周小陆赵情，陕西科技大学在读硕士研究生,主要研究方向为加工纸、特种纸的研究开发。提键要：探讨了甲脒亚磺酸(FAS)用于杨木碱性过氧化氢化机浆（APMP）漂白时, FAS用量、NaOH和FAS用量比、浆浓、漂白温度和时间对漂后纸浆白度的影响,通过实验得出最佳工艺条件：FAS用量0.6%（对绝干浆的质量分数），漂白浓度10%，温度70℃，时间60min，FAS与NaOH用量比为2，得到漂白浆白度为62.3％SBD,白度提高了9.8％SBD。通过对Na2S2O4、H2O2单段漂白的研究，从纸浆白度、强度、废水污染负荷和工艺条件等方面与FAS漂白效果进行了比较,得出FAS是一种较清洁和经济的新型漂白剂。关键词：甲脒亚磺酸；碱性过氧化氢化机浆；漂白采用甲脒亚磺酸（formaidine sulphinic acid,简称FAS），又称二氧化硫脲，是硫脲的氧化产物，商品名还原剂FM，原用于染整行业。其分子式（NH2）2CSO2，呈白色粉末，无臭，无固定熔点，能溶于水，其质量分数10%的水溶液pH值为5，呈弱酸性，是一种较安全的化学药品。在酸性溶液中稳定,加热时分解成尿素和强还原性的次硫酸，在碱性溶液中分解成尿素和次硫酸钠。由于FAS具有潜在的还原能力（还原电位1230mV），列于还原剂范畴。FAS作为一种新型的纸浆漂白剂，漂白操作方便，漂白效果较好，漂白废水无污染，废水可直接排入农田，但至今在国内造纸行业应用甚微［1］［2］。采用本文选用杨木APMP进行了FAS漂白，系统地研究了漂白最佳工艺条件。并进行了H2O2、Na2S2O4单段漂白的研究。　1实实验原料采用杨木APMP：取自湖南岳阳纸厂，风干保存，白度53.08%SBD，干度90.9%，原浆打浆度17°SR，PFI盘磨打浆到45°SR后抄片，抗张指数为37N·m/g，撕裂指数为4.0mN·m2/g。采用甲脒亚磺酸由山东烟台达斯特克化工有限公司提供，外观：松散的白色结晶粉末,有效成分含量≥99%,硫脲含量≤0.1%,水分含量≤0.05%,灰分含量≤0.17% 。采用本实验所指各物质的含量、用量、物质浓度均以质量分数计。　2结结果与讨论2.1原FAS单段漂白采用FAS漂白是因为甲脒亚磺酸在碱性溶液中分解生成的次硫酸中和次硫酸钠具有还原性，从而改变纸浆中的发色基团结构,减轻对光的吸收，提高白度，最终分解物为尿素、硫酸氢盐和次硫酸钠。分解反应如下：HO2SC（NH）NH2→H2C（O）NH2+H2SO2HO2SC（NH）NH2+2NaOH→Na2SO2+H2C(O)NH2+H2O2.1.1原FAS用量对漂白效果的影响采用FAS加入量直接影响漂白效果。当实验条件为：NaOH为FAS用量的一半，浆浓10%，漂白时间60min时，不同温度条件下FAS用量对纸浆白度影响见图1。图1 FAS用量对漂白效果的影响表1 不同NaOH用量的pH值NaOH %初始pH终点pH0.20.30.40.510.4011.0311.2411.435.367.107.227.47采用由图1可见，最佳FAS用量针对杨木APMP为0.4%～0.6%。2.1.2原FAS与NaOH用量比对漂白效果的影响采用FAS在碱性条件下才能分解出高还原能力的次硫酸及其盐，碱量的多少对漂白效果影响较大。当FAS用量0.6%，浓度10%，温度70℃，时间60min，NaOH用量对纸浆白度的影响见图2，对应的漂白初始、终点pH值见表1。图2 NaOH用量对漂白的影响图3 漂白浆浓对漂白效果的影响采用由图2、表1可知，NaOH加入量增加，纸浆白度提高，当NaOH用量为0.3%，即FAS与NaOH用量比为2时，白度达最佳值，在此条件下漂白终点pH值为7.10，即接近中性，因此，FAS漂白废水可直接排入农田或湿地中。2.1.3漂漂白浆浓对漂白效果的影响本组本组实验条件：FAS用量0.6%，NaOH用量0.3%，温度70℃，时间60min。纸浆浓度对杨木APMP漂白效果影响如图3。采用由于本实验是在塑料袋中用手进行混合的，当浓度超过10%时，混合不易均匀，白度反而下降。比较适宜的浓度为10%。2.1.4漂漂白时间对漂白效果的影响采用当FAS用量为0.6%，NaOH用量为0.3%，浆浓10%，温度70℃,不同漂白时间对纸浆白度影响见图4。可见，较适宜的漂白时间为30～60min。图4 漂白时间对漂白效果的影响图5 漂白温度对漂白效果的影响2.1.5 漂白温度对漂白效果的影响采用当FAS用量为0.6%,NaOH用量为0.3%，浆浓10%,时间为60min,漂白温度对杨木APMP漂白效果如图5。