HEDP在廢紙漿H2O2漂白過(guò)程中的應(yīng)用

張 妍 惠嵐峰 劉 忠 熊皇偉

(天津科技大學(xué)天津市制漿造紙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津,300457)

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·H2O2漂白·

HEDP在廢紙漿H2O2漂白過(guò)程中的應(yīng)用

張 妍 惠嵐峰*劉 忠 熊皇偉

(天津科技大學(xué)天津市制漿造紙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津,300457)

以混合廢紙漿為原料,研究了羥基乙叉二膦酸(HEDP)作為螯合劑在廢紙漿H2O2漂白中的應(yīng)用。結(jié)果表明,預(yù)處理段螯合劑的最佳使用條件為：HEDP用量0.15%,螯合溫度60℃,螯合時(shí)間45 min。在本實(shí)驗(yàn)所獲得的HEDP最佳工藝條件下,與EDTA螯合劑的對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),HEDP的螯合效果優(yōu)于EDTA的螯合效果；后續(xù)漂白段在Na2SiO3用量為3.0%時(shí),可使廢紙漿的白度達(dá)到76.6%,返黃值降低為1.76%；在HEDP最佳預(yù)處理?xiàng)l件下， 在后續(xù)H2O2漂白中添加一定量的EDTA可使Na2SiO3的用量降低而不影響紙漿白度和手抄片的返黃值。

混合廢紙漿；H2O2漂白；羥基乙叉二膦酸；螯合劑；Na2SiO3

Abstract：mixed waste paper pulp; hydrogen peroxide bleaching; chelating agent; HEDP; sodium silicate

H2O2已被廣泛地應(yīng)用于紙漿的無(wú)元素氯(ECF)漂白和全無(wú)氯(TCF)的終漂段,其漂白得率損失較小,并且可以有效地提高廢紙漿的白度，降低了廢水治理成本。故H2O2已被公認(rèn)為是一種無(wú)污染的清潔化學(xué)藥品,在紙漿TCF漂白工藝方面具有廣闊的發(fā)展空間。

由于乙二胺四乙酸(EDTA)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可與50多種金屬離子形成可溶性螯合物,是一種非常高效的螯合劑,尤其它能與一些有害的金屬離子形成穩(wěn)定性極好的螯合物,但是它在水環(huán)境中難降解,且其耐熱性和耐氧化性都不夠理想。E.H.Appelman等人[1-3]曾分別對(duì)羥基乙叉二膦酸(HEDP)、EDTA和Ca(II)-DTPA進(jìn)行了螯合劑絡(luò)合物的臭氧處理,結(jié)果顯示HEDP的生物降解性能較好,可用于紙漿漂白,其可以作為桉木硫酸鹽漿H2O2漂白時(shí)的螯合劑,與DTPA和EDTA作對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),它們的螯合效果相近[4],并且它是一種有機(jī)膦酸類的阻垢緩蝕劑[5-6],能與銅、鐵、鋅等多種金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,且能使金屬表面的氧化物溶解,一般光熱條件下不易分解,具有較好的耐酸堿性和耐氯氧化性。另外,它還具有成本低、毒性小、工藝性能良好、合成較簡(jiǎn)單、原料易得和用途廣泛等特點(diǎn)。因此,將HEDP作為螯合劑應(yīng)用于紙漿漂白具有更大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

在H2O2漂白中通常添加一定量的Na2SiO3作為保護(hù)劑和緩沖劑,其能夠緩沖漂白過(guò)程中的pH值,鈍化過(guò)渡金屬離子,減少H2O2的無(wú)效分解,以便提高H2O2的漂白效率,增加紙漿的白度。當(dāng)Na2SiO3發(fā)生聚合或與Ca2+或Mg2+接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生硅酸鹽沉淀,在漂白過(guò)程中此沉淀仍然是一個(gè)棘手的問(wèn)題,故需要選用其他的穩(wěn)定劑。在H2O2漂白中能夠取代Na2SiO3、起穩(wěn)定劑作用的有BaCl2、NaNO3、琥珀酰胺、NaH2PO4、三聚氰胺、DTPA(二亞乙基三胺五乙酸)、EDTA和蒽醌 (AQ)等[7-8]。因此,在漂白過(guò)程中降低Na2SiO3的用量對(duì)漂白具有重要意義。

