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硅酸钠是一种重要的基础原料,广泛的应用于化工、造纸、洗涤等行业。模数是硅酸钠最重要的特性参数,模数的不同决定了硅酸钠的碱性和聚合度的不同,从而导致其水解产物也不一样。由于硅酸钠本身具有一定的碱性,同时其水溶液有缓冲pH值的作用,而且水解产生的胶束结构的硅酸能分散、乳化、悬浮油墨以及钝化金属离子,因此硅酸钠在废纸脱墨以及常规过氧化氢漂白中有着广泛的应用。然而,在目前的一些应用研究中,除了对硅酸钠的用量进行研究外,还没有人对其进行系统研究。本文以硅酸钠的模数为立足点,通过实验研究了不同模数硅酸钠的性能及其对新闻纸脱墨与AOMG脱墨浆过氧化氢漂白的影响,探讨硅酸钠在造纸工业中潜在的应用价值。
实验结果表明:
在8#美废(AONP)脱墨过程中,最佳的工艺条件是:脱墨剂用量0.3%,双氧水用量3%,预处理温度60℃,预处理时间45min,NaOH用量2%,硅酸钠的最佳用量4%。此条件下,硅酸钠模数为2.5时对脱墨效果最好,模数在2.23~2.8范围内对脱墨的碱性条件控制的较理想,模数为2.65时脱墨体系结硅垢程度低。同时,也能改善了浆液性能。
在国产ONP脱墨过程中,最佳工艺条件为:脱墨剂用量0.2%,双氧水用量2%,预处理温度70℃,预处理时间30min,硅酸钠的最佳用量3%,氢氧化钠用量为1~1.2%。在此条件下,硅酸钠模数在1.55时脱墨浆的综合效果最好,模数为1.2时,结硅垢程度小,模数为1.2~1.72范围内的浆液性能良好且脱墨碱性能维持在pH值10.5左右。
在AOMG脱墨浆的漂白过程中,漂白的最佳工艺为:处理温度70℃,浆浓度8%,处理时间60min,过氧化氢用量3%,硅酸钠用量3%,NaOH用量1%。此条件下,硅酸钠模数为2.64时漂白效率最好,模数在2.34~2.8范围内对漂白碱性有利,pH值维持在10.5~11.0的范围内。通过对金属离子催化过氧化氢分解模拟实验发现,金属离子对过氧化氢催化分解能力的大小顺序为:Cu2+>Mn2+>Fe2+。其中Cu2+至少是其他两种离子催化能力的8倍。模数为2.64~2.8范围的硅酸钠对Fe2+稳定作用有较好的效果,模数为2.8~3.6范围的硅酸钠对Mn2+的稳定作用比较明显。
通过对新闻纸脱墨与脱墨浆的过氧化氢漂白的研究,表明了硅酸钠的模数对脱墨浆质量及漂白效率是有影响的,而且对制浆系统的硅垢问题也有改善,生产中,如能注重硅酸钠模数的调配,优选出最佳模数的硅酸钠,能够达到优化工艺的目的。