脱墨剂的应用原理
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13.2.2 废纸脱墨剂 Wastepaper deinking agents
1.废纸脱墨的原理和工艺方法 2.脱墨剂和脱墨剂各成分的作用 3.脱墨剂的发展前沿
1.1 废纸脱墨的原理
印刷油墨是由干性油、动物胶或树脂分散在其中的 碳黑或其它颜料粒子组成的。这些粒子通过印刷过程粘 附在纤维上，而脱墨则与此过程相反。需要加入一些化 学药品，在适当的温度和机械作用下，将上述粘着剂皂 化、溶解，使油墨粒子和颜料从纤维上剥离下来，其整 个过程可分为以下三个步骤： （1）疏散分离纤维； （2）使油墨从纤维上脱离； （3）把脱离出来的油墨粒子从浆料中除去。
洗涤法脱墨剂： 氢氧化钠 表面活性剂 螯合剂 分散剂 有机溶
剂 防油墨再沉淀剂 等 浮选法脱墨剂： 氢氧化钠 表面活性剂 螯合剂 捕集剂 有机溶 剂 吸附剂等
2.2 脱墨剂各成分的作用
（1）表面活性剂 在脱墨剂的组分中，表面活性剂是最主要的化学组分。 它具有润湿、渗透、乳化、分散、洗净及起泡等多种功能。 用于脱墨的表面活性剂主要有阴离子型和非离子型两种。阴 离子型表面活性剂有很好的去污性能，其发泡性好，泡沫细 且稳定，价格也较低；非离子表面活性剂有很好的分散乳化 作用，临界胶束浓度较低，可以在低浓度下获得好的脱墨效 果，但其产生的泡沫较少，且价格较高。洗涤法要求产生较 少的泡沫，而浮选法要求表面活性剂有强的发泡能力，使油 墨粒子能很快漂浮到浆层表面。因此，通常将这两种类型的 表面活性剂复配使用。
(3)过氧化氢 在废纸脱墨中加入双氧水能提高表面活性剂的性能， 更好地分离油墨。虽然过氧化氢在碎浆机中不是一种有效 的脱墨剂，因为油墨和杂质会降低它的漂白效果。但是， 在含机械木浆的废纸碎浆机中用于脱除在碱性条件下产生 的发色基团。它也可以作为脱墨后的漂白剂。
(4)螯合剂 最常用的是DTPA（二亚乙基三胺五乙酸的钠盐）， 也有用EDTA（乙二胺四乙酸的钠盐）。螯合剂的作用是 与重金属离子形成可溶性的络合物，从而阻止重金属离 子分解过氧化氢。并可防止油墨粒子的再吸附。其用量 取决于碎浆机中重金属离子的量。
（7）捕集剂 捕集剂的作用主要是在浮选法脱墨中，将水 力碎浆机碎解的油墨颗粒聚集在一起，然后附集 在空气泡上除掉。为了达到这个目的，捕集剂必 须是不溶于水的物质，并且具有形成憎水性表面 的能力。
（8）吸附剂 吸附剂适用于浮选法脱墨的过程。常用的吸 附剂有高岭土、硅藻土、黏土和瓷土等。他们有 较大的表面积，能够吸附颜料粒子和分散乳化的 油脂，而不被纤维吸附。
（9）防油墨再沉淀剂 防油墨再沉淀剂的主要作用是使油墨分散且不再沉淀 于纤维上。多为含有—COOH的聚合物，如马来酸酐、羧甲 基纤维素钠等。 （10）有机溶剂 有机溶剂对于废纸中的黏合剂、成膜剂、树脂等具 有较强的溶解能力，脱墨剂加入有机溶剂能够提高脱墨 效果。
3.1 发展前沿
由于当前印刷技术在不断改进，油墨的组成也不断变化， 随着新的印刷技术和各种不同组成油墨的出现，使印刷的颜 色、光泽和牢固性都有所提高，也给油墨的脱除增加了困难， 使得新的脱墨剂也必然不断改进和发展。2009年，杭州开博 化工有限公司公开了一种组成简单、适用范围较广的环保型 混合废纸脱墨剂。该脱墨剂的组成成分有壬基酚聚氧乙烯醚、 脂肪醇聚氧乙烯醚硫化钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、磺酸、乙醇 和水。