本實(shí)驗(yàn)初步探討了HEDP作為螯合劑在H2O2漂白預(yù)處理中的使用條件,并且在其最佳使用條件的基礎(chǔ)上,與EDTA螯合劑進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)；此外還探討了在后續(xù)H2O2漂白時(shí)改變Na2SiO3的用量對(duì)漂白效果的影響。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料及藥品

原料：混合廢紙漿(脫墨后),湖北泰格林紙業(yè)有限公司。HEDP(固含量50%),分析純,廣州穗新化工有限公司；EDTA、NaOH、MgSO4·7H2O、Na2SiO3·9H2O、可溶性淀粉、硫代硫酸鈉、鉬酸銨,均為分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

MB45 OHAUS快速水分測(cè)定儀,奧豪斯儀器(上海)有限公司；DELTA 320 pH計(jì),梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；HSW24電熱恒溫水浴鍋,上海一恒科技有限公司；KRK SE0808098濕紙頁(yè)壓榨機(jī)、NO.7047.S標(biāo)準(zhǔn)紙頁(yè)成型器,英國(guó)MAVIS公司；970154漿料疏解器、SE062抗張強(qiáng)度測(cè)定儀、SE009撕裂強(qiáng)度測(cè)定儀、969920耐破強(qiáng)度測(cè)定儀、SE070E紙張白度測(cè)定儀,瑞典Lorentzen & Wettre公司；TD908-1耐折度測(cè)定儀,美國(guó)Tinius olsen公司；ZDJ-100打漿度測(cè)定儀,宜賓造紙廠；ZQS2-23 Valley打漿機(jī),西北輕工業(yè)學(xué)院機(jī)械廠。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 紙漿的處理方法

將混合廢紙漿(風(fēng)干漿)利用Valley打漿機(jī)進(jìn)行疏解打漿,其打漿度為33°SR。

1.3.2 QP處理

Q預(yù)處理段使用HEDP作為螯合劑進(jìn)行螯合,其漿濃為10%。螯合處理之后直接進(jìn)行后續(xù)H2O2漂白。后續(xù)H2O2漂白的條件：H2O2用量2.0%(相對(duì)于絕干原料,以下同),Na2SiO3用量3.0%,NaOH用量1.0%,MgSO4用量0.05%,溫度70℃,時(shí)間120 min,漿濃5%。漂白之后用去離子水洗滌至中性,然后甩干、撕碎成小塊,混合均勻后置于密封袋中,平衡水分后測(cè)定其性能。H2O2消耗率和Na2SiO3取代量的計(jì)算分別見(jiàn)式(1)和式(2)。

H2O2消耗率(%)=

(1)

Na2SiO3取代量(%)=

(2)

1.3.3 紙張性能的測(cè)定

將處理后的紙漿疏解，在標(biāo)準(zhǔn)紙頁(yè)成型器上抄造手抄片。在室溫下風(fēng)干,所得紙張供物理性能檢測(cè)。將手抄片在恒溫恒濕(溫度23℃、相對(duì)濕度50%)條件下處理4 h以上,然后對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試。

紙張性能測(cè)試項(xiàng)目及采用標(biāo)準(zhǔn)為：定量(GB/T451.2—2002)、白度(GB/T7974—2002)、不透明度(GB/T1543—2005)、撕裂強(qiáng)度(GB/T455—2002)、抗張強(qiáng)度(GB/T453—2002)、耐破強(qiáng)度(GB/T454—2002)、耐折度(GB/T 457—2002)。

