废纸再生工程技术.docx

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1、废纸再生工程技术指导书目录1 生物制药工程技术课程目的与要求52绪论52.1造纸原料的概述52.1.1变迁52.1.2面临的问题62.1.2.1原料结构不合理与供给不足72.1.2.2资源浪费与环境污染72.2废纸的利用现状82.2.1世界废纸利用概况82.2.2我国废纸利用概况92.3废纸的特性112.3.1二次纤维的角质化及对纸浆性能的影响122.3.2回用纸浆的强度性能122.3.3废纸回用需解决的问题及措施132.4废纸再生过程中性质的变化73142.4.1化学浆废纸再生过程中性质的变化142.4.2机械浆废纸再生过程中性质的变化142.4.3影响废纸浆性质的因素142.4.3.1化学

2、环境142.4.3.2打浆142.4.3.3湿压榨的影响152.4.3.4纸浆干燥152.4.3.5压光152.4.3.6印刷和加工152.4.3.7消费者和收集者152.4.3.8回用过程152.5废纸处理技术概况162.5.1碎浆162.5.2筛选净化162.5.3脱墨182.5.4热分散212.5.5漂白222.6废纸回收利用的意义和展望232.6.1意义232.6.2展望232.7 工艺原理及参考文献272.7.1碎浆282.7.2筛选292.7.3除渣292.7.4洗涤和浓缩292.7.5脱墨312.7.5.1脱墨方法312.7.5.2脱墨的影响因素342.7.5.3废纸脱墨化学品3

3、52.7.6漂白362.7.7抄纸37参考文献383 阶段课题及参考文献433.1 废报纸再生处理研究阶段课题及参考文献433.1.1废报纸碎浆技术水力碎浆最佳溶剂配比的研究433.1.2废报纸碎浆技术水力碎浆最佳温度的研究433.1.3废报纸浮选法脱墨技术的研究443.1.4 废报纸洗涤法脱墨技术的研究443.1.5废报纸漂白技术的研究453.2废办公用纸再生处理研究阶段课题及参考文献463.2.1废办公用纸碎浆技术水力碎浆最佳溶剂配比的研究463.2.2废办公用纸碎浆技术水力碎浆最佳温度的研究463.2.3废办公用纸浮选法脱墨技术的研究473.2.4废办公用纸洗涤法脱墨技术的研究473.2

4、.5废办公用纸漂白技术的研究483.3 废报纸再生处理研究阶段课题及参考文献483.3.1废彩印纸碎浆技术水力碎浆最佳溶剂配比的研究483.3.2废彩印纸碎浆技术水力碎浆最佳温度的研究493.3.3废彩印纸浮选法脱墨技术的研究503.3.4废彩印纸洗涤法脱墨技术的研究503.3.5废彩印纸漂白技术的研究504 研究课题关键技术及查阅有关专业著作524.1 废报纸再生处理技术524.1.1废报纸碎浆技术水力碎浆最佳溶剂配比的研究524.1.2废报纸碎浆技术水力碎浆最佳温度的研究524.1.3废报纸浮选法脱墨技术的研究524.1.4废报纸洗涤法脱墨技术的研究534.1.5废报纸漂白技术的研究534

5、.2 废办公用纸再生处理技术544.2.1废办公用纸碎浆技术水力碎浆最佳溶剂配比的研究544.2.2废办公用纸碎浆技术水力碎浆最佳温度的研究544.2.3废办公用纸浮选法脱墨技术的研究544.2.4废办公用纸洗涤法脱墨技术的研究554.2.5废办公用纸漂白技术的研究554.3 废彩印纸再生工艺554.3.1废彩印纸碎浆技术水力碎浆最佳溶剂配比的研究554.3.2废彩印纸碎浆技术水力碎浆最佳温度的研究564.3.3废彩印纸浮选法脱墨技术的研究564.3.4废彩印纸洗涤法脱墨技术的研究574.3.5废彩印纸漂白技术的研究575 研究课题进度（30学时）585.1 废报纸再生处理技术595.1.1废

6、报纸碎浆技术水力碎浆最佳溶剂配比的研究595.1.2废报纸碎浆技术水力碎浆最佳温度的研究595.1.3废报纸浮选法脱墨技术的研究595.1.4废报纸洗涤法脱墨技术的研究595.1.5废报纸漂白技术的研究595.2 废办公用纸再生处理技术605.2.1废办公用纸碎浆技术水力碎浆最佳溶剂配比的研究605.2.2废办公用纸碎浆技术水力碎浆最佳温度的研究605.2.3废办公用纸浮选法脱墨技术的研究605.2.4废办公用纸洗涤法脱墨技术的研究605.2.5废办公用纸漂白技术的研究605.3 废彩印纸再生工艺615.3.1废彩印纸碎浆技术水力碎浆最佳溶剂配比的研究615.3.2废彩印纸碎浆技术水力碎浆最佳

