纳米TiO在废纸浮选脱墨中的应用研究

摘要

随着世界范围内对环境保护的重视以及造纸原生资源的匮乏,人们越来越重视废纸再生资源的充分利用,废纸二次纤维已经成为制浆造纸的主要原料之一。浮选脱墨是二次纤维回收利用的关键技术。在废纸浮选法脱墨中,过于细小的分散的油墨粒子不在浮选的最佳粒径范围内,不利于浮选去除。本文将纳米TiO2用于浮选过程中,利用其强大的吸附能力,使之与油墨粒子相互作用,然后黏附于空气泡上浮选而去除。实验中,以白度和残余油墨为参数对纳米TiO2的脱墨效果进行了研究；并且研究了纳米TiO2在浮选中对胶粘物的去除情况。 本文分别对单组分纳米TiO2以及与表面活性剂之间的复配体系在废纸浮选脱墨中的脱墨效果做出了研究。实验发现,在单组分纳米TiO2脱墨时,当其用量为0.06％时残余油墨的降低量为577.45 mg/kg,白度提高量为9.06％ISO,此时油墨去除率为54.82％。而表面活性剂与纳米TiO2的协同脱墨能达到更好的效果,其中利用多种表面活性剂与纳米TiO2复配后白度达到54.87％ISO,残余油墨含量465.43 mg·kg-1,油墨去除率为61.42％。 单组分纳米TiO2以及双组分纳米TiO2与表面活性剂复配体系在浮选过程中对胶粘物的去除研究实验表明,纳米TiO2的使用能提高对胶粘物的去除,其中在用量为0.15％时,胶粘物的去除率最高,达到57.25％。纳米TiO2与阴离子表面活性剂复配后在实验室中得到最大的胶粘物去除率为79.21％。本文将纳米TiO2与两种成品的脱墨剂复配,试验发现一种脱墨剂与纳米TiO2复配后对胶粘物的去除率有很大的提高,最大的提高率为46.09％。 采用马尔文纳米粒度仪对油墨胶体体系的稳定性进行了研究,发现添加了纳米TiO2后油墨胶体稳定性确实受到影响,随其用量增加油墨胶体会产生失稳。通过光学显微镜观察,发现添加纳米TiO2后,细小油墨粒子发生了絮聚。通过对添加了纳米TiO2前后油墨胶体上层清液浊度的检测也证明了纳米TiO2与油墨粒子发生了相互作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1我国废纸回用发展现状

1.1.2废纸回用技术存在难题

1.2废纸脱墨技术

1.2.1脱墨方法

1.2.2脱墨化学品

1.3纳米二氧化钛在制浆造纸中的应用

1.3.1纳米TiO2的基本结构

1.3.2纳米TiO2的表面性质

1.3.3纳米TiO2在制浆造纸中的应用

1.4论文的研究意义、依据和内容

1.4.1研究意义

1.4.2研究依据

1.4.3研究内容

第二章浮选过程中纳米TiO2对油墨粒子去除影响的研究

2.1试验部分

2.1.1试验原料

2.1.2试验设备

2.1.3试验方法

2.3结果与讨论

2.3.1单组分纳米TiO2在废纸浮选脱墨中的应用研究

2.3.2单组分纳米TiO2对废纸脱墨浮选效果的影响

2.4表面活性剂与纳米TiO2复配进行浮选脱墨

2.4.1阴离子表面活性剂与纳米TiO2复配进行浮选脱墨

2.4.2非离子表面活性剂与纳米TiO2复配进行浮选脱墨

2.4.2多种表面活性剂与纳米TiO2复配进行浮选脱墨

2.4.3多元复配体系的纳米TiO2脱墨系统与市售脱墨剂脱墨效果的比较

2.5纳米TiO2在浮选柱脱墨系统的应用

2.5.1浮选柱脱墨系统条件

2.5.2不同脱墨工艺中纳米TiO2对比实验结果分析

2.6本章小结

第三章浮选过程中纳米TIO2对胶粘物去除影响的研究

3.1试验部分

3.1.1试验原料

3.1.2试验设备

3.1.3试验方法

3.3结果与讨论

3.3.1单组分纳米TiO2对脱墨浆中胶粘物含量的影响

3.3.2表面活性剂与纳米TiO2协同浮选去除胶粘物

3.3.3纳米TiO2与成品脱墨剂协同去除胶粘物

3.4本章小结

第四章纳米TiO2在废纸浮选脱墨中的作用机理探讨

4.1凝聚脱墨

4.1.1高分子凝聚原理

4.1.2液桥凝聚

4.2试验部分

4.2.1试验原料

4.2.2试验方法

4.3分析与讨论

4.4.1纳米TiO2对油墨胶体稳定性的影响

4.4.2纳米TiO2对油墨胶体溶液浊度的影响

4.4.3添加纳米TiO2前后浆料光学显微镜分析

4.4.4纳米TiO2对浮选脱墨后油墨粒子大小的影响

4.5本章小结

结论

本论文的创新之处

今后进一步的研究方向

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致 谢