1.3.4 紙張返黃值的測(cè)定

在老化前測(cè)得手抄片的白度,然后將測(cè)定好的手抄片放入老化箱中。其裝置主要由8根功率為8 W、波長(zhǎng)350 nm以及強(qiáng)度2.7 mW/cm2的紫外燈組成。放置的紙張樣品與上面燈管的距離為19 cm，老化時(shí)間4 h,然后再測(cè)定其白度。最后根據(jù)式(3)計(jì)算出紙張的返黃值。

(3)

式中,PC值為紙張返黃的程度,即返黃值，%；R∞0為紙張老化前所測(cè)白度,%；R∞為紙張老化后所測(cè)白度,%。

2 結(jié)果與討論

2.1 廢紙漿螯合段(Q)處理工藝條件的探討

廢紙脫墨漿的H2O2漂白與其他紙漿是有區(qū)別的,除受漂白化學(xué)品用量、漂白溫度、漿濃、漂白時(shí)間、以及漂白pH值影響外,還有一些不常被人們注意的影響因素,主要有：漿中的有機(jī)抽提物、細(xì)小纖維、臟料及雜質(zhì)、H2O2酶(Catalase)以及殘余油墨粒子[8]。漿中的細(xì)小纖維,往往會(huì)吸附較多的膠黏物等雜質(zhì),使可漂性變差,最終影響漂白漿的白度[9]；廢紙脫墨漿容易形成腐漿,而腐漿里面生長(zhǎng)的好氧微生物會(huì)產(chǎn)生促進(jìn)H2O2分解的H2O2酶[10],從而使H2O2的漂白效率降低。而對(duì)于引起H2O2分解的問(wèn)題,通常主要考慮的都是過(guò)渡金屬離子的影響,因此一般在H2O2漂白前要用螯合劑進(jìn)行預(yù)處理(以字母Q表示),與紙漿中的金屬離子或過(guò)渡金屬離子形成絡(luò)合物,經(jīng)過(guò)洗漿除去,以防止金屬離子催化漂白試劑。在Q段用單因素方法探討螯合劑HEDP的使用條件(螯合劑用量、螯合溫度、螯合時(shí)間),螯合處理之后直接進(jìn)行后續(xù)H2O2漂白。

2.1.1 螯合劑用量對(duì)后續(xù)H2O2漂白紙漿性能的影響

實(shí)驗(yàn)研究了HEDP用量對(duì)紙漿白度和返黃值的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 HEDP用量對(duì)紙漿白度和返黃值的影響

由圖1可知,紙漿的白度隨著HEDP用量的增加而增加,但當(dāng)HEDP用量超過(guò)0.15%后白度的變化趨于平緩,增加HEDP用量對(duì)白度提升效果不顯著。其原因?yàn)镠EDP是多齒的配位劑(作為螯合劑必須是多齒的配位劑[11]),含有可以與中心離子形成2個(gè)及以上的配位鍵的螯合原子N、P,且Fenton反應(yīng)證明了HEDP具有螯合金屬離子的能力[12],可提高漂白劑的漂白效果,當(dāng)其用量達(dá)到0.15%后,螯合效果達(dá)到飽和。此外,隨著HEDP用量的增加,手抄片的返黃值先降低后增加,在HEDP用量為0.15%時(shí)出現(xiàn)最小值,綜合考慮,本實(shí)驗(yàn)中HEDP用量選取0.15%較合理。