7、温度的研究615.3.3废彩印纸浮选法脱墨技术的研究615.3.4废彩印纸洗涤法脱墨技术的研究615.3.5废彩印纸漂白技术的研究626.1 工程技术课堂纪律636.2 工程技术课试验安全636.3 工程技术课论文写作规范636.3.1 论文结构及写作要求636.3.2 书写及打印要求656.3.3 论文格式范本68废纸再生工程技术指导书1 生物制药工程技术课程目的与要求目的：通过对不同废纸在不同条件下再生工艺的研究，寻求最佳工艺条件和检验产品效果，提高学生独立动手研究能力的培养。要求：由2人组成研究小组，选择4种废纸的阶段课题，在规定30学时内进行研究试验，研究结果分两部分：技术路线条件与参

8、数确定产品的质量检测分析，分别每人完成3000-5000字的研究论文为本课程的考核评定成绩的标准。指导老师：刘红丽，陈娟，刘良栋2绪论2.1造纸原料的概述2.1.1变迁作为我国古代四大发明之中最早的发明，造纸术在漫长的历史长河中得到了不断的继承和发展。这不仅表现在造纸工艺、设备及纸张质量、品种和用途等方面，也表现在造纸原料方面。蔡伦在发明造纸术时，主要以破布和树皮为原料。当时的破布由麻纤维制成，其主要品种有芒麻和大麻，而树皮则主要是构皮。魏晋时期，人们认识到一切具有韧性的植物皮类均可能成为造纸原料，并在这一认识的指导下，成功地开发出以藤皮纤维为原料的“藤纸”，以桑皮纤维为原料的“桑纸”及以稻草

9、为原料的“草纸”，从而使造纸原料体系得到了扩展，麻、构皮、桑皮、藤皮、稻草等均成为当时的造纸原料，但主要还是麻类和树皮类纤维原料。隋唐时期，造纸业进入一个昌盛时期，造纸原料得到了继承和发展。麻类和树皮类纤维仍然是最为主要的造纸原料，其中以树皮类原料使用最广，除了最为常用的构皮、桑皮以外，还出现了一些新的树皮类原料，如沉香皮、檀皮、芙蓉树皮及栈香树皮等。宋朝时期，随着活字印刷术的发明，纸的用量急剧增加，推动了造纸业的快速发展。竹纸的普遍使用及迅速发展是这一时期造纸业最大的一个特点。竹纤维成为了这一时期最为主要的造纸原料。传统的造纸原料如树皮、麻、麦秆、稻草等也在使用，其中以构皮、桑皮等为原料抄造

10、的皮纸在产量上仅次于竹纸，居第二位，藤纸则因资源有限而逐渐被淘汰。此外，值得一提的是，在这一时期废纸也开始作为造纸原料，它们在经过处理后跟原生纸浆混合抄造“还魂纸”。在其后元明清时期，竹纸得到进一步发展，产量大幅增加。在造纸原料结构体系中，麻及树皮等传统造纸原料所占的比例逐渐缩小，竹子在造纸原料中逐渐占据主导地位。其他草浆也得到了发展，如清代已经开始用麦草、蒲草、马莲草、友友草、乌拉草等草类纤维造纸，蔗渣在清末也开始被用来造纸13。造纸术西传后各国所用的原料均沿袭我国，以麻和破布为主，不过欧洲的破布主要是由棉纤维制成的。在欧洲，随着纸用量的增加，造纸原料逐渐变得供不应求，急需寻找新的造纸原料。

11、十九世纪中叶，德国人凯勒发明了磨石磨木浆，使木材成为造纸原料大家庭中的一员。在欧洲产业革命的推动下，伴随着现代制浆技术不断取得突破，以木材为原料的机制纸迅速发展。木材在造纸原料结构中逐渐占据主导地位，1970年，木材(包括再生的木材纤维)在造纸原料中的比重达到93%。世界上主要的造纸国家，如美国、加拿大、日本、瑞典、芬兰等，几乎全部用木材纤维造纸。但是随着世界范围内森林资源的不断缩减，木材供应也日趋紧张，于是世界各国对废纸再生投入了极大的关注，这直接导致废纸使用量的快速增长。1995年全球纸业共使用1。07亿吨再生纤维，占纤维总用量的38%，大大高于1970年的3000万吨的使用量。废纸浆是最

12、近几十年增长最快的浆种，其增长速度远高于原生纤维浆的增长速度，这个趋势仍将保持。在一些国家，废纸现在已经成为占主导地位的造纸原料，如韩国在2003年的废纸利用率就已经达到74。9%46。由此看来，废纸将在世界造纸原料结构中占据重要地位。综上所述，在我国古代，造纸原料主要是以麻类、树皮类和竹类三大原料为主。其他原料虽有发展，但不占主要地位。从磨木浆出现开始，伴随着现代造纸工业的发展，木浆快速取代传统的三大类造纸原料，成为主要的造纸原料。废纸浆在最近几十年内异军突起，成为增长最快的浆种，在不久的将来，其在世界造纸原料结构中必将占据更为重要的地位。2.1.2面临的问题 造纸工业是一个与国民经济发展和

