化学品消耗。但由于受生化反应特点的限制，酶处理需要比较长的时间。超声波处理法能在液体中引起周期性的压缩和膨胀，使纤维产生强烈振动和相互磨擦，提高纤维素酶的活性，从而加速油墨粒子的脱除。酶-超声波协同作用对彩色胶印纸脱墨效率有一定提高，脱墨浆白度提高5%。在一定程度上降低了纤维粗度及长度，但对纸张的强度影响很小。

四、影响废纸脱墨的因素

废纸再生处理是一个非常复杂的系统工程，目前在我国国内中小纸厂中化学机械脱墨法工艺的使用仍然较为普遍。从工艺上分析，废纸的分选、离解、熟化、脱墨等工序及设备的合理性对废纸放大器的脱墨都有较大的影响。

（一）脱墨方法的影响

目前国内脱墨方法主要为洗涤法及浮选法，这两种方法的前段离解、熟化工序基本一样，只是纸浆和油墨颗粒分离的方法不一样。洗涤法采用脱水处理的方法，使油墨、杂质与纸张纤维分离。由于清水轮流置换洗涤，洗净度高、纸浆白度高，但同时易将微细纤维及灰份洗去，影响得浆率。该法适用于生产薄页纸及灰份低的纸种。

浮选法脱墨是利用矿业上浮选矿的原理，根据纤维、达不到市场的质量要求填料及油墨等组成的可湿性不同，用浮选机将油墨（可湿性差）浮到浆面上除去，纤维及填料仍留在浆中，从而达到分离的上。浮选法是气-液-固表面共同参与的脱墨方法，该脱墨法，细小纤维损失小，灰份含量及得浆率高，适用于纸板类纸种。

（二）脱墨剂的影响

脱墨过程中脱墨剂起着关键性的作用。在脱墨工艺中，选用何种脱墨剂，脱墨剂的性能如何，直接影响脱墨的效果。

阴离子型和非离子型表面活性剂是脱墨剂的主要成份，在浮选中采用非离子型表面活性剂，脱墨效果好、纸浆白度高。但在洗涤法脱墨中，则是采用乙醚型非离子型表面活性剂脱墨效果较好。

（三）脱墨温度、时间、脱墨剂用量的影响

在脱墨过程中，脱墨时间、温度、脱墨剂的用量是影响脱墨效果的重要因素。 一般来说，时间越长、温度越高、用量越大其脱墨效果越好，但从成本、效率等综合因呼吸阀素来考虑，应合理选定最佳工艺条件及参数。

（四） 印刷方法与油墨组成的影响

印刷技术的飞速发展和不同成份油墨的出现，使印刷品的颜色、光泽和牢固性都有了较大提高，但同时也加大了废纸脱墨的难度，因此，全面了解油墨组成、固化机理、印刷方法等等，才能有效地脱除油墨。下面就几种常见的印刷方法说一下不同的印刷方法采用的废纸脱墨方法。

凸版印刷：该法常用于报纸、杂志及牛皮纸袋的印刷，油墨主要是碳墨，分散在碳氢油料的载体中，借助于吸收、挥发和沉淀作用而干燥于纸面上。凸版印刷的废纸比较容易脱墨，只需加入1%-2%的活性脱墨剂，利用洗涤法即可将油墨除去。

胶版印刷：该法应用于表面光滑的杂志、书籍、艺术品的印刷。油墨中含有斥水性载色体的颜料，着色强，不溶于水及醇类，油墨含醇酸树脂及干性油。胶版印刷油墨的树脂难分散，但加硅酸盐及表面活性脱墨剂进行脱墨，同时采用浮选和洗涤相结合的办法脱墨能取得较好的效果。

柔性印刷：该法是凸版印刷的改进。柔性印刷的油墨为快干、低粘度油墨，以水基作载色体，用挥发及吸收使之干燥。可采用浮选法脱墨，先采用分散收集法，用二级洗涤能取得较好质量的脱墨浆。

废纸脱墨制浆是一项复杂的系统工程，我们还需进一步探讨和摸索整个过程的工艺特性，并设计和开发更新型的脱墨技术，使脱墨浆成为成本低、品质好的二次纤维原料，创造良好的社会效益及经济效益。