1.2 脱墨工艺方法
当前，废纸脱墨的工艺方法主要有三种： （1）洗涤法 （2）浮选法 （3）浮选和洗涤相结合的方法
洗涤法是最早使用的传统方法，其脱墨工艺是一 个水力分离的过程，主要是利用大量的水将油墨粒子 从纤维上洗去。基本原理是通过筛板或筛网对纸浆悬 浮液进行筛选，水夹带这些油墨颗粒被除去。洗涤法 工艺要求油墨颗粒的尺寸越小越好。通常适用范围为 粒径小于10微米，但粒径在5微米以下的油墨颗粒去 除效果最佳。
（5）硅酸钠 硅酸盐的成分实际上是许多硅酸盐阴离子的复合聚 合物，是一种具有渗透性的缓冲剂和分散剂。其作用是 与重金属离子形成胶体结构。具有润湿和分散作用。而 硅酸钠是用来稳定过氧化氢的工作环境而不是用来稳定 过氧化氢本身。硅酸盐在脱墨时帮助油墨进行分散作用， 或阻止油墨粒子的重新吸附。
（6）分散剂 洗涤法脱墨需加入分散剂，它的作用是使废纸 碎解过程中产生的油墨及赃物颗粒在浆料悬浮液中 尽可能分散得细小一些，以便在洗涤或脱水过程中 将其除去。常用的分散剂有磷酸盐（如六偏磷酸钠、 焦磷酸钠等）、聚硅酸盐、磷酸氢二钠、甲醛缩合 物等。
该脱墨剂在使用过程中，具有优良的油墨捕集性能， 使绝大部分油墨能够在浮选过程中除去，浮选排出的油 墨渣浓度高，纤维流失少，且浮选后泡沫易破碎，有利 于油墨渣的处理，达到清洁生产，且在浮选过程中能够 将大部分不可见油墨充分除去，在碎浆过程中不需要添 加EDTA或DTPA等螯合物助剂，降低了脱墨成本。
源自文库
浮选法是最近几十年发展很快的脱墨方法。浮选法分 离油墨的过程是运用不同颗粒具有不同的表面性能的机理 来达到分离的目的。因为只有具有憎水性表面的油墨颗粒 才可以浮选，而具有亲水性表面的纤维则会存留在水中。 该方法是将空气鼓入稀释的纤维-水悬浮液中，油墨由于 受到水的排斥力，附聚到空气泡上，然后一起浮至液体表 面，含有油墨的泡沫由机械逆流或真空抽吸被除去。目前， 日本、欧洲多用此法。我国也有愈来愈多的造纸厂采用了 这一方法。
配方： 壬基酚聚氧乙烯醚为5％～10％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫化 钠为25％～30％，脂肪醇聚氧乙烯醚为5％～10％，磺酸 为10％～20％，乙醇为4％～10％，余量为水，各组分均 按重量百分比计。
按上述比例依次加入壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫 化钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、乙醇和水，在75～800C之间搅拌，搅拌 的转速在30～50r／min之间，待搅拌均匀后加入乙醇而得到混合物， 然后再将该混合物搅拌均匀，最后用碱来调节该混合物的pH值，使 该混合物的pH值在8～9之间，即得环保型混合废纸脱墨剂。
（2）氢氧化钠 其作用是调节浆料的pH值至碱性范围，并皂化 或水解油墨的树脂。碱性介质使纤维润胀，纤维吸 水而变得更加柔软。从而使油墨粒子附着在纤维表面 的强度变弱，也有助于松动涂层和分裂油墨，使油墨 颗粒通过机械作用变得更小。但对于含机械木浆的废 纸将变黄发黑，所以加入的氢氧化钠的量要合适才 好，过量会导致纸浆变黄或变黑。
目前利用最多的是洗涤和浮选相结合的工艺方 法。该方法综合利用洗涤和浮选工艺方法的优点， 可以降低成本，提高浆的白度，是现在应用很普遍 的脱墨方法。
2.1 脱墨剂