13、社会文明建设息息相关的重要产业。据估计，到2010年我国纸及纸板总产量将突破6000万吨，消费量可达7000万吨，造纸工业将是我国21世纪的“朝阳工业”。然而不能忽视的是，我国造纸产业与国际先进水平的差距很大，并存在诸多问题，主要表现为以下两个方面:2.1.2.1原料结构不合理与供给不足造纸原料是造纸工业发展的基础，原料的供给成为困扰我国造纸工业可持续发展的瓶颈问题。我国长期形成的以草类为主的原料结构体系，木浆比重低，在国产纸浆中木浆比重不足10%，这导致了我国的纸产品品种较少、档次较低，竞争力不强。目前，我国纸品仅有600种，其中50%属中低档产品，而发达国家拥有1000多种中高档产品。在实

14、际生产中，造纸企业为提高纸张产品档次和减少污染，大量使用木材制浆。中国是一个森林资源短缺的国家，木材供需矛盾突出，国内木浆供应不足。因此，近年来我国不得不大量进口商品木浆(纸张)，且进口数量逐年增加。原料结构的不合理和严重供给不足，这是我国造纸工业面临的一个重大问题。在充分考虑了世界造纸产业纤维原料总的发展趋势、循环经济理念和我国具体国情的情况下，提出了我国造纸工业当前发展规划:“中国造纸原料结构是转向以木材为主要原料，要逐步形成以木材纤维为主，扩大废纸回收利用，合理使用非木材纤维的多元化原料结构”，这种纤维原料结构的变化，在很大程度上依赖于大量进口商品木浆及废纸。2.1.2.2资源浪费与环境

15、污染造纸工业与资源、环境关系极为密切，加强展的重要条件。在资源方面，我国造纸行业还没有完全摆脱“节水防污”是我国造纸工业可持续发“粗放式”的经营方式，资源利用率普遍较低，生产中各项原材物料消耗、能源消耗都很高。资料表明，我国一般纸张产品的电耗和汽耗都高于世界水平，而水耗尤为突出。我国纸厂吨纸水耗高达1OOm3，吨浆纸综合水耗在300m3以上；而国外纸厂吨纸水耗仅为10m320m3，吨浆纸综合水耗为35m350m3。我国是世界上严重缺水的国家之一，因此我国造纸企业必须首先要节约用水。不可否认，造纸工业是传统工业中的环境污染大户。当前，我国造纸工业对环境造成的污染还很严重。2004年，全国工业废水

16、排放量为221。1亿吨，其中造纸行业废水排放量高达31。8亿吨，占总量的14。4%，仅次于化工行业，位居第二。按废水中最主要的化学耗氧量指标COD来看，全国工业COD总排放量为509。7万吨，其中造纸行业就占33。0%，高居第一位。因此，我国造纸工业的环保工作压力相当大。2.2废纸的利用现状2.2.1世界废纸利用概况废纸利用的历史非常悠久，我国在宋朝时期就出现了废纸的回收利用。美国和欧洲则在机械造纸出现之初就开始回收利用废纸7。但由于当时的废纸处理技术还不成熟，废纸浆的质量差，只能用来配抄一些低质的纸和纸板，因而发展速度慢。进入20世纪90年代以来，废纸浆己成为增长最快的浆种8，这主要是因为：

17、(l)原生纤维原料供应紧张，迫使更多的企业改用废纸作原料。(2)低成本吸引更多的企业选用废纸作为原料。再生纤维造纸的原料成本比木浆低30%50%，同时可以大幅减少汽、电、水的消耗，还可以减少有毒物质的排放。(3)废纸处理技术的进步，使废纸浆质量得以提高，可以用来配抄更多的纸种以及使用更大的配加量，为废纸的广泛利用提供了可靠的技术支持。(4)环保、可持续发展、循环经济等观念日益深入人心，督促着造纸工业对废纸进行更为有效的利用。(5)相关政策法规的出台，为废纸的回收利用创造了良好的条件。正是由于上述原因，废纸浆在近十几年里得到飞速发展。现在将废纸作为造纸工业的一种可持续发展的重要原料已经在世界范围

18、内形成共识，世界各国都在不遗余力地提高本国的废纸回收率和利用率9，且成效显著。1997年全世界总共消耗废纸12810万吨，2003年废纸消耗量增加到 16199万吨，年平均增长率为4。3%，远高于纸和纸板产量的年平均增长率 (2。1%)。2003年全球废纸利用率达到了44。4%，回收率达到了 41。6%6。废纸回收利用在世界各国的发展并不均衡。德国、日本、韩国等发达国家己经建立较为完善的废纸回收利用体系，其国内产生的废纸能够及时地得到有效的回收利用。回收的废纸除了满足本国造纸工业的需求之外，还能有一部分出口到国外。在2003年，德国、日本和韩国的废纸回收率分别达到66。4%、73，7%和78。

