脱墨剂在废纸回收利用中的应用概述

脱墨剂在废纸回收利用中的应用概述摘要森林资源的匾乏、环境的污染都要求对废纸进行再生利用。在未来的造纸工业中,提高废纸在纤维原料中的比重异常重要。本文指出了废纸脱墨剂在废纸再生利用中的重要性,简述了废纸脱墨剂的作用机理及与废纸脱墨工艺之间的相互关系,并就废纸脱墨剂的现状和发展趋势作了简要的分析。

关键词废纸脱墨剂机理分类展望

为了解决造纸纸浆不足,并考虑到造纸行业资源的贫乏及资源的高度利用,降低制纸成本,国外已广泛推行把报纸,杂志、书籍纸等废纸再生使用,使废纸的经济作用日益提高,目前在国外废纸作原料,同采用纸浆和植物纤维造纸相比,还可节约能源和水。

我国废纸回收起步较晚,回收率也较低,占10%左右,而且基本上用于生产低级箱板纸以及包装纸。众所周知,利用废纸再生纸浆的重要一环,是必须进行废纸脱墨处理。

1 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他颜料粒子组成的。这些粒子通过印刷粘附在纸张纤维上,而脱墨的原理则和印刷的原理恰恰相反,在于破坏这些粒子对纤维的粘附力。为此,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、使油墨和颜料从纤维上分离开来,其整个过程,大致分为以下三个步骤:( l ) 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。废纸脱墨过程中脱墨化学品使废纸上印刷油墨的表面张力降低，从而产生润滑渗透乳化分散等多种作用，而机械化学和热协同作用才能使纤维上的油墨脱除干净。

因此用于废纸脱墨的脱墨剂必须具有以下性质：

1、有助于废纸的疏解及脱墨,不产生脱墨后的再吸附现象,有利于被分离油墨的除去。

2、降低废纸浆的含碳量,提高白度,浮选去污时使碳分能顺利地随气泡去掉。

3、不影响制成纸浆的得率,不影响抄纸机的生产。能在废水处理中起良好的作用。

为达到上述目的,制得高质量纸浆,往往采用多种脱墨剂配合使用。

2 脱墨废纸的种类

使用何种脱墨剂主要由脱墨车间所用废纸的种类和性质来决定。为使脱墨效果最佳、成纸质量较好,应充分了解常用脱墨废纸的种类及其性质。

2.1 混合废纸

此类废纸指各种不同废纸的混合类,其中主要包括有损纸、纸边、旧帐薄等等。此类废纸脱墨比较容易,采取常用的办法即可脱除一般的干性油基油墨,如采用了完全氧化的油基油墨,不干性的油墨以及合成树脂为基础的油墨,特别是现今使用的各种高光泽和金银粉油墨,用碱是不能完全脱除的,可采取如三氯乙烯、四氯乙烯苯、四氯化碳溶剂、皂类及表面活性剂等。

2.2 含机木浆的废纸

在以前,我们一般不使用或限制使用含机木浆的废纸。因为机木浆不仅脱墨困难,在脱墨过程中会变成褐色,而且不能直接采用次氯酸盐漂白,且漂白以后又容易返黄。另外,机械木浆纸的离解特别困难,倾向于形成小而硬的纤维块。

2.3 湿强废纸和含橡胶类或热塑性材料的废纸

这部分废纸的脱墨是非常困难的。因为高湿强度难以分离成纤维,离解时需要高温和低pH值。如牛皮纸,半透明纸等,解离非常困难,又如蜡纸、树脂浸渍和树脂涂布纸具有抗水性,用普通脱墨方法不可能使纤维分离;而含橡胶材料的纸张如抗胶类物质没有适当分散,那么1千克的这种物质足以使上百吨的废纸不能离解。

2.4 彩色废纸

对彩色废纸脱墨有些问题至今未能解决。这是由彩色颜料的性质决定的,当纸张中含有耐化学药品性

强或不褪色染料时,脱墨十分困难。又多数的碱性和酸性染料通过碱煮即可破坏,用连二亚硫酸锌也可使之不煮(尽管延长处理时间)。碱性染料倾向于再氧化,大多数的直接染料能用碱、氯或连二亚硫酸盐脱色。

2.5 废新闻纸（ONP）

ONP由于填料、施胶少，吸收性能强，易润湿、碎解，加之印刷时所用连接料都为油型连接料，用碱法脱墨可以取得一定效果，加入合理复配的表面活性剂能够更好的提高浮选、洗涤效率，提高脱墨浆白度，降低尘埃度。

2.6废旧杂志纸（OMG）

OMG所用印刷的油墨为干燥式或代固化式型，这类纸施胶度相对较高，纤维吸墨性较差，印刷过程中，油墨吸附在纸上，溶剂不能立即被纤维吸收，而是通过干燥或者代树脂固化在纸表面，树脂有一个化学固化过程，固化后油墨固着力强，脱墨相对较难，脱墨时可采用高浓度碱皂化加高渗表面活性剂剥离。

2.7 混合办公废纸（MOW）

MOW主要是静电复印纸和激光打印纸，即为非接触性印刷废纸。印刷时加热油墨至熔融，并加以压力使其固定在纸上，因此，油墨的牢固性、耐磨性、耐水性、耐酸碱性都很高。由于MOW采用的是特殊固化油墨，所以油墨载体树脂不能被碱皂化。传统的碱法脱墨工艺几乎不起作用，主要采用酶法脱墨。

3 脱墨工艺方法

当前，废纸脱墨的工艺方法主要有三种：洗涤法、浮选法以及浮选和洗涤相结合的方法。而超声脱墨法、生物脱墨法，属新的脱墨技术，尚未推广。国外主要采用浮选法，国内则多采用洗涤法或浮选与洗涤相结合的方法。

3.1 洗涤法

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10um，但粒径在10um以下的油墨颗粒去除效果最佳。

3.2浮选法

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。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。

4 脱墨剂种类

脱墨剂可根据废纸种类、废纸上油墨种类,产品要求等,进行选择,大致分为以下几类:

4.1 按成分分类

4.1.1 无机化合物脱墨剂

无机脱墨剂是指脱墨剂是无机物。常用的有碳酸钠、氢氧化钠、磷酸钠、硅酸钠、磷酸盐、过氧化物等化合物。

4.1.2 有机化合物脱墨剂

有机脱墨剂是指脱墨剂是有机物。主要是表面活性剂，常用的有阴离子型和非离子型表面活性剂两种。