2.1.2 螯合溫度對(duì)后續(xù)H2O2漂白紙漿性能的影響

選取HEDP用量為0.15%,實(shí)驗(yàn)研究了螯合溫度對(duì)紙漿白度和返黃值的影響,結(jié)果如圖2所示。

圖2 螯合溫度對(duì)紙漿白度和返黃值的影響

由圖2可知,隨著螯合溫度的增加,紙漿白度呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。當(dāng)螯合溫度為50～60℃時(shí),其白度增加值近1.5%,當(dāng)溫度從60℃升高至90℃時(shí),其白度變化不明顯。說(shuō)明在一定范圍內(nèi)提高螯合溫度,不僅加快了螯合劑向廢紙漿纖維內(nèi)的滲透,強(qiáng)化反應(yīng)的進(jìn)行,而且還可加快反應(yīng)產(chǎn)物的擴(kuò)散溶出。且隨著螯合溫度的增加,紙漿的返黃值先降低后緩慢增加,在溫度為60℃時(shí)出現(xiàn)最小值。從紙漿白度增長(zhǎng)趨勢(shì)來(lái)看,60℃前紙漿白度增長(zhǎng)幅度較大,而60℃以后紙漿白度增長(zhǎng)幅度較小,且溫度增加,能耗也增加。此外,后續(xù)H2O2漂白時(shí)溫度是70℃,因此本實(shí)驗(yàn)螯合溫度選取60℃為宜。

2.1.3 螯合時(shí)間對(duì)后續(xù)H2O2漂白紙漿性能的影響

在確立了最優(yōu)HEDP用量和螯合溫度后,探究了螯合時(shí)間對(duì)紙漿白度和返黃值的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 螯合時(shí)間對(duì)紙漿白度和返黃值的影響

由圖3可知,隨著螯合時(shí)間的增加,白度先增加,但在45 min后緩慢下降,說(shuō)明在一定的時(shí)間范圍內(nèi),延長(zhǎng)螯合時(shí)間,不僅有利于反應(yīng)進(jìn)行的完全以及反應(yīng)產(chǎn)物的溶出,而且還有利于改善漂后紙漿的白度。在超過(guò)45 min后,隨螯合時(shí)間的延長(zhǎng)紙漿白度有所下降,說(shuō)明延長(zhǎng)螯合時(shí)間可導(dǎo)致紙漿的返黃。并且,隨著螯合時(shí)間的增加,紙漿的返黃值先降低后增加,在時(shí)間為45 min時(shí)出現(xiàn)最小值。故從漂白效果及生產(chǎn)效率考慮,本實(shí)驗(yàn)螯合時(shí)間選為45 min更適宜。

2.2 與螯合劑EDTA的對(duì)比實(shí)驗(yàn)

在本實(shí)驗(yàn)所獲得的HEDP最佳使用條件的基礎(chǔ)上,與常規(guī)螯合劑EDTA進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。EDTA用量為0.3%,螯合時(shí)間50 min,螯合溫度60℃,pH值為4～6。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別如表1和表2所示。

表1 HEDP與EDTA的對(duì)比實(shí)驗(yàn)

注 空白樣為無(wú)螯合處理經(jīng)H2O2漂白之后的紙漿,以下同。

從表1中可以看出,原漿白度為63.3%,無(wú)螯合處理經(jīng)H2O2漂白之后的紙漿白度可達(dá)到73.3%,經(jīng)EDTA或HEDP螯合處理后,再經(jīng)H2O2漂白，紙漿的白度可分別達(dá)到74.6%和76.6%,HEDP螯合的白度較優(yōu)于EDTA螯合的白度,其原因可能是由于HEDP具有清除羥基自由基(HO·)的能力,而EDTA無(wú)或較弱清除羥基自由基的能力。HO·具有很多特點(diǎn),如其氧化能力強(qiáng)、反應(yīng)速率常數(shù)大、選擇性小和壽命短等,其標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)是2.80 V,是自然界中僅次于氟(2.87 V)的一種極強(qiáng)的氧化劑。在H2O2漂白過(guò)程中,HO·與過(guò)羥自由基 (HOO·)的協(xié)同作用可使木素發(fā)生一系列的降解反應(yīng)[13]?？刂坪肏O·等含氧類自由基的含量,有利于提高漂白過(guò)程中脫木素速率和脫木素選擇性,可以實(shí)現(xiàn)高白度、短流程的漂白效果[14]。同樣,HO·與HOO·也與碳水化合物作用使其降解,降低紙漿的性能。對(duì)于紙漿的老化,HEDP螯合處理紙漿的穩(wěn)定性效果優(yōu)于EDTA的。

