液体二氧化硫脲用于纸浆漂白的研究

液体二氧化硫脲用于纸浆漂白的研究 液体二氧化硫脲用于纸浆漂白的研究 刘丹凤吴凤霞衣守志 (天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津,300457) 简报 摘要:使用液体二氧化硫脲对旧报纸脱墨浆进行漂白,并与H:0:单段漂白,Na:S:0单段漂白进 行了比较;研究了药液的稳定性,pH 值,药液中二氧化硫的含量对漂白效果的影响.实验结果明,液体二氧化硫脲是一种有效和 稳定的废纸浆漂白剂和脱色剂. 关键词:二氧化硫脲水溶液;稳定性;漂白 中图分类号:TS745;TS749文献标识码:A文章编号:0254?508X(2007)05—0067—02 二氧化硫脲(又称甲脒亚磺酸)作为一种新型还 原性漂白剂,目前在国外已用于造纸工业,但在国内 并没有普及推广.它可用于机械浆,化学机械浆,废 纸脱墨浆等纸浆漂白并有较好的漂白效果.由于二氧 化硫脲固体成本较高,本实验将制备的液体二氧化硫 脲直接用于纸浆漂白. 1实验 1.1原料及化学药品 旧报纸脱墨浆:取白天津今晚报造纸厂,白度 51.7%. 二氧化硫脲水溶液:实验室自制;硫脲,保险粉, H2O2,NaOH,Na2SiO3,MgSO4均为市售化学药品. 1.2制备方法 在装有搅拌器和滴液漏斗的四口烧瓶中加入一定 量的水,并调节温度至5?,然后加入硫脲,待硫脲溶 解后滴加一定比例的H0进行反应,控制反应温度在 0,10oC,pH值在2~6,即得到二氧化硫脲水溶液lll. 用紫外分光光度法测定其水溶液中二氧化硫脲的质量 浓度LzJ. 1.3纸浆漂白 称取相当于绝干浆3g的湿浆料,装入聚乙烯塑 料袋中,加入一定量的二氧化硫脲水溶液和NaOH溶 液,再加入适量蒸馏水调整浆浓后封口,充分混合均 匀,置于电热恒温水浴锅中按预定的温度和时间进行 漂白.漂白过程中每隔10min揉捏1次. 1.4测试 用PHS一29A酸度计测定pH值,浆片的光学性能 指数用瑞典Lorentzen&Wettre制造的SE070白度仪 测定,色度用CIE1976Lab系统表示. 2结果与讨论 2.1液体二氧化硫脲漂白旧报纸脱墨浆 该实验采用四因素三水平正交实验研究了二氧化 《中国造纸》2007年第26卷第5期 硫脲液体用量,浆浓,漂白温度,漂白时间对漂白效 果的影响,正交实验结果如表1所示. 表1正交实验结果 注二氧化硫脲与NaOH的配比为2:1. 由表1可知,液体二氧化硫脲漂白旧报纸脱墨浆 的最佳工艺条件为:二氧化硫脲水溶液加入量1.0%, 反应温度70.C,浆浓7.5%,反应时间60min.并在上 述工艺条件下进行了验证实验,与原浆白度比较结果 如表2. 表2最佳条件与原浆漂白效果比较 由表2可知,在最佳工艺条件下,旧报纸脱墨浆 漂白后的白度为56.4%,白度增值4.7%,且漂白后 纸浆的色度指数比原浆有所提高.所以二氧化硫脲水 溶液漂白不仅能提高白度,对纸浆的脱色也有很好的 效果. 2.2EDTA用量对漂白效果的影响 收稿日期:2006.12-02(修改稿) 本课题得到天津市高等学校科技发展基金项目(20050706)资助. ? 67? 简报 在最佳条件下考察EDTA对漂白效果的影响, 结果见表3. 表3EDTA用量对漂白效果的影响 EDTA用量/%00.2O.40.60.8 白度/%56.456.657.257.957.1 1.O 56.7 由表3可见,在EDTA加入量小于0.6%时,旧 报纸脱墨浆白度随EDTA用量的增加而显着增加,但 在EDTA用量超过0.6%时,纸浆白度开始降低.