CN102337691B - 一种改善废新闻纸脱墨浆性能的方法 - Google Patents

一种改善废新闻纸脱墨浆性能的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及废纸回用技术领域，特别涉及一种改善废新闻纸脱墨浆性能的方法。解决了废新闻纸油墨难以脱除，得到纸浆白度及各方面性能不佳的问题。对废新闻纸使用1-甲基-3-苯甲基咪唑氯盐和NaOH进行预处理，然后进行碎浆、洗涤、脱墨、漂白。优选1-甲基-3-苯甲基咪唑氯盐用量为废新闻纸重量的3-12%，NaOH用量为废新闻纸重量的0.1-0.3%。1-甲基-3-苯甲基咪唑氯盐本身沸点高、无蒸汽压，使用过程中易于反复回收利用。油墨在后续脱墨工段中易于脱除，提高纸浆白度，可减轻纸浆角质化问题，提高纤维的柔软性能，改善纸浆强度。

Description

一种改善废新闻纸脱墨浆性能的方法
技术领域    
本发明涉及废纸回用技术领域，特别涉及一种改善废新闻纸脱墨浆性能的方法。
背景技术   
废纸是重要的可再生资源。废纸的回收利用是解决造纸工业面临的资源短缺、能源紧张和污染严重问题的有效途径。多年来，世界各国高度重视废纸资源的利用，废纸的回收率和利用率逐年增长，处理废纸的技术不断改进和完善，用废纸浆制成的纸和纸板的质量和品种也逐年增长。传统废新闻纸脱墨浆生产流程为：备料→碎浆→脱墨→洗涤→漂白→成浆。废纸循环使用时，纸张纤维的性质与原浆纤维的性质有所不同，因为经过造纸生产的全过程，废纸在重复碎浆一脱水一干燥等处理过程中，纸浆的性能发生了很大的变化，如纤维角质化，纤维挺硬，物理强度低等。
对于废新闻纸，其机械浆比例高，木素含量大。木素对油墨亲和力强，脱墨过程中难以脱除。
发明内容   
为了解决以上废新闻纸油墨难以脱除，得到纸浆白度及各方面性能不佳的问题，本发明提供了一种改善废新闻纸脱墨浆性能的方法。
本发明是通过以下措施实现的：
一种改善废新闻纸脱墨浆性能的方法，对废新闻纸使用1-甲基-3-苯甲基咪唑氯盐和NaOH进行预处理，然后进行碎浆、洗涤、脱墨、漂白。
优选1-甲基-3-苯甲基咪唑氯盐用量为废新闻纸重量的3-12%，NaOH用量为废新闻纸重量的0.1-0.3%。
优选预处理温度为40-90℃，处理时间为15-60 min。
优选碎浆条件为：NaOH用量为废新闻纸重量的1.0-1.2%，Na2SiO3用量为废新闻纸重量的2.0-2.4%，H2O2用量为废新闻纸重量的0.5-0.8%，脱墨剂用量为废新闻纸重量的0.3-0.5%，碎浆时间15-20 min，碎浆浓度10-12%，搅拌转速1500-1600 r/min。
优选脱墨剂用量为绝干浆重量的0.4-0.5%，浆浓1.0wt%，时间15 min，采用浮选脱墨工艺。
优选脱墨剂为油酸∶脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-7∶十二烷基苯磺酸钠∶焦磷酸钠∶十八醇∶NaOH∶Na2SiO3∶H2O2以重量比10∶3∶3∶4∶4∶8∶10∶10混合得到的。
优选漂白工艺条件为：NaOH用量为绝干浆重量的1.0%，Na2SiO3用量为绝干浆重量的2.0%，二乙基三胺五乙酸或乙二胺四乙酸用量为绝干浆重量的0.2%，MgSO4用量为绝干浆重量的0.1%，H2O2用量为绝干浆重量的1.6-2.2%，温度为70℃，时间2 h。
DTPA为二乙基三胺五乙酸，EDTA为乙二胺四乙酸。
1-甲基-3-苯甲基咪唑氯盐英文名称为1-Methyl-3-benzylimidazolium Chloride，结构式如下：
Figure 721295DEST_PATH_IMAGE001
 本发明的有益效果：
1、1-甲基-3-苯甲基咪唑氯盐本身沸点高、无蒸汽压，使用过程中易于反复回收利用；
