H2O2+漂白處理劑替代廢紙脫墨生產中二段FAS的研究
引言
用于漂白廢紙脫墨漿的漂白劑很多，H2O2和FAS是其中最常用的兩種。H2O2是一種氧化性漂劑，在堿性介質中有利于生成活性物質HOO-，使紙漿中的發色基脫色，進而改善紙漿白度。眾所周知，H2O2作為一種強氧化劑，很多常見物質都可與其發生催化分解反應，從而降低其漂白效率。FAS是一種還原性漂白劑，俗稱甲脒亞磺酸，別名二氧化硫脲，對空氣中的氧氣比較穩定，還原電位高，適合于廢紙脫墨漿的漂白，但存在原料價位偏高的現象。由鄭州誠志實業有限公司研發的漂白處理劑（CZPC-01）在H2O2漂白過程中既具有活化作用，又能有效的抑制H2O2的無效分解，保護纖維，提升紙漿白度；避免過度漂白對纖維造成損傷，提升漂后得率；同時它能夠有效的抑制由低劣水質引起的污垢，能有效的分散洗掉粘著的顏料塊，對熱分散機、磨漿設備、送料泵、管道的結垢現象有一定的抑制作用；是健康、環保對身體無害的化學品，屬于環境友好的綠色產品。浙江某上市紙業廢紙脫墨線一直以來采用的是H2O2+FAS兩段漂白工藝，但由于FAS原材料價格居高不下，造成噸漿生產成本增高。本著節約成本，為紙漿生產企業創收的目的，本文采用漂白處理劑協助H2O2對浙江某上市紙業廢紙脫墨線進行一段漂白，以期取代二段FAS的使用，在保證成漿白度變化不大的情況下，降低噸漿成本消耗。
1.實驗室小試
1.1實驗目的：試圖用一段漂白取代某上市紙業廢紙脫墨線原有的兩段漂白工藝，進而減少FAS用量，最終達到取代FAS漂白段的目的。
1.2實驗材料：廢紙脫墨漿取自浙江某上市紙業廢紙脫墨線二段浮選后未漂漿；取樣地點：多圓盤濃縮機出口。
儀器：分析天平 恒溫水浴鍋 ZB-A色度儀
1.3實驗方案：實驗前對未漂漿進行抄片及白度檢測，然后按照下表實驗方案進行一段漂白。
表1 實驗方案
| 實驗 試劑 | 濃度 | 漂白 | 1 | 2 |
| 單耗 | 單耗 | |||
| % | kg/T漿 | kg/T漿 | ||
| NaOH液堿 | 30 | 單段 漂白 | 50 | 50 |
| 漂白處理劑 | 15 | 6 | 8 | |
| H2O2 | 27.5 | 170 | 170 |
每個實驗共進行兩次平行試驗，實驗溫度均為85℃，漂白時間35min；漂白結束后，對得到的兩組漿料分別進行抄片及白度檢測，并與未漂漿的白度進行比較。
1.4實驗結果：
表2某上市紙業廢紙脫墨漿采用漂白處理劑處理前后檢測結果
| 項目 | 白度（% ISO） | ||
| 未漂漿 | 1 | 2 | |
| 正面 | 65.81 | 70.23 | 70.02 |
| 65.82 | 70.16 | 70.03 | |
| 66.00 | 70.28 | 69.98 | |
| 反面 | 65.33 | 69.61 | 70.49 |
| 65.27 | 69.27 | 70.69 | |
| 65.42 | 69.43 | 70.76 | |
| 平均 | 65.61 | 69.83 | 70.33 |
由上表可以看出，某上市紙業廢紙脫墨漿經漂白處理劑一段漂白后，白度提高了5個白度值左右。另外實驗1和實驗2抄片結果相差不大，本著降低噸漿成本的目的，采用加入漂白處理劑量為6kg/T漿實驗方案。
2. 生產實驗記錄及分析：
通過調整廢紙脫墨生產線漂白處理劑和FAS的添加量，并對一段漂白漿及成漿進行跟蹤抄片及白度檢測，觀察漂白處理劑在實際大生產中的應用效果，為以后改造廢紙脫墨漿漂白處理工藝提供實驗數據。
表3生產實驗記錄
| 流量調整 時間 | 流量記錄 | 抄片時間 | 白度（% ISO） | |
| 高濃 漂白塔 | 成漿 | |||
| 1月6日 9:20 | 漂白處理劑0.2L/min NaOH 2.7L/min H2O2 8L/min FAS 0.9L/min | 1月6日10:35 | 68.5 | 69.7 |