19、1%，废纸利用率分别达到61。4%、64。5%和74。9%。可见这些国家在废纸回收利用方面已经走在世界的前列，取得很高的废纸回收率和利用率。而以中国为代表的广大发展中国家，虽然也意识到废纸回收利用对于造纸工业的重要意义，加大了在废纸回收利用方面的投资力度，也使得废纸利用率逐年提高，但是由于尚未建立有效的废纸回收利用体系，每年产生的废纸中有大部分都无法得到及时有效的回收，废纸回收率低于世界平均水平，更低于德国、日本等发达国家的水平。如我国的废纸回收率多年来就一直徘徊在30%左右，严重制约着废纸回收利用的进一步发展。图1-1示出了2003年一些国家和地区的废纸回收率与利用率6。作为解决造纸工业纤维

20、原料来源的重要途径，世界各国均将进一步扩大废纸的回收再利用。如美国林纸协会宣布到2012年美国废纸回收率将达55%。有专家预测，由于环境保护问题和木材供应的限制等原因，全球废纸回收率还将进一步提高至50%60%。图1-1 2003年一些国家和地区的废纸回收率和利用率2.2.2我国废纸利用概况原料结构的不合理是制约我国造纸工业产业升级的瓶颈，如今我国造纸工业正在积极地进行原料结构的调整。在我国造纸工业“十五”规划中，强调指出了充分利用废纸资源是调整造纸原料结构的重点措施之一7，因此提高废纸回收与利用水平对我国造纸工业发展有着重要的意义。近几年我国造纸工业非常重视废纸的利用，废纸消耗量增长很快，废

21、纸利用率也得以迅速地提升。1999年我国的废纸利用率只有38。8%，而到2005年我国的废纸利用率已经增长到54%，在造纸原料结构中废纸浆所占的比例已经超过原生纤维浆。图1-2为我国近几年废纸利用率的变化情况1015。图l-2 我国近几年废纸利用率的变化我国造纸工业所使用的废纸有两个来源，一是国内回收的废纸，二是进口的废纸。图1-3显示出了我国近几年的废纸回收率变化情况，从中我们可以看出，我国的废纸回收率低，一直在30%左右徘徊。这种现象的出现可能是因为以下几方面原因：（1）国人对废纸回收再利用的意义认识不深，尚未形成自觉意识。（2）国内废纸收购行业不规范，尚未建立起废纸回收的市场体系，回收方

22、式原始落后，成本高，效率低。（3）我国还没有建立统一的废纸回收分类质量标准和检查测试方法。回收的废纸往往是各种废纸混杂在一起，不利于高效地利用。（4）国产纸和纸板木浆含量少，非木浆纤维含量高，废纸质量较差。可以预见，在上述几方面没有得到根本改善之前，我国的废纸回收水平很难有实质性的提高。图1-3近几年我国废纸回收率变化情况由于回收的废纸远远不能满足我国造纸工业对废纸的需求，因而所形成的缺口只能通过进口来填补。这就导致了我国废纸进口量的快速增长，这一点我们可以从图1-4中看出。图l-4 近几年我国废纸进口情况我国进口的废纸主要来自美国，美国的废纸并非取之不尽的资源。实际上美国己是一个高度发达的国

23、家，其人均国民生产总值和纸与纸板人均消费量都已达到相当高的水平，它新的可利用的废纸供应将是很有限的；估计在2005年以前美国废纸出口量很难突破1000万吨，如出口到中国的份额在15%左右，中国能从美国进口到的废纸也只有150万吨左右。随着自己利用率的提高，势必会影响到废纸的出口数量和出口价格，再加上长途运费的限制，废纸利用完全依赖进口已非明智之举。因此当考虑新建扩建以进口废纸为主要纤维原料的项目时，对国外纤维资源的供应状况必须要有冷静的分析。为此有关专家指出，国外废纸的管理经验值得借鉴。国内有关部门应尽快加强对废纸的分选管理和分类标准的制定，这样既可为国家节约大量资金，又可为国内相关行业提供新

24、的商机。综上所述，我国在废纸利用方面已经取得了较高的水平，但是我国的废纸回收水平低，导致每年都需要从国外进口大量的废纸，对国外废纸市场依赖性很强。要改变这种现状，我国造纸工业还需要做很多工作。如要建设具有一定规模和水平的再生资源加工基地；要建设不同层次、不同类型、不同规模的再生资源回收集散基地和规范化的交易市场，要组建大型的再生资源企业集团；加快制定相关法律法规及配套的办法和标准，提出有效促进再生资源回收利用的政策措施等等。相信随着这些工作的逐步落实，我国的废纸回收利用水平将会得到大幅的提高。2.3废纸的特性废纸循环使用时，纸张纤维的性质与原浆纤维的性质有所不同，因为它们已经经过造纸生产的全过

25、程，废纸在重复碎浆脱水干燥等处理过程中，纸浆的性能发生了很大的变化5758。2.3.1二次纤维的角质化及对纸浆性能的影响废纸在重复碎浆脱水干燥等处理过程中，纤维的部分游离轻基形成氢键结合，非结晶结构转变为结晶结构，使纤维的结晶度增加，产生不可逆的角质化(hornification)59，纤维变得挺硬，可塑性降低，吸水后的润胀减少，保水值下降，因而导致纤维间的结合强度降低6061。角质化主要是用来描述化学浆纤维在除去水或纸浆回用时所产生的结构变化。纤维的角质化程度可用纤维保水值的降低来衡量。据chatterjee等人报道62，热磨机械浆(TMP)循环利用4次后纤维的饱和点基本不变，而超高得率亚硫