可见较适宜的温度为70℃。2.2 FAS漂白与H2O2和Na2S2O4单段漂白对比2.2.1 H2O2单段漂白采用为了比较FAS与H2O2的漂白效果，进行简单的H2O2单段漂。参考岳阳厂条件，H2O2漂白工艺条件：EDTA0.15%、浆浓10%、Na2S2O4 0.15%、温度70℃、MgSO40.05%，不同NaOH用量下的H2O2用量对杨木APMP漂白效果如图6。图6 H2O2单段漂白对漂白效果的影响图7 Na2S2O4单段漂白时其用量对漂白效果的影响2.2.2 Na2S2O4单段漂白采用为了比较FAS与Na2S2O4的漂白效果，进行了简单的Na2S2O4漂白实验。根据有关资料[2][3]确定实验工艺条件如下：浓度3%，温度65℃，时间45min，漂前pH控制在6.5，EDTA0.15％。Na2S2O4单段漂白对漂白效果的影响如图7。2.2.3 三者试验对比2.2.3.1 白度采用由图6可知，在上述工艺条件下，杨木APMP漂白浆的白度可达62.94%SBD，白度增值9.86%SBD，而FAS在0.6%的用量下白度增值9.22%SBD，接近2%H2O2的单段漂白效果。由图7所示，Na2S2O4对白度的提高不如FAS明显，这也与Na2S2O4性质不稳定，易在空气中被氧化,在水溶液中受重金属离子催化加速其无效分解有关。2.2.3.2 漂白后物理性能采用三者抗张指数、撕裂指数都比原浆略有提高（如表2）。表2漂漂白浆白度和浆张强度浆样打浆度 °SR白度 ％SBD抗张指数 N·m/g撕裂指数 mN·m2/g原浆FAS漂白浆H2O2漂白浆Na2S2O4漂白浆1744454753.162.362.458.93741.3345.6443.314.04.95.14.12.2.3.3 返黄采用受实验条件限制，三者都以一个月后的白度来检测其返黄程度。得三者白度降低值如下：Na2S2O4为0.8％SBD,FAS为1.0%SBD,H2O2为1.4%SBD。由此可见，FAS漂白后纸浆白度较稳定。2.2.3.4 经济性采用由表2可知，在上述工艺条件下，H2O2漂白白度为62.4%SBD，白度增值9.3%SBD，而FAS在0.6%的用量下白度增值9.2%SBD，与2%H2O2的单段漂白效果相当，如按FAS17000元/吨，H2O2溶液1600元/吨（27.5%）计[2][4]，则漂白一吨杨木APMP的FAS耗费为102元，而H2O2耗费116元，再算上H2O2所需其它药品的耗费，FAS漂白杨木APMP应比H2O2略为经济。采用本文也做了FAS和Na2S2O4的经济性比较，在白度为59.0％SBD左右的情况下，FAS用量为0.3%与Na2S2O4用量为1%时漂白效果相当。则漂白一吨杨木APMP的FAS耗费为51元，而Na2S2O4的耗费为94元（按Na2S2O49400元/吨[2]计算）,差距较大。这可能是由于受本实验条件的限制,所用的Na2S2O4已有部分被氧化分解，也可能Na2S2O4不适用于杨木APMP的漂白（据有关文献记载，FAS与Na2S2O4的漂白费用基本相当，但对操作条件要求较高，否则，Na2S2O4氧化过多的话，Na2S2O4漂白的成本将急剧增加[2][3]） 。　3结结 论3.1 通过实验，得出FAS漂白杨木APMP的最佳工艺条件为：FAS用量0.6%，NaOH用量0.3%，纸浆浓度10%，漂白温度70℃，漂白时间60min，纸浆白度达62.3%(SBD)，白度增值9.2%(SBD)。3.2 通过FAS与Na2S2O4、H2O2漂白效果及经济效益的比较，在得到相同白度下，三者的得率相当；三者抗张指数、撕裂指数都比原浆略有提高；白度稳定性FAS与H2O2相当，差于Na2S2O4；FAS比H2O2成本略低，都低于Na2S2O4。采用综合而知，从经济效益和社会效益看，FAS是一种大有发展前途的新型漂白剂。　参考文献〔1〕王萍,黄方,岳保珍等.废纸脱墨浆甲脒亚磺酸漂白的研究.中国造纸，2000，(1)：34～44〔2〕钱学仁,于刚.新型纸浆漂白剂—甲脒亚磺酸.纸和造纸,1999,(6)：39～40〔3〕邢百成.FAS及其在漂白中应用.造纸化学品,1999,(2):13～15〔4〕黄六莲.废报纸脱墨浆的两段漂白实验.西南造纸,2000,(4):8～9〔5〕陈嘉翔.马尾松的APMP的研究.中国造纸,1994,(2):71～72