脱墨剂是能使粘附在纸张上的油墨、颜料颗粒及 胶粘物脱落所用的化学药品。常用的脱墨剂是由表 面活性剂与无机药品组成的，或是多种表面活性剂 的复配物。 按脱墨方法可分为洗涤法脱墨剂和浮选法脱墨剂。
1.废纸脱墨的原理和工艺方法 2.脱墨剂和脱墨剂各成分的作用 3.脱墨剂的发展前沿
1.1 废纸脱墨的原理
印刷油墨是由干性油、动物胶或树脂分散在其中的 碳黑或其它颜料粒子组成的。这些粒子通过印刷过程粘 附在纤维上，而脱墨则与此过程相反。需要加入一些化 学药品，在适当的温度和机械作用下，将上述粘着剂皂 化、溶解，使油墨粒子和颜料从纤维上剥离下来，其整 个过程可分为以下三个步骤： （1）疏散分离纤维； （2）使油墨从纤维上脱离； （3）把脱离出来的油墨粒子从浆料中除去。
洗涤法脱墨剂： 氢氧化钠 表面活性剂 螯合剂 分散剂 有机溶
剂 防油墨再沉淀剂 等 浮选法脱墨剂： 氢氧化钠 表面活性剂 螯合剂 捕集剂 有机溶 剂 吸附剂等
2.2 脱墨剂各成分的作用
（1）表面活性剂 在脱墨剂的组分中，表面活性剂是最主要的化学组分。 它具有润湿、渗透、乳化、分散、洗净及起泡等多种功能。 用于脱墨的表面活性剂主要有阴离子型和非离子型两种。阴 离子型表面活性剂有很好的去污性能，其发泡性好，泡沫细 且稳定，价格也较低；非离子表面活性剂有很好的分散乳化 作用，临界胶束浓度较低，可以在低浓度下获得好的脱墨效 果，但其产生的泡沫较少，且价格较高。洗涤法要求产生较 少的泡沫，而浮选法要求表面活性剂有强的发泡能力，使油 墨粒子能很快漂浮到浆层表面。因此，通常将这两种类型的 表面活性剂复配使用。
(3)过氧化氢 在废纸脱墨中加入双氧水能提高表面活性剂的性能， 更好地分离油墨。虽然过氧化氢在碎浆机中不是一种有效 的脱墨剂，因为油墨和杂质会降低它的漂白效果。但是， 在含机械木浆的废纸碎浆机中用于脱除在碱性条件下产生 的发色基团。它也可以作为脱墨后的漂白剂。
(4)螯合剂 最常用的是DTPA（二亚乙基三胺五乙酸的钠盐）， 也有用EDTA（乙二胺四乙酸的钠盐）。螯合剂的作用是 与重金属离子形成可溶性的络合物，从而阻止重金属离 子分解过氧化氢。并可防止油墨粒子的再吸附。其用量 取决于碎浆机中重金属离子的量。
（7）捕集剂 捕集剂的作用主要是在浮选法脱墨中，将水 力碎浆机碎解的油墨颗粒聚集在一起，然后附集 在空气泡上除掉。为了达到这个目的，捕集剂必 须是不溶于水的物质，并且具有形成憎水性表面 的能力。
（8）吸附剂 吸附剂适用于浮选法脱墨的过程。常用的吸 附剂有高岭土、硅藻土、黏土和瓷土等。他们有 较大的表面积，能够吸附颜料粒子和分散乳化的 油脂，而不被纤维吸附。
（9）防油墨再沉淀剂 防油墨再沉淀剂的主要作用是使油墨分散且不再沉淀 于纤维上。多为含有—COOH的聚合物，如马来酸酐、羧甲 基纤维素钠等。 （10）有机溶剂 有机溶剂对于废纸中的黏合剂、成膜剂、树脂等具 有较强的溶解能力，脱墨剂加入有机溶剂能够提高脱墨 效果。
3.1 发展前沿
由于当前印刷技术在不断改进，油墨的组成也不断变化， 随着新的印刷技术和各种不同组成油墨的出现，使印刷的颜 色、光泽和牢固性都有所提高，也给油墨的脱除增加了困难， 使得新的脱墨剂也必然不断改进和发展。2009年，杭州开博 化工有限公司公开了一种组成简单、适用范围较广的环保型 混合废纸脱墨剂。该脱墨剂的组成成分有壬基酚聚氧乙烯醚、 脂肪醇聚氧乙烯醚硫化钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、磺酸、乙醇 和水。
1.2 脱墨工艺方法
当前，废纸脱墨的工艺方法主要有三种： （1）洗涤法 （2）浮选法 （3）浮选和洗涤相结合的方法