26、酸盐浆(HYSP)则下降了40%。对硫酸盐浆(KP)来说，纤维的柔软度随着回用次数的增加而逐渐下降63，尤其以第一次回用下降最为严重；而对于TMP来说，柔软度反而有增加的趋势。这可能是由于化学浆在回用过程中会发生压溃和薄层的结合，而机械浆则只发生压扁现象，这仅仅是一种机械变形64。Bobalek等人65和Ellis等人66的研究表明，纸浆回用后，纤维的长度变化不大。国内对芦苇纤维回用的研究表明67，苇浆全浆和各纤维筛分组分在回用时纤维长度的变化不大。Freeland等人68认为，回用的二次纤维通常具有较低的游离度，这可能是由于纸浆中细小纤维含量的增加造成的。细小纤维增加了比表面积，起到填料的作

27、用。虽然这些细小纤维可显著地影响纸浆的滤水性能，但对强度几乎没有贡献。Babolek等人65对几种针叶木浆、阔叶木浆及二者的混合浆回用性能的研究表明，随着回用次数的增加，并未发现纤维的表面性能，如不透明度和光散射系数等有明显的变化。2.3.2回用纸浆的强度性能纤维的角质化引起的纤维性能的变化必然会引起纸浆的强度性能的变化。chatterjee等人62的研究表明，硫酸盐浆回用4次，其裂断长下降50%。其中前二次回用引起的下降最大；TMP的裂断长没有任何变化；超高得率浆的裂断长仅有少量的损失。Howdar等人64指出，磨石磨木浆和化学热磨机械浆的裂断长增加了10%15%。这可能是由于机械浆纤维被压

28、平所导致的结合力的增加。而对于漂白硫酸盐浆来说，循环使用5次后其裂断长下降了15%。50/50的TMP/KP混合浆的裂断长以一开始下降，回用5次后裂断长又得到了恢复。对回用纸浆撕裂度的研究表明62，TMP和超高得率浆并不随着纤维的回用而有所改变，而硫酸盐浆则有所损失。然而，Howard等人64和Ferguson等人69，却得到了不同的结论。他们的研究结果表明，对SGW来说，循环使用5次后并不影响其撕裂度；CTMP则撕裂度有少量的降低；KP则撕裂度有明显增加的趋势。Howard等人64关于回用纸浆耐破度的研究表明，机械浆纤维的耐破度在循环5次后有所增加，而KP则有所损失。CTMP/KP(50/5

29、0)的混合浆的耐破度开始时下降，而后又逐渐上升。机械浆耐破度的增加可能是由于机械浆纤维被压平而导致有更大的结合潜力，及在碱性条件下纤维更柔软造成的。纤维零距抗张强度的变化，在不同的条件下有不同的表现：在不回用细小纤维时，有所上升；而在缓和的抄纸条件下，一般变化不大或略有减小66。Ferguson70认为，对于机械浆来说，回用没有使纤维的零距抗张强度有明显的增加；而对化学浆来说，则略有增加，这可能要归因于细小纤维的流失和纤维长度的增加。2.3.3废纸回用需解决的问题及措施废纸回用过程中需要解决纸浆强度和滤水性能下降的问题，否则，就不可能获得既具有良好匀度又具有较高强度的纸张。目前，提高二次纤维强

30、度的方法主要有以下几点。磨浆或打浆可以提高二次纤维的润胀能力及其结合力。但打浆在提高其结合力的同时，会降低纸浆的游离度，而且不能完全消除二次纤维的角质化。添加化学助剂可以提高纸浆的强度性能。Bhardwaj等人对阳离子型聚丙烯酞胺、阴离子聚丙烯酞胺和改性淀粉改善二次纤维强度的研究表明，阳离子型聚丙烯酞胺在改善纸浆强度的同时，明显提高纸浆的滤水性能；阴离子聚丙烯酞胺可以明显提高除撕裂度以外的其它强度指标，且滤水性能有明显改善。利用改性淀粉也可以使纸浆的滤水性能和强度得到很大的改善。近年来，利用生物酶改善回收纤维性能成为研究热点。纤维素酶可以水解纤维素的结晶区和无定型区，从而使纤维素本身或纤维素纤

31、维的性能有较大的变化，这使得利用纤维素酶来改善二次纤维的某些性能成为可能。Pommier等人71最早研究了纤维素酶和半纤维素酶对纸浆滤水性能的改善作用。他们利用纤维素酶和半纤维素酶的混合酶来处理废瓦楞纸板和废新闻纸，发现纸浆的游离度有所提高，而纸浆的强度则没有多大影响。工厂实验的结果也获得了肯定的结果。Prased等人72的酶法脱墨的研究表明，纤维素酶和半纤维素酶不仅可以改善纸浆的滤水性能，也可以改善纸浆的光学性能。2.4废纸再生过程中性质的变化732.4.1化学浆废纸再生过程中性质的变化对于经过打浆的化学浆，循环回用引起裂断长、耐破度和耐折度的显著下降，紧度和伸长率少量下降，而撕裂度、挺度、