紙張強(qiáng)度是表示紙張物理性能的重要指標(biāo)之一，主要取決于紙張中纖維間的結(jié)合情況以及纖維本身的性能，在生產(chǎn)過(guò)程中可以通過(guò)打漿、添加增強(qiáng)劑以及調(diào)整纖維的配比等使纖維細(xì)纖維化以此來(lái)改善紙張的強(qiáng)度性能。打漿是通過(guò)機(jī)械作用使得纖維發(fā)生變形、潤(rùn)脹、細(xì)纖維化、切斷和壓潰等,以此增加紙漿纖維的表面積。另外,細(xì)胞壁的水合作用、提高纖維的柔軟性和增加纖維內(nèi)部的結(jié)合點(diǎn)都可以顯著提高紙張的強(qiáng)度指標(biāo)。如表2所示,采用HEDP和EDTA進(jìn)行螯合處理的紙漿強(qiáng)度較優(yōu)于空白樣的強(qiáng)度；而三者的強(qiáng)度顯著優(yōu)于原漿的強(qiáng)度,但采用HEDP和EDTA進(jìn)行螯合處理的紙漿強(qiáng)度性能相差無(wú)幾,這是由于H2O2漂白對(duì)纖維的損傷較小,其主要作用是提高紙漿的白度,同時(shí)提高紙漿的白度穩(wěn)定性。此外,HEDP的成本較低,EDTA市售價(jià)格約為20000元/t,而HEDP的市售價(jià)格約為10000元/t,且其毒性很小,對(duì)人及生態(tài)的危害極小。同時(shí),HEDP還具有阻垢緩蝕性,能夠延緩設(shè)備的使用壽命。因此,在經(jīng)濟(jì)效益上與傳統(tǒng)的螯合劑相比具有一定的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。故通過(guò)上述的補(bǔ)充漂白可看出,在本實(shí)驗(yàn)條件下，HEDP的螯合處理效果優(yōu)于EDTA。

2.3 穩(wěn)定劑用量對(duì)漂白效果的影響

圖4 Na2SiO3用量對(duì)紙漿白度和返黃值的影響

Na2SiO3用量/%不透明度/%耐破指數(shù)/kPa·m2·g-1耐折度/次抗張指數(shù)/N·m·g-1撕裂指數(shù)/mN·m2·g-1090.91.75928.38.602.090.31.931230.49.412.588.91.921131.09.323.088.81.941330.49.303.590.01.961230.09.234.089.41.921031.78.94

如圖4所示,隨著Na2SiO3用量增加,紙漿白度先增加后下降,在其用量為3.0%時(shí)白度最大。由表3可知，添加Na2SiO3進(jìn)行漂白的紙漿強(qiáng)度性能要優(yōu)于未添加的漂白漿樣。這是由于Na2SiO3作為H2O2漂白時(shí)的穩(wěn)定劑,在漂白過(guò)程中與其他化學(xué)藥品一起,對(duì)于紙漿白度性能的改善發(fā)揮了良好的協(xié)同作用,同時(shí)適量的Na2SiO3用量還有利于改善廢紙漿的強(qiáng)度性能。但是,由于Na2SiO3自身是一種強(qiáng)堿弱酸鹽類物質(zhì),其用量較高時(shí)水解產(chǎn)生的OH-離子又有可能使紙漿中發(fā)色因子增多,同時(shí),還使得H2O2的穩(wěn)定性能下降,從而使得紙漿白度性能的下降。此外,隨著Na2SiO3用量增加,紙漿的返黃值先減少后增大,在Na2SiO3用量為3.0%時(shí)出現(xiàn)最小值。其原因可能還是由于Na2SiO3用量較高時(shí)水解產(chǎn)生的OH-離子可能使紙漿中發(fā)色因子增多,而返黃值反映出返黃過(guò)程中產(chǎn)生的有色物質(zhì)的相對(duì)數(shù)量,故返黃值后來(lái)增大了。綜合考慮,本實(shí)驗(yàn)選取Na2SiO3用量為3.0%較適宜。