由 实验结果可知EDTA适宜的用量为0.6%左右,此时 的白度增值6.2%,可以将原始白度由51.7%提高到 57.9%. 2.3不同漂白剂对脱墨浆白度和色度的作用 在适宜的漂白条件下,分别采用二氧化硫脲水溶 液,Na2S2O4(Y)和H2O2(P)漂白旧报纸脱墨浆,测量 漂后浆的白度和色度.二氧化硫脲水溶液的漂白条件: 二氧化硫脲水溶液用量1.0%,NaOH用量0.5%,浆 浓7.5%,漂白温度70?,漂白时间60rain,EDTA 用量0.6%;H2O2的漂白条件为:H2O2用量2%, EDTA用量0.15%,浆浓10%,Na2SiO3用量0.15%, MgSO用量0.05%,温度70cC,时间60rain; Na2S2O4的漂白条件:Na2S2O4用量1%,浆浓3%, 漂白温度65cC,漂白时间45min,漂前pH值控制在6.5. 化学品加入量均为对绝干浆而言.漂白结果见表4. 表4不同漂白剂对脱墨浆白度和色度的影响 由表4可知,H202漂后白度为55.9%,白度增 值4.2%,二氧化硫脲水溶液漂白的白度增值6.2%, 而Na,S,O漂后白度增值为3.3%. 由表4还可知,在上述工艺条件下,H202对旧 报纸脱墨浆黄色色度值影响不大.二氧化硫脲水溶液 和Na2S,O均可显着降低旧报纸脱墨浆的黄色色度值, 且二氧化硫脲水溶液对降低黄色色度值比Na2S2O效 果更佳. 2.4二氧化硫脲水溶液稳定性的测定 在室温条件下将新制备好的液体二氧化硫脲分别 采用敞开和密封方式放置,pH值,质量浓度,白度 的变化如表5,表6所示. 由表5,表6可见,二氧化硫脲水溶液pH值随放 置时间的延长而下降,但降低幅度较小.无论是敞开 表5密封放置下pH值,质量浓度,白度的变化 表6敞开放l’]VpH值,质量浓度,白度的变化 放置还是密封放置,两者的差异不大.由表5还可知, 二氧化硫脲水溶液的质量浓度随放置时间的延长而下 降,但密封放置24h仅下降了0.23g/L.由表6可见, 随着放置时间延长,白度有所降低,但密封放置24h 仅下降0.9个百分点,这说明二氧化硫脲水溶液在空 气中具有较好的稳定性.因此工厂使用过程中可提前 配置,密封放置可获较好的漂白效果. 3结论 3.1液体二氧化硫脲漂白旧报纸脱墨浆的最佳工艺 条件为:二氧化硫脲水溶液用量1.0%,NaOH用 量0.5%,浆浓7.5%,漂白温度70cC,漂白时间 60min,白度达56.4%,白度增值4.7%.二氧化硫 脲水溶液漂白旧报纸脱墨浆还能明显降低纸浆黄色 色度.添加EDTA,二氧化硫脲漂白效果更好,可以 将原浆白度由51.7%提高到57.9%. 3.2通过对二氧化硫脲水溶液,H2O2,Na2S2O4单 段漂白效果的比较表明,还原型纸浆漂白剂具有优 良的脱色效果. 3.3二氧化硫脲水溶液稳定性较好,密封放置24h 后其水溶液质量浓度仅下降了0.23g/L. 参考文献 [1]寿文敏.二氧化硫脲的制备[J].化工生产技术,2000,7(1):30 [2j徐嘉凉,汤晓东.紫外分光光度法同时测定二氧化硫脲和硫脲的含 量[J1.石油化工,1998(27):759 [3]王萍,詹怀宇,黄方,等.废纸脱墨浆甲脒亚磺酸漂白的研究 [J],中国造纸,2000,19(6):6圃 (责任编辑:赵呖宇) ?68?ChinaPulp&PaperVo1.26,No.2007