32、光散射系数、不透明度和透气度增加。这些变化在第一次回用时最显著，循环使用超过4次后，大部分物理性质趋于稳定。多数研究者认为，引起这些变化的主要原因是:废纸在重复碎浆脱水干燥等处理过程中，纤维素的部分游离经基形成氢键结合，非结晶结构转变为结晶结构，使纤维素的结晶度增加，产生不可逆的角质化，纤维变得挺硬，可塑性降低，吸水后的润胀减少，保水值下降，因而导致纤维间的结合强度降低。2.4.2机械浆废纸再生过程中性质的变化机械浆循环回用过程中性质的变化与化学浆不同。随着回用次数的增加，紧度、裂断长和耐破度提高，撕裂强度也略有增加。而光散射系数下降。机械浆在湿的状态下并非完全层离的，干燥时产生的角质化很少，

33、而挺硬的机械浆纤维经过连续的循环使用而逐步变得平和柔韧，使得纤维间的结合改善，抄纸时得到更薄和更紧密的纸页，因而紧度和强度提高，光散射系数下降。2.4.3影响废纸浆性质的因素影响废纸浆性质的因素很多，除与纤维原料和制浆方法有关外，还与纸料配比、造纸过程、印刷加工方法、消费和收集方式、以及循环回用方法等有关。2.4.3.1化学环境纸页抄造时的化学环境会影响干燥和回用后纸浆纤维的润胀。在酸性条件下抄造的未漂化学浆回用后其润胀和强度均比碱性条件下抄造的低。废纸中的松香胶和硫酸铝会引起循环潜力(纸浆强度等)的进一步损失，这可能是由于施胶的纤维维持其疏水表面，在一定程度上阻碍了纤维间的结合。2.4.3.

34、2打浆化学浆打浆度越高，循环回用后纸浆质量变化越大。总的来说，经打浆的化学浆循环回用后，润胀显著减少，纤维长度降低，细小纤维含量增加。2.4.3.3湿压榨的影响对于中度打浆的化学浆，重的湿压榨会引起纤维润涨的损失。对经湿压、未干燥和经湿压和干燥的纤维的润涨度均随湿纸页干度的提高而降低，但大多数影响是在干度大于35%时才产生。2.4.3.4纸浆干燥纸浆在抄纸前是否干燥过对废纸浆性质有一定的影响。从未干燥过的化学浆，抄纸干燥过程中产生角质化，废纸回用时纤维结合强度会降低。对干燥过的纸浆，由于干燥时己经角质化，抄纸时进一步干燥并不明显减少其已经较低的润胀，废纸循环回用时其结合潜力损失甚小；而且，干燥

35、过的纤维通常是卷曲的，这种卷曲会降低纸浆强度，循环回用时能去除部分卷曲，有利纤维间的结合。2.4.3.5压光压光会引起化学浆保水值、长度和强度的损失。压光越重，由压光纸回用浆制的纸页裂断长越低，撕裂强度和浆料滤水性也变差。现代趋势是避免采用硬压区。2.4.3.6印刷和加工印刷主要影响废纸浆的光学性质。大于50um的油墨粒子形成尘埃，小于50um的油墨粒子虽然内眼看不到，但会降低白度，使浆变灰色。制纸箱时用的憎水材料(如胶粘剂)保留在纸箱碎解后的纤维悬浮液中并沉积在纤维表面，因而降低了回用纤维的表面自由能，阻碍了纤维的结合。2.4.3.7消费者和收集者纸张(品)消费者和废纸收集者将不同类型的废纸

36、混合在一起，会降低废纸的级别，废纸中的杂质(污染物)影响其回用性能。废纸的老化也是一个重要因索，旧报纸存放的时间越长，其废纸浆的强度越低。2.4.3.8回用过程废纸回用包括机械、化学和热处理过程。这些过程对废纸浆性质均有重要的影响。机械作用与纸浆浓度密切相关。浓度高于8%时，机械作用对纤维的卷曲和微压缩有重要的影响。随着浆浓的提高，得到更松厚、伸缩性更大的纸浆。氢氧化钠是废纸制浆的重要化学品之一。Na0H有助于油墨的脱除和重施胶纸张的离解，更有助于纤维的润胀，使纤维更柔韧且结合更好。2.5废纸处理技术概况回收的废纸中包含了大量的杂质，这些杂质主要有以下三个来源：一是来源于原纸，即在原纸生产过程