2、油墨在后续脱墨工段中易于脱除，提高纸浆白度，可减轻纸浆角质化问题，提高纤维的柔软性能，改善纸浆强度。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例来进一步说明。如无特别说明，下述实施例中所述的百分数均为重量百分数。
所用脱墨剂为油酸∶脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-7∶十二烷基苯磺酸钠∶焦磷酸钠∶十八醇∶NaOH∶Na2SiO3∶H2O2以重量比10∶3∶3∶4∶4∶8∶10∶10混合得到的。
实施例1
常规废新闻纸脱墨浆的生产，备料后废新闻纸进入碎浆工段，碎浆条件为：NaOH用量为废新闻纸的1.2%，Na2SiO3用量为废新闻纸的2.4%，H2O2用量为废新闻纸的0.6%，脱墨剂用量为废新闻纸的0.4%，碎浆时间15 min，碎浆浓度10%，碎浆机搅拌转速1600 r/min。碎浆后进入脱墨工段，脱墨条件为：脱墨剂用量为绝干浆的0.5%，浆浓1.0%，时间15 min，浮选脱墨。脱墨后洗涤浆料，进行漂白，漂白工艺条件为：NaOH用量为绝干浆的1.0%，Na2SiO3用量为绝干浆的2.0%，DTPA用量为绝干浆的0.2%，MgSO4用量0.1%，H2O2用量2.0%，温度为70℃，时间2 h。漂白后充分洗涤浆料。所制取浆料的性能指标为：白度49.2%ISO，残余油墨量497.7 ppm，保水值105%；松厚度2.34 cm3·g-1，耐破指数2.26KPa·m2·g-1、抗张指数31.5 N·m/g，撕裂指数4.15 mN·m2·g-1。
采用本发明改善废新闻纸脱墨浆性能的方法生产废新闻纸脱墨浆。备料后废新闻纸进行预处理，工艺条件为：1-甲基-3-苯甲基咪唑氯盐用量为废新闻纸的3%，NaOH用量为废新闻纸的0.3%，预处理温度83℃，处理时间45 min。预处理后浆料进入碎浆工段，碎浆工艺条件同以上常规处理，洗涤浆料，对浆料进行脱墨、漂白，工艺条件同以上常规处理。制取浆料的性能指标为：白度54.2 %ISO，残余油墨量402.3.2 ppm，保水值114%；松厚度2.37 cm3·g-1，耐破指数2.74KPa·m2·g-1、抗张指数43.6 N·m/g，撕裂指数4.78mN·m2·g-1。
采用本发明改善废新闻纸脱墨浆性能的方法生产废新闻纸脱墨浆，比使用常规方法所得浆料的白度提高5%ISO，残余油墨量减少95.38 ppm，保水值增加9%，松厚度增加0.03 cm3·g-1，耐破指数增加0.48KPa·m2·g-1，抗张指数增加12.1 N·m/g，撕裂指数增加0.63 mN·m2·g-1。
采用本技术可提高废新闻纸脱墨浆的性能，具体表现在减少残余油墨量，相应提高了纸浆的白度，纸浆的角质化减轻，表现在保水值增大，纸浆的强度性能提高，松厚度增大。
实施例2
常规废新闻纸的生产为备料后废新闻纸进入碎浆工段，碎浆条件为：NaOH用量为废新闻纸的1.2%，Na2SiO3用量为废新闻纸的2.4%，H2O2用量为废新闻纸的0.8%，脱墨剂用量为废新闻纸的0.5%，碎浆时间18 min，碎浆浓度12%，碎浆机搅拌转速1500 r/ min。碎浆后进入脱墨工段，脱墨条件为：脱墨剂用量为绝干浆的0.5%，浆浓1.0%，时间15 min，采用浮选脱墨工艺。脱墨后洗涤浆料，进行漂白，漂白工艺条件为：NaOH用量为绝干浆的1.0%，Na2SiO3用量为绝干浆的2.0%，DTPA用量为绝干浆的0.2%，MgSO4用量为绝干浆的0.1%，H2O2用量为绝干浆的2.2%，漂白温度为70℃，漂白时间2 h。漂白后充分洗涤浆料。制取浆料的性能指标为：白度50.0%ISO，残余油墨量492.2 ppm，保水值106%；松厚度2.35 cm3·g-1，耐破指数2.29KPa·m2·g-1、抗张指数32.4 N·m/g，撕裂指数4.10mN·m2·g-1。
