CN102161846A

CN102161846A - 一种中性浮选脱墨剂及其用于废新闻纸脱墨处理的方法

Info

Publication number: CN102161846A
Application number: CN2011100040912A
Authority: CN
Inventors: 马邕文; 吕惠琳; 万金泉; 郭文杰; 王艳
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2011-01-07
Publication date: 2011-08-24

Abstract

本发明公开了一种中性浮选脱墨剂及其用于废新闻纸脱墨处理的方法，脱墨剂的主要组成为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酸二乙醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚，所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酸二乙醇酰胺与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为2∶1∶1。该脱墨剂的应用的最佳工艺条件为：熟化温度50℃，熟化时间40min，脱墨剂用量1％，浮选时间20min，白度达到53.7％ISO，残余油墨浓度为351.37mg/kg。本发明脱墨剂成本低，应用方法简单；获得高白度和低残余油墨浓度的旧报纸再生浆；所用表面活性剂具有一定的生物降解性，有效降低对环境的污染。

Description

一种中性浮选脱墨剂及其用于废新闻纸脱墨处理的方法

技术领域

本发明涉及二次纤维回用技术领域，具体涉及一种中性浮选脱墨剂及其用于废新闻纸脱墨处理的方法。

背景技术

随着植物资源日益短缺和对环境保护的重视，再生纤维的回收利用已经引起了世界各国的极大重视。脱墨是废纸回用的重要步骤，使用良好的脱墨技术脱除纸张的印刷油墨是废纸回用的关键。目前国内废纸脱墨主要采用浮选法和洗涤法，由于洗涤法会耗费较多的造纸用水，浮选脱墨受到重视。浮选脱墨技术主要包括碱性脱墨、中性脱墨、酶法脱墨。碱法脱墨利用氢氧化钠和硅酸钠等化学药品在pH值为9-11条件下进行脱墨。但是碱性药品的加入，增加了BOD、COD的排放量，并使得配料中的机械浆纤维由于木素的脱色作用而泛黄，出现“碱性发黑”的现象。中性脱墨是近年来发展起来的一种新型化学法脱墨技术，能够有效降低油墨粒子的扩散，减少阴离子垃圾的产生，防止油墨粒子的再沉淀，降低脱墨及废水的处理成本，减小污染程度。中性脱墨剂只由表面活性剂组成，主要为阴离子表面活性剂和非离子型表面活性剂，阴离子型表面活性剂有很好的去污性能，其发泡性好，泡沫细且稳定，价格也较低；非离子表面活性剂有很好的分散乳化作用，临界胶束浓度较低，可以在低浓度下获得良好的脱墨效果，但其产生的泡沫较少，而且不稳定。另外由于非离子型表面活性剂亲水基是由具有一定数量的含氧基团构成，在水溶液中不电离，因此与其他类型表面活性剂相容性好。

相对于目前数量、品种丰富的碱性脱墨剂来说，中性脱墨剂的品种还很少，亟待开发。因此提出用合适的表面活性剂的进行中性脱墨的复配体系实验，并且得到优化的工艺条件以期获得高白度和低残余油墨浓度的旧报纸再生浆，这对旧新闻纸的回用是具有重要意义的。

发明内容

本发明为了克服现有碱性脱墨技术存在的问题和不足，提供一种中性浮选脱墨剂及其用于废新闻纸脱墨处理的方法。本发明通过将中性浮选脱墨剂进行复配，最佳工艺以获得高白度和低残余油墨浓度的废新闻纸再生浆的方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种中性浮选脱墨剂，主要组成为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、椰油酸二乙醇酰胺(6501)和脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)，所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酸二乙醇酰胺与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为2∶1∶1。

所述的一种中性浮选脱墨剂的制备方法：在60～70℃的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中，不断搅拌下，添加椰油酸二乙醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚；加入水，(加入水的量不做限制)，添加完毕后搅拌50min；所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酸二乙醇酰胺与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为2∶1∶1。

所述的一种中性浮选脱墨剂用于废新闻纸脱墨处理的方法，包括以下步骤：

(1)碎解：将废新闻纸浸泡于水中24小时后碎解，将碎解好的废纸浆移至网袋中洗涤，拧干，撕碎，混合得到脱墨浆(测其绝干浆质量)；

(2)熟化：脱墨浆中加入权利要求1所述的脱墨剂，充分搅拌、混合后；置于恒温水浴中进行熟化：熟化温度为40℃～60℃，熟化时间为30min～50min，脱墨剂用量为绝干浆量的0.5％～2％；

(3)浮选：将熟化后的脱墨浆的浆料浓度稀释至1％wt，进行浮选，浮选的条件为：浮选温度40～50℃，浮选时间20min～40min，加入绝干浆量0.1～0.2％的CaCl2；