37、中加入的各种添加剂，如填料、染料、涂料及各种化学助剂；二是来源于使用过程中加入的各种物质，如印刷油墨、涂料、金属箔及各种胶粘物；三是来源于回收过程中混入的各种物质，如铁丝、打包带、沙子、石头、纸夹、文件夹等7。从根本上说，废纸处理过程就是分离这些杂质的过程。要除去如此多，且特性不同的杂质，废纸必须经过一个复杂的处理流程。20世纪90年代以来，随着废纸回收范围的扩大，回收废纸的质量日益下降，杂质增多，加之新型油墨，新型胶粘物的不断出现，废纸处理难度加大。用质量日益下降的废纸生产高质量的废纸浆，成为废纸处理技术所面临的一个新的挑战，为此，废纸处理流程也变得更为复杂。20世纪70年代普遍采用的是单回

38、路处理流程，现在最复杂的工艺流程已经发展到了有三道浮选、三道洗涤浓缩、二道热分散、二道漂白、三道气浮的三回路处理流程。抛开具体的处理流程不谈，每条废纸处理流程基本上都是由碎浆、筛选、净化、脱墨(浮选与洗涤)、热分散、漂白等重要的单元操作所组成。随着对每个操作单元的基本机理认识地深入，不断有新设备、新工艺出现，废纸处理技术不断取得进步。2.5.1碎浆碎浆是废纸处理过程中的第一步，它应该做到：（1）充分疏解废纸纤维，最大限度地保留纤维原有强度，同时使油墨与纤维分离；（2）尽量不要使轻、重杂质被碎解成细小颗粒(特别是胶粘物)；（3）尽量除去较大的轻、重杂质。在碎浆设备、废纸种类及化学品一定的条件下，

39、通过改变碎浆温度、浓度、时间、pH值等参数可以对调节碎浆效果。为了有效地除去废纸中日益增多的胶粘物，减少碎浆时由于“碱性发黑”造成的白度损失，进一步降低碎浆时的能耗等，废纸碎浆正趋向于采用低温、高浓、短时、低碱度的温和碎浆技术。碎浆设备常用的有间歇式水力碎浆机和转鼓型连续碎浆机。当前新建的大中型纸厂大多都采用转鼓型连续碎浆机，因为它的能耗低，对纤维损伤少，脱墨和脱除胶粘物的效果好l622。2.5.2筛选净化碎浆之后，绝大部分的杂质仍滞留在废纸浆中。这些杂质在形态，尺寸、比重等方面与废纸纤维存在着差异，可以通过筛选和净化操作将它们从废纸浆中除去。因为这些杂质的特性差异极大，有效地去除它们还需要对

40、筛选和净化操作进行多层次的合理搭配。一个好的筛选净化系统应该做到杂质在破碎细化之前就能及时地被除去，因为一个可以用粗筛轻易除去的一平方毫米的塑料片，破碎细化后就有可能变成无数个连细筛都无法筛除的0。01平方毫米的小杂质。筛选净化系统通常由高浓除渣、粗筛、细筛、低浓除渣等工段组成。高浓除渣通常紧接碎浆机之后，在第一时间将废纸浆中密度较大的，如石块、金属块、铁钉、玻璃碎片等杂质除去，以确保后续疏解及筛选设备的正常运行和使用寿命。粗筛选紧接高浓除渣器之后，作为预筛选，它的主要作用是除去废纸浆中尺寸较大杂质，进一步洁净废纸浆，确保后续的细筛工段能够以最佳的状态工作。细筛选可以安排在浮选前，也可以安排在

41、浮选之后，视具体情况而定。然而为了将更多的杂质在细化前除去，在多数情况下，细筛选被安排在浮选之前。作为精选，细筛选需要除去尽量多的细小杂质，同时对胶粘物也要有相当的去除效果。在废纸处理车间，细筛选工段均是由Cascade系统或Formard系统或由它们所衍化的系统组成。当前新建的一些废纸处理生产线由于规模较大，更加注重经济效益，因而更多的是采用Formard系统。该系统成功的关键在于强化第二段筛选，极力减少由该段进入成浆中的胶粘物的量，并使其良浆出口的浆料质量达到或超过第一段压力筛。低浓除渣可分为重杂质除渣和轻杂质除渣。重杂质除渣在流程配制上弹性很大，可以安排在细筛后、浮选前，也可以安排在浮选

42、后、细筛前。轻杂质除渣一般都的安排在浮选和细筛之后，用于除去浆料中的轻杂质，如胶粘物、蜡、热熔胶以及塑料碎片等。压力筛是现在最为常用筛浆机。一些新技术如波形开口缝筛技术、楔形棒筛筐技术等的出现和应用使得压力筛可以采用更小的筛缝，从而大幅度提高了杂质的去除率，也可以有效地去除废纸浆中的胶粘物，以致于有一些脱墨工厂已经倾向于不用轻杂质除渣器，仅靠细筛来解决问题。除渣器结构本身并没有很大的变化，不少公司在致力于进浆口、良浆出口、排渣口的改进。筒体，直径小些，筒身长一些，选用筒体长度/直径的适当比例，延长纸在筒体的停留时间，提高纤维与杂质的分离效率是当今除渣器改进的重点。另外，逆向除渣器，通流式除渣器