2.4 H2O2漂白中Na2SiO3取代劑的研究

在紙漿H2O2漂白中通常添加一定量的Na2SiO3作為穩(wěn)定劑和緩沖劑,但添加Na2SiO3會(huì)發(fā)現(xiàn)含硅的漂白廢水中由于硅酸的存在會(huì)影響蒸發(fā)及苛化過(guò)程；漿料中殘余的Na2SiO3在造紙機(jī)上能引起毛布和銅網(wǎng)的堵塞；在白水封閉循環(huán)后,存在硅的積累,使硅干擾增大等問(wèn)題,故在后續(xù)H2O2漂白中應(yīng)盡量降低Na2SiO3用量。

在H2O2漂白過(guò)程中穩(wěn)定劑的作用機(jī)理主要分為兩大類,即膠團(tuán)吸附機(jī)理與絡(luò)合或螯合機(jī)理。Na2SiO3是以吸附屏蔽作用為主而達(dá)到穩(wěn)定效果的一類穩(wěn)定劑,Na2SiO3中含有許多低聚硅酸陰離子的復(fù)合體能與重金屬離子形成膠體,使其鈍化,從而保證H2O2充分發(fā)揮有效作用。Na2SiO3中的硅酸聚合生成環(huán)狀或雙環(huán)狀的聚合物,將陽(yáng)離子包絡(luò)在環(huán)內(nèi)或籠內(nèi),形成能量較低、穩(wěn)定性較高的配位化合物[16]。但是在漂白時(shí)如果單一的利用其中一類作為穩(wěn)定劑,不管是憑借膠團(tuán)吸附作用為主的,還是憑借絡(luò)合或者螯合作用為主的,都會(huì)導(dǎo)致漂白效果不理想。若依據(jù)某一復(fù)合比例將這兩類的穩(wěn)定劑進(jìn)行配比,則會(huì)使它們?cè)瓉?lái)自身所具有的優(yōu)勢(shì)得到保留,其缺陷得到了良好的補(bǔ)償。不僅使漂白成本下降,而且可以得到非常理想的漂白效果。EDTA在漂白過(guò)程中屬于以絡(luò)合或螯合作用為主型的一類穩(wěn)定劑,可以使過(guò)渡金屬離子達(dá)到某一程度的失活,減輕其對(duì)纖維所造成的損傷。故而,依據(jù)上述可以將Na2SiO3和EDTA按照一定用量進(jìn)行復(fù)合,而其所得到的混合物作為紙漿漂白時(shí)的穩(wěn)定劑。

在HEDP作為螯合劑時(shí)，在其最佳預(yù)處理?xiàng)l件下，進(jìn)行了后續(xù)H2O2漂白中Na2SiO3取代劑的研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5和表4所示。

