CN102517949B - 一种环保的废纸脱墨方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种清洁化废纸脱墨方法，包括步骤：A、将废纸和水加入到碎浆机中，同时加入至少0.01%所述废纸重量的生物酶、至少0.05%所述废纸重量的氢氧化钠、至少0.01%所述废纸重量的妥尔油，碎解时间至少为15分钟，碎解温度至少为35℃，得到一定浓度的碎浆；B、将所述碎浆加入到浮选槽中，对所述碎浆进行稀释，所述浮选槽的通气量至少为25L/h、压力至少为0.3MPa，浮选时间至少为10分钟；C、对所述碎浆进一步稀释并进行洗涤。本发明使用妥尔油与生物酶协同对废纸中的油墨进行去除，避免了表面活性剂对设备和环境的负面影响，与使用表面活性剂的废纸脱墨方法相比，脱墨浆的白度显著提高，可达53%ISO以上，尘埃减少，纸张性能得到提高，本发明推进了造纸技术的进步。

Description

一种环保的废纸脱墨方法
技术领域
本发明涉及造纸技术领域，具体涉及一种环保的废纸脱墨方法。
背景技术
废纸的回收利用是解决造纸工业面临的原料短缺、能源紧张和污染严重的三大问题的有效的办法，对废纸进行脱墨处理是废纸回收利用过程中关键的环节。
    利用生物酶对废纸进行脱墨处理不仅可以减少废纸回收利用过程中化学品的消耗因此减少环境污染，而且可以加速油墨离子的脱除，但由于生物酶自身条件的限制，现有技术中利用生物酶对废纸进行脱墨处理还是需要与之协同的表面活性剂，表面活性剂的使用对设备和环境还是有负面的影响，具体来说是侵蚀设备，污染环境。
妥尔油是硫酸盐法蒸煮针叶木浆生产过程回收的一种重要副产品，它是木材中的树脂 (主要是树脂酸和脂肪酸 )在蒸煮过程中形成的树脂酸和脂肪酸的钠盐即皂化物。溶解在黑液中的皂化物一般通过静置法或充气法提取，然后用20%的硫酸进行洗涤和除杂处理，可得到油状的松香酸和脂肪酸化合物及一些杂质成分，即粗妥尔油，对粗妥尔油一般需要进行精制处理以去除杂质成分。在黑液回收利用过程中，我国每年可回收的木浆妥尔油为2.5万吨左右。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种环保的废纸脱墨方法，克服现有技术生物酶废纸脱墨方法需要使用表面活性剂的缺陷，提高生物酶的脱墨效率，提供一种妥尔油在造纸工业中的应用。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种环保的废纸脱墨方法，包括步骤：
A、将废纸和水加入到碎浆机中，同时加入至少0.01%所述废纸重量的生物酶、至少0.05%所述废纸重量的氢氧化钠、至少0.01%所述废纸重量的妥尔油，碎解时间至少为15分钟，碎解温度至少为35℃，得到一定浓度的碎浆；
B、将所述碎浆加入到浮选槽中，对所述碎浆进行稀释，所述浮选槽的通气量至少为25L/h、压力至少为0.3M Pa，浮选时间至少为10分钟；
C、对所述碎浆进一步稀释并进行洗涤。
所述的环保的废纸脱墨方法，其中在所述步骤A中：所述生物酶的优选范围是所述废纸重量的0.01-0.03%，所述氢氧化钠的优选范围是所述废纸重量的0.05-0.1%。
所述的环保的废纸脱墨方法，其中在所述步骤A中：所述妥尔油的优选范围是所述废纸重量的0.01-0.12%。
所述的环保的废纸脱墨方法，其中在所述步骤A中：所述碎解时间的优选范围为15-25分钟，所述碎解温度的优选范围为35-65℃。
所述的环保的废纸脱墨方法，其中在所述步骤A中：所述碎浆的浓度为10-18%。
所述的环保的废纸脱墨方法，其中在所述步骤A中：所述生物酶设为脂肪酶、纤维素酶、木聚糖酶、漆酶、淀粉酶或果胶酶，或者脂肪酶、纤维素酶、木聚糖酶、漆酶、淀粉酶和果胶酶中的至少两种的组合。
所述的环保的废纸脱墨方法，其中所述脂肪酶设为碱性脂肪酶。
所述的环保的废纸脱墨方法，其中在所述步骤B中：稀释后的所述碎浆的浓度为0.6-1.2%。
所述的环保的废纸脱墨方法，其中在所述步骤B中：所述浮选槽的通气量为25-35L/h，所述压力为0.3-1M Pa，所述浮选时间为10-20分钟。
所述的环保的废纸脱墨方法，其中在所述步骤C中：稀释后的所述碎浆的浓度为0.1-0.2%，使用铜网进行洗涤。
本发明的有益效果：本发明在废纸脱墨方法中使用妥尔油与生物酶协同对废纸中的油墨进行去除，避免了表面活性剂对设备和环境的负面影响，而且与使用表面活性剂的废纸脱墨方法相比，脱墨浆的白度显著提高，可达53%ISO以上，尘埃减少，纸张性能得到提高，本发明推进了造纸技术的进步。