| 1月7日 3:00 | 漂白處理劑0.3L/min NaOH 1.36L/min H2O2 8L/min FAS 0.9L/min | 1月7日10:30 | 78-79 | 74.5 |
| 1月7日 12:00 | 漂白處理劑0.3L/min NaOH 1.36L/min H2O2 8L/min FAS 12.7L/min | 1月7日15:00 | 69.0 | 75.4 |
| 1月7日 22:06 | 漂白處理劑0.3L/min NaOH 1.36L/min H2O2 6L/min FAS 12.7L/min | 1月8日00:30 | 70.4 | 74.3 |
| 1月8日 12:05 | 漂白處理劑0.3L/min NaOH 2.14L/min H2O2 10L/min FAS 12.7L/min | 1月8日12:15 | 72.0 | 77.0 |
| 1月8日15:50 | 72.3 | / | ||
| 1月8日 18:35 | 漂白處理劑0.45L/min NaOH 2.7L/min H2O2 10L/min FAS 12.7L/min | 1月8日22:30 | 74.3 | / |
| 1月8日23:05 | 74.6 | / | ||
| 1月8日24:00 | 漂白處理劑0.4L/min NaOH 2.7L/min H2O2 10L/min FAS 12.7L/min | 1月9日 1:30 | 72.4 | / |
| 1月9日3:00 | 71.4 | / | ||
| 1月9日 9:00 | 漂白處理劑0.4L/min NaOH 2.7L/min H2O2 10L/min FAS 7L/min | 1月9日9:25 | 73.4 | / |
| 1月9日13:15 | 74.9 | 77.4 | ||
| 1月9日13:50 | 漂白處理劑0.4L/min NaOH 2.7L/min H2O2 10L/min FAS 0L/min | 1月9日15:00 | 75.0 | 74.6 |
該生產實驗于1月6日9:00起至1月9日21:45結束，實驗結果表明加入漂白處理劑6kg/T漿（計量泵流量0.4L/min）+H2O2對廢紙脫墨漿進行單段漂白，可取代FAS。
3.噸漿成本核算：
表4實驗成本計算詳情表
| 試劑名稱 | 單價（元） | 實驗前 | 實驗后 | 成本差價 （元） | ||
| 單耗 （Kg/T） | 成本 （元） | 單耗 （Kg/T） | 成本 （元） | |||
| 雙氧水 | 1.3 | 144 | 187.2 | 144 | 187.2 | 0 |
| FAS | 16.8 | 8 | 134.4 | 0 | 0 | 134.4 |
| 氫氧化鈉 | 1.12 | 17.28 | 19.35 | 50.4 | 56.45 | -37.1 |
| 漂白處理劑 | 12 | 0 | 0 | 6 | 72 | -72 |
| 總計 | 340.95 | 331.2 | 25.3 | |||
由上表可以看出，使用漂白處理劑+H2O2對廢紙脫墨漿進行單段漂白后，噸漿成本降低25.3元。
4. 結論：
4.1漂白處理劑+H2O2對廢紙脫墨漿進行單段漂白可以顯著地提高脫墨漿的白度。實驗室小試結果表明，某上市紙業廢紙脫墨漿經漂白處理劑+H2O2一段漂白后，白度提高了5個白度值左右，與其兩段漂白工藝（成漿白度70%ISO）相比，漂白結果不相上下，完全可以取代二段漂白FAS的使用。
4.2 通過調整廢紙脫墨生產線漂白處理劑和FAS的添加量，并對一段漂白漿及成漿進行跟蹤抄片及白度檢測，結果表明加入漂白處理劑6kg/T漿（計量泵流量0.4L/min），可取代FAS。
4.3使用漂白處理劑+H2O2對廢紙脫墨漿進行單段漂白后，噸漿成本降低25.3元。