圖5 EDTA取代Na2SiO3用量對(duì)紙漿白度和返黃值的影響

由圖5可以看出,隨著實(shí)驗(yàn)編號(hào)的增加,依據(jù)紙漿白度最大化和手抄片返黃值最小化的原則,4#和8#的符合條件。4#的Na2SiO3用量為3.0%,EDTA用量為0.2%,此時(shí)紙漿的白度為76.6%,返黃值為1.51%；8#的Na2SiO3用量為2.0%,EDTA用量0.1%,此時(shí)紙漿的白度為76.8%,返黃值為1.75%。8#的紙漿白度比4#的高出0.16%；但其返黃值也比4#的高0.24%。由表4可知,4#所得紙漿的物理性能指標(biāo)分別為：耐破指數(shù)2.04 kPa·m2/g,耐折度10次,抗張指數(shù)32.5 N·m/g,撕裂指數(shù)9.10 mN·m2/g；而8#所得紙漿的耐破指數(shù)為2.14 kPa·m2/g,耐折度11次,抗張指數(shù)36.1 N·m/g,撕裂指數(shù)9.23 mN·m2/g。不同Na2SiO3用量和EDTA用量對(duì)兩者紙漿強(qiáng)度性能的影響不明顯。4#加入了0.2%的EDTA而Na2SiO3的用量依然為3.0%；而8#EDTA用量為0.1%，Na2SiO3用量為2.0%。從降低漂白成本和節(jié)約化學(xué)藥品的方面考慮,本實(shí)驗(yàn)Na2SiO3用量為2.0%,EDTA用量0.1%時(shí)漂白效果最好。而在EDTA用量為0,Na2SiO3用量為3.0%時(shí),紙漿白度76.6%,返黃值1.76%,耐破指數(shù)1.94 kPa·m2/g,耐折度13次,抗張指數(shù)30.4 N·m/g,撕裂指數(shù)9.30 mN·m2/g。兩者比較可知,二者并沒(méi)有明顯差異,這說(shuō)明,在后續(xù)H2O2漂白中，添加一定量的EDTA可使Na2SiO3的用量降低而不影響紙漿的白度和其性能。

表4 EDTA取代Na2SiO3用量對(duì)紙漿物理性能的影響

3 結(jié) 論

3.1 本實(shí)驗(yàn)中羥基乙叉二膦酸(HEDP)作為螯合劑在H2O2漂白廢紙脫墨漿過(guò)程中預(yù)處理段的最佳實(shí)驗(yàn)條件為：HEDP用量0.15%,螯合溫度60OC，螯合時(shí)間45 min,漿濃10%。

3.2 HEDP螯合劑與EDTA螯合劑對(duì)比發(fā)現(xiàn),廢紙漿漂白中HEDP的螯合效果優(yōu)于EDTA的螯合效果。

3.3 在HEDP最佳螯合條件下,后續(xù)漂白段Na2SiO3用量為3.0%時(shí),可使廢紙脫墨漿的白度達(dá)到76.6%,返黃值降低為1.76%。

3.4 在HEDP最佳螯合條件下,在后續(xù)H2O2漂白中添加一定量的EDTA可使Na2SiO3的用量降低而不影響紙漿的白度和其返黃值。

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(責(zé)任編輯：董鳳霞)

The Application of HEDP in Hydrogen Peroxide Bleaching of Mixed Waste Paper Pulp

ZHANG Yan HUI Lan-feng*LIU Zhong XIONG Huang-wei

(TianjinKeyLabofPulpandPaper,TianjinUniversityofScience&Technology,Tianjin,300457) (*E-mail:huipeak@163.com)

Mixed waste paper pulp was bleached by using hydrogen peroxide and with 1-hydroxy ethylidene-1,1-diphosphonic acid(HEDP) as the chelator.The results showed that the optimum conditions of chelating stage was as follows:HEDP dosage 0.15% on OD pulp,temperature 60℃,time 45 min,the HEDP’s chelating efficiency was better than the EDTA under the conditions; The pulp whiteness reached to 76.6%ISO and the PC value decreased to 1.76%; in subsequent hydrogen peroxide bleaching when sodium silicate dosage was 3.0%,adding a certain amount of EDTA could reduce the dosage of sodium silicate without affecting the whiteness and P.C value.

張 妍女士,在讀碩士研究生；主要研究方向：紙漿的清潔漂白技術(shù)。

2014-09-05(修改稿)

*通信作者：惠嵐峰先生,E-mail：huipeak@163.com。

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0254-508X(2015)02-0033-06