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。

常用的阴离子表面活性剂有高级脂肪酸皂，烷基硫酸酯盐，烷基磺酸盐，烷基磷酸酯盐，油酸钠盐和硫醇苯磺酸钠等。

非离子型表面活性剂主要有聚氧乙烯烷基醚，聚氧乙烯烷基苯醚，聚氧乙烯聚氧丙烯醚和聚氧乙烯烷基酯聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯等。

在实际应用中大多数以阴离子型与非离子型合用。

4.2 按脱墨介质的PH值分类4.2.1 碱性脱墨剂此类脱墨剂最常用的一类,碱性条件下纤维不易受到破坏,具有好的保护性,而且碱性物质能有效地脱除一般性油墨。

碱去油污作用较快,因此应用比较广泛,最常用是NaOH,Na2CO3。

能使油脂皂化,破坏纸张上的印色油膜,减弱油墨的粘着力,同时由于纤维的膨胀,使纤维与油墨结构松散到可以应用机械作用分离之,但单独使用效果不佳,配合使用效果好,且可减少碱引起纸浆变色,使非纤维的物质变成可溶性物质。

碱性脱墨剂所使用的主要化学品成分有:a、氢氧化钠其作用是调节浆料的pH值至碱性范围，并皂化和或水解油墨的树脂。

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。

b、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。

c、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H2O2。

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。

d、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H2O2的工作环境而不是用来稳定H2O2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。

4.2.2 酸性脱墨剂通常采用的酸性脱墨剂有S02、C12、过氧化物和草酸等,无机酸使用则不多。

由于酸性脱墨剂不能使油墨分子皂化和乳化,仅能对一些易于脱除油墨分子溶解中和而褪色,或者通过其氧化还原作用使之褪色。

酸性脱墨剂适应性较差,而且对纤维损坏较大,所以一般不常用。

但使用此法成本较低。

4.2.3 中性脱墨剂所谓中性脱墨就是碎浆时调节pH值到中性。

中性脱墨由于避免使用大量的化学药品，其经济成本较低，在适当的工艺条件下，可获得和化学法脱墨一样的脱墨效果。

目前使用最多的是脂肪醇聚氧乙烯醚类，或者和阴离子表面活性剂油酸钠、油酸钾，琥珀酸脂硫酸盐、十二烷基苯磺酸钠等复配而成的脱墨剂。

但是，为了更加降低脱墨成本，提高经济性，以及增加表面活性剂的活性，还可以加入一些偏碱性或中性无机盐进行复配使用。

4.3 按脱墨方法分类在废纸脱墨过程中，脱墨剂里表面活性剂的使用是最关键的。

因此，这里主要讨论在脱墨方法中表面活性剂的选择使用。

4.3.1 洗涤法脱墨剂洗涤脱墨的目的是保持油墨粒子足够小，使其通过斜筛或洗浆机的筛网而除去，并保持足够亲水使其容易滤水。

对洗涤法而言，要求表面活性剂具有浸透、乳化、分散等综合洗涤作用，并通过污水和净水的置换而将油墨从纸浆中分离除去。

因此，洗涤法脱墨剂一般选用醚型非离子型表面活性剂。

常用的有AEO-9、OP-10、JFC以及磷酸双酯等，也可以在其中加入有机溶剂（如甲苯等）形成细微溶液，使油墨中的树脂更快溶解、乳化和分散。

因为洗涤过程中，起泡性高，导致洗涤效果差、废水难以处理。

所以，一般很少单独使用高起泡性的阴离子型表面活性剂，必须和非离子表面活性剂复配才能达到最佳洗涤效果。

4.3.2 浮选法脱墨剂浮选法脱墨是向纸浆中送入空气，产生气泡，使油墨粒子吸附在气泡上并随气泡上浮至水面形成泡沫层，然后倾泻流出。

因此，起泡性好、对油墨分散效果好的表面活性剂如高碳醇聚氧乙烯醚脂肪酸聚氧乙烯酯和脂肪酸皂复配得到的脱墨剂，一般有强的浮选和絮凝能力。

也可采用由EO/PO共聚物和脂肪酸聚氧乙烯醚组成的浮选促集剂。

4.3.3 三元表面活性剂复配脱墨剂这种脱墨剂是由三元表面活性剂复配而成，三元指烷基苯磺酸盐+脂肪酸盐+烷醇酰胺。