(4)抄片：将疏解后的浆液滚压成型，压榨、烘干得到手抄片。

步骤(1)所述碎解的条件为：碎浆时间5min～20min，碎浆浓度10％～15％wt，碎浆温度40℃～50℃，转速300r/min。

所述脱墨剂的主要组成为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酸二乙醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚，所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酸二乙醇酰胺与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为2∶1∶1。

本发明所采用的反应原理：在由阴离子型表面活性剂AES和非离子型表面活性剂6501、AEO-9复配体系中(1)阴离子型表面活性剂AES具有的起泡性和捕集能力，能够使油墨粒子尽可能多地附集在气泡上，通过泡沫的去除，达到去除油墨、净化纸浆纤维的目的；(2)非离子型表面活性剂6501、AEO-9具有乳化、分散能力，使剥离下来的油墨粒子能够在水中乳化、分散均匀，并防止油墨粒子重新沉积到纤维表面；(3)表面活性剂都具有一定的润湿性和渗透性，加速脱墨化学品的渗透和浸润，使油墨粒子能够在水力碎浆机的作用下，比较容易地从纤维上剥离下来；(4)阴离子型表面活性剂AES和非离子型表面活性剂6501、AEO-9在溶液中可形成混合胶束，产生协同增效作用，提高表面活性，提升脱墨效果。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

(1)本发明中性脱墨剂的复配方法步骤简单，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、椰油酸二乙醇酰胺(6501)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)所需化学药品价格便宜，可广泛应用于一般的造纸厂。

(2)使用该脱墨剂，能获得具有高白度和低残余油墨量的高质量的再生纸浆。

(3)本发明所述脱墨剂，具有良好的生物降解性，有效降低了对环境的污染。

具体实施方式

为了更好理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步地详细说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。

实施例1

复配：将AES 2g装入三口烧瓶中加热，保持温度65℃，在不断搅拌下，添加复配所需非离子表面活性剂6501 1g、AEO-9 1g，同时加清水，并不断搅拌使之混合均匀。加药完毕，持续搅拌，搅拌时间为50min后，即得出料得到100g中性脱墨剂。

称取200g的旧报纸，将其撕成大小约为25mm×25mm的纸片，浸泡于水中24小时。用碎浆机碎解，碎浆条件为：碎浆时间20min，碎浆浓度15％wt，碎浆温度50℃，转速300r/min。将碎解好的废纸浆移至网袋中洗涤，拧干，撕碎，充分混合并均衡水份，置于塑料袋中，备用。称取ONP浆100g(绝干浆量为20g)，加入0.2g复配好的中性脱墨剂，将充分混合的ONP浆与脱墨剂转移至塑料袋中，并放置于恒温水浴中熟化后取出，熟化条件为：熟化温度50℃，熟化时间40min。将浆料稀释至浓度为1％wt(浆料为绝干浆量)，在浮选槽中进行浮选，浮选条件：浮选浓度1％wt，浮选时间20min，浮选温度40℃，加入0.04g CaCl₂。取浮选后的浆，按照100g/m²定量抄制手抄片。

按上述实例复配的中性脱墨剂和单独使用一种或2种表面活性剂复配的中性脱墨剂的应用效果进行比较，见表1。

表1不同配方的脱墨剂的脱墨效果

结果表明，本发明复配形成的ONP中性浮选脱墨剂在工艺条件：熟化温度50℃，熟化时间40min，脱墨剂的用量(相对于绝干浆量的)1％wt，浮选时间20min下有着良好的脱墨效果，白度达到53.70％ISO，残余油墨浓度下降到351.37mg/kg，相对于相同条件下单独使用AES、6501、AEO-9白度增值分别为4.7％ISO、2％ISO、3.7％ISO，残余油墨含量减少值分别为278.78mg/kg、151.14mg/kg、242.82mg/kg。相对于相同条件下使用最优的二组分表面活性剂白度增值为1.6％ISO、残余油墨含量减少值为148.83％。

按上述实例复配的中性脱墨剂在最优工艺条件下的应用效果验证。

选择正交实验得到的最佳工艺条件进行ONP浮选脱墨验证实验，熟化温度50℃，熟化时间40min，脱墨剂用量(相对于绝干浆量的)1％，浮选时间20min。结果显示经脱墨后纸浆的白度达到57.0％ISO，白度值略高于正交实验的最大值。这说明实验所选用的脱墨剂以及脱墨工艺条件用于ONP中性浮选脱墨是可行的。

