摘要：废纸回收利用是响应国家节能减排的必要措施。废纸脱墨的技术原理和在我国造纸行业中的应用和发展情况。
关键词：废纸回收；脱墨原理；现状；发展
1 废纸回收的现状
随着社会的发展和人民生活水平提高，国内纸制品的需求量逐年提高，使我国成为造纸工业的大国，但是我国是个森林资源十分匮乏的国家，木浆的原材料供应不足。为了满足企业的生产需要，国内一些造纸企业本文介绍了我国废纸回收要一的套有效的废液回统，这样无形中增加了企业的生产成本，使造纸行业面临的形势严峻。作为高能耗、高污染、、废纸回收率低及资源浪费严重的造纸行业，发展循环经济是实现行业可持续发展的最佳途径。在我国利用废纸回收造纸的企业1000多家，废纸的用量逐年提高，2016年我国的废纸回收量已达到了4964万吨，比2004年的废纸回收量1651万吨，翻了3倍。废纸回收率也在逐年提高；截至2016年，废纸回收率已达47.6%，虽然我国废纸回收率逐年提高，但仍达不到世界废纸回收率的平均水平。废纸回收利用在世界范围内都十分重视，既要充分利用废纸资源，又要减少由脱墨废水对环境的污染，因此脱墨技术在造纸行业中的应用和发展就得到高度重视。
2 脱墨技术的原理
为了满足生产要求，在废纸中碎解的生产过程中要加入脱墨剂，除去碎纸纤维上附着的废纸在印刷过程中粘着的油墨的过程就被称为废纸脱墨。这个过程包含了物理反应和化学反应。印刷的油墨的主要成分是黏着剂中分散的炭黑、颜料以及填充剂等粒子。纸张纤维上通过印刷而附着这些粒子，一些高质量的油墨还会形成清漆膜在纤维表面。脱墨就是破坏这些粒子附着，通过使用物理方式的机械外力和加入化学制剂将油墨和颜料从纤维上分离出来，整个过程分以下三步：⑴纤维疏离分解⑵使用油化学制剂使油墨从纤维上分离⑶浆料中分离油墨粒子。常用的脱模剂的主要作用是对碎纸废料的浸润以及油墨粒子洗涤、分散和搜集等方面。现在国内的脱模剂产品不仅有NaOH、Na2SiO3、H2O2、EDTA等还有大量的阴离子表面活性剂。
3 常规的脱墨技术
常规的脱模技术是碱法脱墨，作为一种传统工艺，目前在世界范围内普遍使用，在碎浆机中加入各种皂化剂、分散剂、吸收剂等有机或无机药剂，在物理和化学方法共同作用下使印刷油墨从纤维表面分离出来，由于油墨粒子的大小和状态不同，在从浆料中除去时，会选用不同的处理方法，其中包括筛选、净化、洗涤和浮选等。在调节浆料的pH值的同时为了使废纸纤维膨胀，皂化或分解油墨中的油脂和树脂，从而让粒子废纸纤维表面上的油墨粒子、填料等游离出来，会使用NaOH、Na2CO3、Na2SiO3等皂化剂。同时皂化纸张中的松香，使纤维分散更容易。此外，在碱性条件下，可以使后期加入的H2O2更加稳定，提高了漂白的效率。然后再利用洗涤和浮选组成的新型系统，使操作保持了最大的灵活性和提高了纤维的质量，是目前的最佳选择。[1]
随着工业化的发展，碱法脱墨技术已经非常成熟。由于木素和其他有色物质会被NaOH从制浆中提出，尤其是使用机浆废纸时，会提高废水的COD值，因此这种方法会使废水的pH值增高，严重污染环境，容易产生碱性发黑现象等缺点。[2]
4 发展中的脱墨技术
4.1 酶法脱墨
酶法脱墨技术是从上世纪90年代开始运用的一种新型技术，它最早由韩国学者公开报道。此法中，由于酶具有催化生物作用，通过酶处理废纸制浆，降解植物基油墨，果胶酶、淀粉酶、半纤维酶、纤维酶和木素降解酶能够改变纤维表面或油墨粒子的连接键，并辅助洗涤和浮选，从而除去油墨的技术。这种方法由于广泛适用，成为技术热点，实验室研究表明，酶脱墨技术可以使纸浆白度达到84.5%ISO，墨残余量仅为5ppm。[3]
