纤维特性对新闻纸浮选脱墨的影响

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近年来,废纸浮选脱墨的工艺已日趋成熟,但在实际生产中仍有一些问题未能得到很好的解决,因此研究影响浮选脱墨的相关因素并分析其作用机理,可以为工业生产提供出指导性建议,从而改进浮选脱墨的效果。本论文以废旧新闻纸(ONP)为原料,首先研究了纤维长度对浮选过程中纤维流失的影响,然后探讨了纤维表面残余油墨含量、电解质以及表面活性剂吸附对纤维表面化学的影响,并分析其对浮选脱墨的影响。ONP纤维组份中,长度值越大的组份越不容易在浮选中流失。纤维表面残余油墨含量越高,纤维疏水性就越高,因此纤维的流失越大,但其对浮选损失的影响小于纤维长度,这两种特性均不受浮选所用表面活性剂种类的影响。Mg2+可以显著改善脱墨体系的胶体化学性质,提高了游离油墨粒子的去除率,使得脱墨浆的白度显著提高,但Mg2+也会吸附游离的油墨粒子形成疏水性复合物粘附到纤维表面,从而提高了纤维的疏水性,导致纤维流失增加。十二烷基苯磺酸钠(SDBS)在ONP纤维表面的吸附等温线可以分为4个区域,在区域IV达到最大吸附量;曲拉通X-100(TX-100)的吸附等温线呈Langmuir型,并可以用Langmuir等温吸附模型很好地描述。SDBS和TX-100在ONP纤维表面的吸附动力学均可以用伪二级动力学方程很好地描述,表面活性剂浓度、Mg2+和温度均会影响吸附速率。SDBS和TX-100主要吸附在纤维表面的疏水性区域,形成疏水基朝下、亲水基朝上的单分子层吸附胶团,因此降低了纤维的疏水性,在一定程度上减少了纤维的流失。当体系中存在相当数量的Mg2+时,由于“架桥”作用,SDBS会大量吸附在纤维表面的带负电区域,形成亲水基朝下、疏水基朝上的单分子层吸附胶团,使得纤维整体疏水性提高,从而增加了纤维流失。在常规浮选温度范围内(35?C-55?C),SDBS和TX-100在ONP纤维表面的吸附是一个扩散-吸附的控制过程,属于物理吸附。SDBS和TX-100分子从溶液中的自由态到被吸附的状态,整个体系的有序性增加。SDBS和TX-100的吸附均属于吸热过程,升温有利于分子克服空间位阻,从而加速吸附过程的进行。ONP纤维对这两种表面活性剂的吸附均需要外加能量促使反应的进行。提高浮选体系中表面活性剂浓度可以增强了浮选的强度,使得油墨粒子的去除得到增强,与此同时表面活性剂浓度的提高使得体系中气泡数量增加,气泡的稳定性增强,提高了雾沫夹带能力,雾沫夹带作用是导致纤维流失的主要原因。
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