采用本发明改善废新闻纸脱墨浆性能的方法生产废新闻纸脱墨浆，备料后废新闻纸进行预处理，工艺条件为1-甲基-3-苯甲基咪唑氯盐用量为废新闻纸的6%，氢氧化钠用量为废新闻纸的0.2%，预处理温度48℃，处理时间25 min。预处理后浆料进入碎浆工段，碎浆工艺条件同以上常规处理，洗涤浆料，对浆料进行脱墨、漂白，工艺条件同以上常规处理。制取浆料的性能指标为：白度56.1%ISO，残余油墨量387.4 ppm，保水值131%；松厚度2.39 cm3·g-1，耐破指数2.86KPa·m2·g-1、抗张指数45.6N·m/g，撕裂指数4.85mN·m2·g-1。
采用本发明改善废新闻纸脱墨浆性能的方法生产废新闻纸脱墨浆，比使用常规方法所得浆料的白度提高6.1%ISO，残余油墨量减少104.8ppm，保水值增加25%，松厚度增加0.04 cm3·g-1，耐破指数增加0.57KPa·m2·g-1，抗张指数增加13.2N·m/g，撕裂指数增加0.75mN·m2·g-1。
实施例3
常规废新闻纸脱墨浆的生产为备料后废新闻纸进入碎浆工段，碎浆条件为：NaOH用量为废新闻纸的1.2%，Na2SiO3用量为废新闻纸的2.4%，H2O2用量为废新闻纸的0.6%，脱墨剂用量为废新闻纸的0.4%，碎浆时间15 min，碎浆浓度10%，碎浆机搅拌转速1500 r/ min。碎浆后进入脱墨工段，脱墨条件为：脱墨剂用量为绝干浆的0.5%，浆浓1.0%，时间15 min，采用浮选脱墨工艺。脱墨后洗涤浆料，进行漂白，漂白工艺条件为：NaOH用量为绝干浆的1.0%，Na2SiO3用量为绝干浆的2.0%，EDTA 用量为绝干浆的0.2%，MgSO4用量为绝干浆的0.1%，H2O2用量为绝干浆的2.0%，漂白温度为70℃，漂白时间2 h。漂白后充分洗涤浆料。制取浆料的性能指标为：白度50.3%ISO，残余油墨量498.3ppm，保水值109%；松厚度2.33 cm3·g-1，耐破指数2.15KPa·m2·g-1、抗张指数32.5N·m/g，撕裂指数4.15mN·m2·g-1。
采用本发明改善废新闻纸脱墨浆性能的方法生产废新闻纸脱墨浆，备料后废新闻纸进行预处理，工艺条件为1-甲基-3-苯甲基咪唑氯盐用量为废新闻纸的12%，氢氧化钠用量为废新闻纸的0.1%，预处理温度55℃，处理时间15 min。预处理后浆料进入碎浆工段，碎浆条件为：NaOH用量为废新闻纸的1.0%，Na2SiO3用量为废新闻纸的2.0%，H2O2用量为废新闻纸的0.5%，脱墨剂用量为废新闻纸的0.3%，碎浆时间15 min，碎浆浓度10%，碎浆机搅拌转速1500 r/ min。碎浆后进入脱墨工段，脱墨条件为：脱墨剂用量为绝干浆的0.4%，浆浓1.0%，时间15 min，采用浮选脱墨工艺。脱墨后洗涤浆料，进行漂白，漂白工艺条件为：NaOH用量为绝干浆的1.0%，Na2SiO3用量为绝干浆的2.0%，EDTA 用量为绝干浆的0.2%，MgSO4用量为绝干浆的0.1%，H2O2用量为绝干浆的1.6%，漂白温度为70℃，漂白时间2 h。漂白后充分洗涤浆料。制取浆料的性能指标为：白度56.9%ISO，残余油墨量342.1.6 ppm，保水值164%；松厚度2.38 cm3·g-1，耐破指数2.91KPa·m2·g-1、抗张指数49.4 N·m/g，撕裂指数4.94 mN·m2·g-1。
采用本发明改善废新闻纸脱墨浆性能的方法生产废新闻纸脱墨浆，在降低后续脱墨化学品用量的情况下，脱墨浆的白度、强度等性能指标仍有所改善，比使用常规方法所得浆料的白度提高6.6%ISO，残余油墨量减少156.14ppm，保水值增加55%，松厚度增加0.05 cm3·g-1，耐破指数增加0.76KPa·m2·g-1，抗张指数增加16.9N·m/g，撕裂指数增加0.79mN·m2·g-1。
离子液体通过蒸馏除水、过滤杂质的方法回收，可以继续使用，节约能源与成本。
