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造纸用 FAS:完整技术指南

甲脒亚磺酸(FAS)是白色结晶、无味的还原剂,用于制浆造纸的还原漂白。它把过氧化氢漂白后残留的发色基团还原掉而不脱木素,最终分解为尿素和硫酸钠。

20 个问题,按主题分类

关键数据一览

参数典型值
FAS 用量0.25~1.0%(对绝干浆);多数脱墨浆线起点 0.3~0.6%
pH碱性,通常控制 9.5~11
温度60~80 ℃(起点 70 ℃)
反应时间30~120 分钟(起点 60 分钟)
白度增益通常 1~4 个 ISO 点;同等用量下比连二亚硫酸钠高约 2 个 ISO 点
等还原当量比1 kg 纯 Na₂S₂O₄ ≡ 0.62 kg FAS
流程位置过氧化氢漂白之后的还原后漂白段;绝不能同浴投加

产品物性

项目数值
CAS 号1758-73-2
分子式 / 分子量CH₄N₂O₂S / 108.12
外观白色结晶粉末,无味
20 ℃ 水中溶解度26.7 g/L
储存密闭、阴凉干燥、不高于 25 ℃;保质期至少 6 个月
分解产物尿素与硫酸钠;不含重金属,不产生氯代物

FAS 基础

FAS 到底是什么?
甲脒亚磺酸(FAS)是白色结晶粉末状有机硫化合物,分子式CH₄N₂O₂S、分子量108.12、CAS 1758-73-2,20℃水中溶解度26.7 g/L,碱激活后释放次硫酸根,用于造纸还原漂白。

FAS 为什么能用于脱墨浆?
脱墨浆的白度瓶颈是发色基团而非木素。FAS在碱性条件下释放次硫酸根把它们还原成不显色结构,不脱木素、纤维得率损失小,适合作为过氧化氢漂白后的还原后漂白段。

FAS 能替代连二亚硫酸钠(保险粉)吗?
能。按等还原当量,1 kg纯连二亚硫酸钠约合0.62 kg FAS;储存更宽松、基本无味、运输限制更少,等当量下白度相当或略优,但必须重新标定工艺窗口。

每吨浆料需要多少 FAS?
常用筛选区间为0.25~1.0%(对绝干浆),多数脱墨浆线起点在0.3~0.6%;需配套碱性条件、60~80℃与30~120分钟,并用用量梯度试验确定经济用量。

如何把现有的保险粉用量换算成 FAS?
不存在1:1换算系数。先按等还原当量折算(1 kg纯连二亚硫酸钠约合0.62 kg FAS)得到理论下限,再用4/6/8/10对2/3/5/7/10的用量梯度试验定出实际替代比。

FAS 能让浆料白度提升多少?
脱墨浆还原漂白段常见增益为1~4个ISO点,低白度浆种取上限;另有对比研究显示同等用量下FAS白度比连二亚硫酸钠高约2个ISO点。具体需用本厂原料做用量—白度曲线。

漂白工艺

FAS 对有色废纸有效吗?
有效,常作色度控制手段。FAS能破坏染料与油墨中的共轭发色基团,显著降低a*、b*并使色相趋中性;对颜料类色料效果有限,用量超过1%后继续加量通常不划算。

FAS 能否与过氧化氢配合使用?
可以,是造纸最常用的组合,但必须分段:氧化段(过氧化氢+碱)→中间洗涤→还原段(FAS+碱),绝不能同浴投加,两段之间残余过氧化氢必须降到足够低。

FAS 漂白推荐什么 pH?
必须在碱性条件下使用,实际浆料试验通常控制pH 9.5~11。碱用量按浆种缓冲能力确定,并应建立pH—白度响应曲线找最佳点,而不是给一个固定值。

FAS 漂白需要多高温度和多长反应时间?
典型区间60~80℃、30~120分钟,两者可部分互换。起点建议70℃×60分钟;60℃需90~120分钟,80℃可缩短至30~60分钟,需按浆浓、碱量和金属离子调整。

FAS 会影响浆料强度吗?
推荐条件下影响很小,因为还原漂白不脱木素、对纤维素攻击远小于氧化漂白。温度过高、碱量过大或氧化段残留未洗净才会掉强度,小试应测抗张、撕裂与耐破指数。

FAS 会导致白度返黄吗?
不比其它还原剂更差。还原漂白的白度本身可逆,暴露于空气和光照会部分复色;控金属离子、漂白后充分洗涤、必要时追加轻度氧化段,可显著减轻返黄。

FAS 能去除油墨、灰分、黏性物或污染物吗?
要分开看。FAS主要解决色度问题,对油墨中的有色组分有部分脱色作用,对灰分和黏性物基本无效——除杂要靠浮选、洗涤、筛分与脱墨剂配合。

金属离子在 FAS 漂白中重要吗?
重要。铁、锰、铜等会催化还原剂氧化分解并形成新的色源,导致白度上不去;应通过螯合剂(EDTA、DTPA或膦酸类)、控制生产用水和设备腐蚀在源头解决。

环境与安全

FAS 对环境有何影响?
分解产物为硫酸盐和尿素,不含重金属与氯代物;用量约为连二亚硫酸钠的0.62倍。短板是含氮,会带来总氮负荷,总氮管控严格的地区必须在切换前完成核算。

FAS 比保险粉更安全吗?
在操作、储存、运输上更安全:不自燃、不受雨天禁运限制、基本无味。但并非无害——SDS列出七项分类,含吸入毒性4类、STOT单次接触3类与反复接触2类。

FAS 在高温下稳定吗?
固体常温干燥下稳定,密封可存放至少6个月;100℃以上缓慢分解,123℃以上明显分解。热氧化分解可能产生氰化氢等有毒烟气,高温作业与消防预案必须考虑。

成本、数据与支持

FAS 真的比保险粉更便宜吗?
单价更贵,但用起来未必更贵。按等还原当量FAS约为连二亚硫酸钠的0.62倍用量,再加上仓储运输与质量成本下降,应算每绝干吨浆的综合化学品成本。

你们有真实的造纸厂应用数据吗?
可提供已公开的第三方对比数据、实验室用量—白度与pH—白度曲线、经客户同意后的应用条件描述,以及COA批次一致性数据;未经授权的客户生产明细不能公开。

你们能提供免费样品和工厂试验技术支持吗?
可以提供。新客户常规免费样品200 g,老客户与大客户另议,大量样品需求可申请样品费与运费减免;技术支持以远程指导为主,远程无法解决的难题经评估后可安排到厂。

补充问答

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