由实例结果可知，采用本发明复配得到的中性脱墨剂在最优工艺条件下能获得具有高白度和低残余油墨量的高质量的再生纸浆。

实施例2

复配：将AES 2g装入三口烧瓶中加热，保持温度60℃左右，在不断搅拌下，添加复配所需非离子表面活性剂6501 1g、AEO-9 1g。同时补加清水，并不断搅拌。加药完毕，持续搅拌，搅拌时间为50min后，即得出料得到100g中性脱墨剂。

称取200g的旧报纸，将其撕成大小约为25mm×25mm的纸片，浸泡于水中24小时。用碎浆机碎解，碎浆条件为：碎浆时间5min，碎浆浓度10％wt，碎浆温度40℃，转速300r/min。将碎解好的废纸浆移至网袋中洗涤，拧干，撕碎，充分混合并均衡水份，置于塑料袋中，备用。称取ONP浆100g(绝干浆量为20g)，加入0.1g复配好的中性脱墨剂，将充分混合的ONP浆与脱墨剂转移至塑料袋中，并放置于恒温水浴中熟化一定时间后取出，熟化条件为：熟化温度40℃，熟化时间30min。将浆料浓度稀释至1％，在浮选槽中进行浮选，浮选条件：浮选浓度1％wt，浮选时间30min，浮选温度50℃，加入0.02g CaCl₂。取浮选后的浆，按照100g/m²定量抄制手抄片。

本实施例复配形成的ONP中性浮选脱墨剂在工艺条件：熟化温度40℃，熟化时间30min，脱墨剂用量为绝干浆质量的0.5％，浮选时间30min下的脱墨效果，白度达到55.5％ISO。

实施例3

复配：将AES 2g装入三口烧瓶中加热，保持温度70℃左右，在不断搅拌下，添加复配所需非离子表面活性剂6501 1g、AEO-9 1g。同时补加清水，并不断搅拌。加药完毕，持续搅拌，搅拌时间为50min后，即得出料得到100g中性脱墨剂。

称取200g的旧报纸，将其撕成大小约为25mm×25mm的纸片，浸泡于水中24小时。用碎浆机碎解，碎浆条件为：碎浆时间15min，碎浆浓度10％wt，碎浆温度40℃，转速300r/min。将碎解好的废纸浆移至网袋中洗涤，拧干，撕碎，充分混合并均衡水份，置于塑料袋中，备用。称取ONP浆100g(绝干浆质量为20g)，加入0.4g复配好的中性脱墨剂，将充分混合的ONP浆与脱墨剂转移至塑料袋中，并放置于恒温水浴中熟化一定时间后取出，熟化条件为：熟化温度50℃，熟化时间50min。将浆料浓度稀释至1％wt，在浮选槽中进行浮选，浮选条件：浮选浓度1％wt，浮选时间20min，浮选温度45℃，加入0.04g CaCl₂。取浮选后的浆，按照100g/m²定量抄制手抄片。

本实施例复配形成的ONP中性浮选脱墨剂在工艺条件：熟化温度50℃，熟化时间50min，脱墨剂用量为绝干浆质量的2％，浮选时间20min下的脱墨效果，白度达到55.6％ISO。

按上述工艺条件的实施例进行的中性脱墨剂的应用效果和熟化温度为30℃，熟化时间为30min，脱墨剂用量(相对于绝干浆量的)为0.5％wt，浮选时间为10min条件下的应用效果以及熟化温度为60℃，熟化时间为60min，脱墨剂用量为0.5％，浮选时间为30min条件下的应用效果进行比较，见表2。

表2不同工艺范围的脱墨剂的脱墨效果

由实例结果可知，在本发明的工艺条件的脱墨浆的白度达到55.5％ISO，高于非工艺范围条件下的53.0％ISO、54.4％ISO。本发明复配得到的中性脱墨剂在最优工艺条件下能获得具有高白度高质量的再生纸浆。

Claims

1.一种中性浮选脱墨剂，其特征在于，主要组成为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酸二乙醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚，所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酸二乙醇酰胺与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为2∶1∶1。

2.权利要求1所述的一种中性浮选脱墨剂用于废新闻纸脱墨处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)碎解：将废新闻纸浸泡于水中24小时后碎解，将碎解好的废纸浆移至网袋中洗涤，拧干，撕碎，混合得到脱墨浆；

(3)浮选：将熟化后的脱墨浆的浆料浓度稀释至1％wt，进行浮选，浮选的条件为：浮选温度40～50℃，浮选时间20min～40min，加入绝干浆量0.1～0.2％的CaCl₂；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述碎解的条件为：碎浆时间5min～20min，碎浆浓度10％～15％wt，碎浆温度40℃～50℃，转速300r/min。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述脱墨剂的主要组成为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酸二乙醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚，所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酸二乙醇酰胺与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为2∶1∶1。