洗涤法是最早使用的传统方法，其脱墨工艺是一 个水力分离的过程，主要是利用大量的水将油墨粒子 从纤维上洗去。基本原理是通过筛板或筛网对纸浆悬 浮液进行筛选，水夹带这些油墨颗粒被除去。洗涤法 工艺要求油墨颗粒的尺寸越小越好。通常适用范围为 粒径小于10微米，但粒径在5微米以下的油墨颗粒去 除效果最佳。
（5）硅酸钠 硅酸盐的成分实际上是许多硅酸盐阴离子的复合聚 合物，是一种具有渗透性的缓冲剂和分散剂。其作用是 与重金属离子形成胶体结构。具有润湿和分散作用。而 硅酸钠是用来稳定过氧化氢的工作环境而不是用来稳定 过氧化氢本身。硅酸盐在脱墨时帮助油墨进行分散作用， 或阻止油墨粒子的重新吸附。
（6）分散剂 洗涤法脱墨需加入分散剂，它的作用是使废纸 碎解过程中产生的油墨及赃物颗粒在浆料悬浮液中 尽可能分散得细小一些，以便在洗涤或脱水过程中 将其除去。常用的分散剂有磷酸盐（如六偏磷酸钠、 焦磷酸钠等）、聚硅酸盐、磷酸氢二钠、甲醛缩合 物等。
该脱墨剂在使用过程中，具有优良的油墨捕集性能， 使绝大部分油墨能够在浮选过程中除去，浮选排出的油 墨渣浓度高，纤维流失少，且浮选后泡沫易破碎，有利 于油墨渣的处理，达到清洁生产，且在浮选过程中能够 将大部分不可见油墨充分除去，在碎浆过程中不需要添 加EDTA或DTPA等螯合物助剂，降低了脱墨成本。
源自文库
浮选法是最近几十年发展很快的脱墨方法。浮选法分 离油墨的过程是运用不同颗粒具有不同的表面性能的机理 来达到分离的目的。因为只有具有憎水性表面的油墨颗粒 才可以浮选，而具有亲水性表面的纤维则会存留在水中。 该方法是将空气鼓入稀释的纤维-水悬浮液中，油墨由于 受到水的排斥力，附聚到空气泡上，然后一起浮至液体表 面，含有油墨的泡沫由机械逆流或真空抽吸被除去。目前， 日本、欧洲多用此法。我国也有愈来愈多的造纸厂采用了 这一方法。
配方： 壬基酚聚氧乙烯醚为5％～10％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫化 钠为25％～30％，脂肪醇聚氧乙烯醚为5％～10％，磺酸 为10％～20％，乙醇为4％～10％，余量为水，各组分均 按重量百分比计。
按上述比例依次加入壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫 化钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、乙醇和水，在75～800C之间搅拌，搅拌 的转速在30～50r／min之间，待搅拌均匀后加入乙醇而得到混合物， 然后再将该混合物搅拌均匀，最后用碱来调节该混合物的pH值，使 该混合物的pH值在8～9之间，即得环保型混合废纸脱墨剂。
（2）氢氧化钠 其作用是调节浆料的pH值至碱性范围，并皂化 或水解油墨的树脂。碱性介质使纤维润胀，纤维吸 水而变得更加柔软。从而使油墨粒子附着在纤维表面 的强度变弱，也有助于松动涂层和分裂油墨，使油墨 颗粒通过机械作用变得更小。但对于含机械木浆的废 纸将变黄发黑，所以加入的氢氧化钠的量要合适才 好，过量会导致纸浆变黄或变黑。
目前利用最多的是洗涤和浮选相结合的工艺方 法。该方法综合利用洗涤和浮选工艺方法的优点， 可以降低成本，提高浆的白度，是现在应用很普遍 的脱墨方法。
2.1 脱墨剂
脱墨剂是能使粘附在纸张上的油墨、颜料颗粒及 胶粘物脱落所用的化学药品。常用的脱墨剂是由表 面活性剂与无机药品组成的，或是多种表面活性剂 的复配物。 按脱墨方法可分为洗涤法脱墨剂和浮选法脱墨剂。