由于酶脱墨技术相比于常规的碱法脱墨，废水中的COD较少，再碎浆段不用使用高碱度也不会造成环境污染。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆相较于传统化学法，酶脱墨法更有较大的优势：低能耗、低污染、脱墨率更高，所得脱墨浆物理强度好，白度高，尘埃度低，残余油墨量低，滤水性能好。
经过多年的实验研究和工业化规模生产证明酶法脱墨，不仅经济可行，而且是效果非常好的技术，国内一些科研单位也在酶脱墨技术方面进行了深入研究，取得了丰硕的成果。
4.2 中性脱墨
中性脱墨能够更好的适应当前的环保要求，目前国外不少造纸企业的脱墨车间在中性条件下脱墨。其作用与碱性条件下脱墨相似，即表面吸收活性剂；表面活性剂渗透到油墨与纤维界面；脱除油墨时受到机械洗涤和表面活力的双重作用。
使用中性脱墨不仅能够提升白度，还大大降低脱墨的成本，废水处理的负荷也能降低，而且不用改变现有的生产流程。
中性脱墨技术在国外的造纸企业已经使用非常成熟，但在我国企业中还处于初试和探索阶段，未来一定会取得进步和完善。
4.3 超声波脱墨
超声波脱墨技术由美国的两个研究小组研究成功，在脱墨和提高纸张的抗张强度、耐破度、伸长率等方面都非常显著的效果。能使油墨粒子松弛，在使油墨粒子自己碎解的同时从纤维表面移开。不同大小的油墨粒子在不同频率的超声波的作用下被脱除，在处理激光打印纸和各种办公用纸方便有非常显著的效果。[4]
此种方法的优点在于：很少甚至不需要用化学制剂，降低生产成本的同时又不会污染环境；尤其对高光泽油墨的去除效果更好；撕裂因子在不会减少的同时DIP的耐破因子、裂断长、伸长率、白度等指标显著提高。
超声波的主要作用在于纤维表面碳水化合物在酶的作用下提高了水解速度，有利于脱除油墨。但是该技术还没有完全用于工业化生产中。
4.4 溶剂法脱墨
目前使用的脱墨溶剂主要有丙酮、三氯乙烯、四氯乙烯、苯、甲苯、二甲苯、四氯化碳等。办公废纸在使用溶剂法脱墨技术有很好的效果，提供办公废纸的使用效率。溶剂法脱墨就是只用溶剂不用水或者少用水的情况下，使用溶剂将废纸上的油墨、石蜡、树脂等杂质溶解。该技术的优点：⑴回收纤维达到100%；⑵设备简单，成本低，流程少；⑶应用的废纸类型广，生产成本比传统方法减少一半；⑷对油性和树脂载色体油墨容易去除；⑸不会产生难处理的废水；⑹溶剂的价格高，可以回收再利用。
最近，有人研究在处理新闻纸使用水溶胶，并取得了非常好的效果。现在办公废纸和复：合加工纸的大量出现，使脱墨的难度加大，人们对溶剂脱墨又有和新的认识，国外造纸企业使用三氯乙烯和乙烷作为脱墨溶剂，溶剂的回收率能达到99%和90%,显著的降低了生产成本。[5]
总结：
废纸回收利用对我国这个资源匮乏的国家有着非常重要的战略意义，能够节省原料、降低污染、减少投资方面有着关键的作用。随着我国工业化的进程，造纸行业也取得突飞猛进的发展，虽然有些脱墨技术还没有在国内企业中，但随着我们研究水平的提高，未来会有更先进的技术能够得到纯熟的运用，脱墨技术也会拥有更广阔的前景。
参考文献
[1]G.A.斯穆克著.曹邦威译.制浆造纸工程大全.中国轻工业出版社，20015.
[2]高玉洁，魏华丽 .中性脱墨技术亟待开发[J].纸和造纸 ，2001，01（026）.
[3]赵玉林等.混合办公废纸脱模技术的最新进展[J].中国造纸，2002,1：49-52.
[4]张美云译.超声波用于激光打印纸脱墨[J].国际造纸，1998，17（1）：14.
[5]陈嘉祥.废纸制浆技术进展[J].中国造纸.1998，(2):46.
论文作者:梁胜民 白红爽 王忠善 黄梓弘
论文发表刊物:《知识-力量》2019年11月47期
论文发表时间:2019/10/29
标签：废纸论文; 油墨论文; 技术论文; 纤维论文; 粒子论文; 溶剂论文; 回收率论文; 《知识-力量》2019年11月47期论文;