43、，轻重杂质除渣器以及回转式除渣器的发展也是值得注意9，1622。2.5.3脱墨脱墨是废纸处理过程中关键性的工序，因为脱墨效果的好坏直接影响到脱墨浆的两大质量指标，即脱墨浆的白度和残余油墨浓度。各类油墨(包括接触型油墨，激光打印油墨，静电复印油墨，紫外光固化油墨等)通过印刷、复印、打印等方式粘附于纸页纤维之上，并在纤维上形成了油墨层。废纸脱墨就是使这层粘附在纤维上的油墨从纤维上脱下来，并进而与纤维分离的过程。有学者23将此油墨层细分为三层，即T(Tertiary)、S(Second)、P(Primary)。在脱墨过程中，这三层油墨脱除的难易程度是不同。T层是油墨层的表层，为不紧密的干燥层，其中的

44、油墨粒子之间只存在着疏松的联接，因而脱除比较容易，只用机械作用就可以使其中的油墨粒子脱落下来。S层是油墨层的中层，为油墨层的主体，其中的油墨粒子之间有大量的连接料成分存在，因而彼此之间结合比较紧密，在脱墨过程中比较难脱除，仅在机械作用下，其中的油墨粒子无法完全从纤维上脱落下来，需要有脱墨药品的化学作用及热作用配合它们才有可能完全地从废纸纤维上脱落下来。P层为油墨层的内层，它很薄，直接紧紧地连接在纤维的表面，这里的油墨粒子最难脱除，只有在纤维发生变化时才有可能脱落下来。所以，在脱墨过程中需要机械作用，化学作用及热作用的有机配合，才能实现废纸的完全脱墨。废纸脱墨按历程可以分为两个基本步骤7：第一步

45、是油墨从纤维上脱落。这一步至为关键，因为只有油墨粒子从纤维上脱落下来，才有可能在后续过程中实现其与纤维的分离。但是对脱落下来的油墨粒子的尺寸也有一定的要求，不能太大，也不能太小，具体要求依后续所采用的分离方法不同而有所不同。根据这一步所用脱墨剂的不同及油墨脱除机理的不同可以将现在有的脱墨方法归纳为以下几种脱墨方法。（1）化学法脱墨油墨是在氢氧化钠、过氧化氢、硅酸钠，EDTA等无机化学品和以表面活性剂为主要成分的脱墨剂的化学作用下，并在机械作用的协作下从纤维上游离出来进而被除去的。化学法脱墨是传统的脱墨方法，现在世界上绝大多数工厂都采用这种方法。然而废纸脱墨技术发展到今天，这种方法也遇到了新的难

46、题，例如在脱墨时必须加入大量的化学品，很难进一步降低生产成本；在废纸中胶粘物日益增多的情况下，传统化学法脱墨的碱性操作环境，不利于胶粘物的去除；还有就是诸如激光打印油墨、静电复印油墨、紫外光固化油墨等等非接触油墨的大量使用，使得在碱性条件下脱墨的优势丧失，脱墨效果差，等等。中性脱墨是化学法脱墨的一个新的发展方向。（2）酶法脱墨2426是生物技术在废纸脱墨上的应用。油墨是在纤维素酶、半纤维素酶等酶制剂作用下，并在机械作用的协作下从纤维上游离出来进而被去。目前用于脱墨研究的酶制剂有脂肪酶、酯酶、果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶及木素降解酶。各种酶的作用机理也有所不同，如脂肪酶和醋酶是通过水解油基油墨载

47、体而产生脱墨作用的；果胶酶、木素降解酶、半纤维素酶及木素降解酶，不会作用于油墨，但可以改变纤维的表面或油墨粒子附近的连接键而产生脱墨作用。酶法脱墨最早研究的是废旧新闻纸的脱墨，但目前酶法脱墨的研究重点是混合办公废纸的脱墨，酶制剂主要集中于研究纤维素酶、半纤维素酶或两者的复合物。此外，在中性条件下的酶法脱墨也是一个重要的研究方向。（3）超声波脱墨2729是利用超声波在液体中产生的空化作用，将能量传递到废纸纤维上，由于这股能量会产生两种作用：一是使油墨粒子松弛，并从纤维表面移开；二是可使油墨粒子自行碎解，在这两种作用下，油墨粒子可以从纤维上脱落下来。超声波法脱墨具有如下优点:少用或不用化学药品，降低成本，减轻废水污染；对高光泽油墨去除效果好，脱墨效率高；脱墨浆的耐破因子、裂断长、伸长率、白度等指标有明显的提高。(4)蒸汽爆破法脱墨3033是将爆破法制浆的原理用于在废纸脱墨上，它是将废纸加热到一定的温度和压力后，进行瞬间释压，在释压过程中油墨、乳胶及蜡等能被分散成极微小的颗粒，从而实现废纸脱墨的方法。(5)溶剂法脱墨34只用溶剂，不用水，或用少量水溶解油墨中的油脂和树脂，从而使油墨从纤维上游离