通过使用离子液体1-甲基-3-苯甲基咪唑氯盐对废新闻纸进行预处理，纸浆的白度、保水值、松厚度、耐破指数、抗张指数、撕裂指数都有很大程度的提高，残余油墨量减少。申请号为201010543932.2的中国发明专利公开了使用1-丁基-3-甲基咪唑氯化物，1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐，1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物对纸浆进行处理，以提高纸浆白度的技术。在使用本发明的1-甲基-3-苯甲基咪唑氯盐之前，曾使用1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物三种离子液体进行过对废新闻纸进行预处理的探索，但结果很不理想，使用三种离子液体分别代替上述实施例1、2和3中的1-甲基-3-苯甲基咪唑氯盐，对废新闻纸进行预处理，结果如下表1所示。
  1-丁基-3-甲基咪唑氯化物 1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐 1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物
白度（%ISO） 50.4 50.0 50.2
残余油墨量（ppm） 501.2 505.6 504.5
保水值（%） 112 113 107
松厚度（cm3·g-1） 2.33 2.34 2.34
耐破指数（KPa·m2·g-1） 2.17 2.18 2.15
抗张指数（N·m/g） 33.4 33.5 33.6
撕裂指数（mN·m2·g-1） 4.17 4.19 4.18
对比可见，采用上述三种离子液体对废新闻纸脱墨浆性能的影响很小，纸浆白度和物理强度基本不变，残余油墨量稍有增加，加大了油墨的脱除难度，所以并不是所有的离子液体都能达到本发明所述的效果，因此对离子液体的选择上，是需要付出创造性劳动的。

Claims (3)

1.一种改善废新闻纸脱墨浆性能的方法，其特征是对废新闻纸使用1-甲基-3-苯甲基咪唑氯盐和NaOH进行预处理，然后进行碎浆、洗涤、脱墨、漂白,
所述1-甲基-3-苯甲基咪唑氯盐用量为废新闻纸重量的3-12%，NaOH用量为废新闻纸重量的0.1-0.3%；
所述预处理温度为40-90℃，处理时间为15-60 min；
碎浆条件为：NaOH用量为废新闻纸重量的1.0-1.2%，Na2SiO3用量为废新闻纸重量的2.0-2.4%，H2O2用量为废新闻纸重量的0.5-0.8%，脱墨剂用量为废新闻纸重量的0.3-0.5%，碎浆时间15-20 min，碎浆浓度10%-12%（质量），搅拌转速1500-1600 r/min；
脱墨剂为油酸∶脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-7∶十二烷基苯磺酸钠∶焦磷酸钠∶十八醇∶NaOH∶Na2SiO3∶H2O2以重量比10∶3∶3∶4∶4∶8∶10∶10混合得到的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于脱墨剂用量为绝干浆重量的0.4-0.5%，浆浓1.0wt%，时间15 min，采用浮选脱墨工艺。
3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于漂白工艺条件为：NaOH用量为绝干浆重量的1.0%，Na2SiO3用量为绝干浆重量的2.0%，二乙基三胺五乙酸或乙二胺四乙酸用量为绝干浆重量的0.2%，MgSO4用量为绝干浆重量的0.1%，H2O2用量为绝干浆重量的1.6-2.2%，温度为70℃，时间2 h。
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