具体实施方式
下面根据实施例对本发明作进一步详细说明:
在本发明中生物酶可以是脂肪酶、纤维素酶、木聚糖酶、漆酶、淀粉酶或果胶酶，或者脂肪酶、纤维素酶、木聚糖酶、漆酶、淀粉酶和果胶酶中的至少两种的组合。在碱性的条件下保持较高的生物活性的脂肪酶又称为碱性脂肪酶。碱性脂肪酶可以从动物、植物中提取，也可以有多种微生物产生。目前造纸工业中循环水pH值都显示弱碱性，工业化的脂肪酶在碱性条件下生物活性比较低或没有生物活性，碱性脂肪酶比工业化的脂肪酶在造纸行业上更具优势。
实施例1：
（1）碎浆：将8#废新闻纸与10#旧杂志纸(8:2比例)以及水加入到碎浆机中，加入0.02%废纸重量的碱性脂肪酶， 0.1%废纸重量的氢氧化钠，加入0.01%废纸重量的妥尔油，控制碎浆浓度15%，碎解时间为20分钟，碎解温度55℃；
（2）浮选：浮选在浮选槽中进行，将碎浆加水稀释到1%的浓度，通气量30L/h，压力为0.5M Pa，常温下浮选15分钟；
（3）洗涤：浮选后的碎浆加水稀释到0.2%的浓度，通过120目的铜网进行洗涤。
比较例1：
（1）碎浆：将8#废新闻纸与10#旧杂志纸（8:2比例）以及水加入到碎浆机中，加入0.02%废纸重量的碱性脂肪酶， 0.1%废纸重量的氢氧化钠，加入0.01%废纸重量的脂肪醇聚氧乙烯醚和十二烷基磺酸钠（脂肪醇聚氧乙烯醚和十二烷基磺酸钠质量比为1:1），控制碎浆浓度15%，碎解时间为20分钟，碎解温度55℃；
（2）浮选：浮选在浮选槽中进行，将碎浆加水稀释到1%的浓度，通气量30L/h，压力为0.5M Pa，常温下浮选15分钟；
（3）洗涤：浮选后的碎浆加水稀释到0.2%的浓度，通过120目的铜网进行洗涤。
分别将实施例1和比较例1的脱墨浆在标准纸页成型器上抄片(定量为200g/m2)，测尘埃度、白度及裂断长、撕裂指数、耐破指数。尘埃度采用华南理工大学软件系统Autospec，根据TAPPI标准进行测定；白度根据国家标准GB 8940.1，采用数字白度仪YQ-Z-48B测定，裂断长采用裂断长测试仪 ZB-WL100进行测试，抗张指数采用抗张强度测定仪 RH-K300进行测试，撕裂指数采用撕裂度仪 ZSE-1000进行测试，耐破指数采用耐破度仪 RH-P1200进行测试。
实施例1和比较例1的测定和测试数据列于表1中，其中A栏是比较例1的数据，B栏是实施例1的数据。
                         表1 
名称 A B 比较
白度(%ISO) 50.19 53.22 提高3.03%ISO
尘埃值(mm2/m2) 509.35 410.32 降低99.03 mm2/m2
裂断长（Km） 3.98 4.77 提高0.79Km
抗张指数（mNm2/g） 36.11 49.19 提高13.08mNm2/g
撕裂指数（mNm2/g） 4.72 6.88 提高2.16mNm2/g
耐破指数（KPam2/g） 2.13 3.11 提高0.98KPam2/g
由表1数据可以看出，实施例1所得脱墨浆的白度可达53.22%ISO，与比较例1相比白度提高3.03%ISO，尘埃度降低99.03 mm2/m2，纸张性能得到提高。
实施例2:
（1）碎浆：将香港废旧新闻纸以及水加入到碎浆机中，加入0.02%废纸重量的碱性脂肪酶， 0.1%废纸重量的氢氧化钠，加入0.01%废纸重量的妥尔油，控制碎浆浓度15%，碎解时间20分钟，温度55℃；
（2）浮选：在浮选槽中将碎浆加水稀释到1%的浓度，控制通气量35L/h，压力为1M Pa，常温下浮选15分钟。
（3）洗涤：浮选后的碎浆加水稀释到0.2%的浓度，通过120目的铜网进行洗涤。
比较例2：
（1）碎浆：将香港废旧新闻纸以及水加入到碎浆机中，加入0.02%废纸重量的碱性脂肪酶， 0.1%废纸重量的氢氧化钠，加入0.01%废纸重量的脂肪醇聚氧乙烯醚和十二烷基磺酸钠（脂肪醇聚氧乙烯醚与十二烷基磺酸钠质量比为1:1），控制碎浆浓度15%，碎解时间20分钟，温度55℃；
（2）浮选：浮选在浮选槽中进行，将碎浆加水稀释到1%的浓度，控制通气量35L/h，压力为1M Pa，常温下浮选15分钟。
（3）洗涤：浮选后的碎浆加水稀释到0.2%的浓度，通过120目的铜网进行洗涤。
分别将实施例2和比较例2的脱墨浆在标准纸页成型器上抄片(定量为200g/m2)，测尘埃度、白度及裂断长、撕裂指数、耐破指数。尘埃度采用华南理工大学软件系统Autospec，根据TAPPI标准进行测定；白度根据国家标准GB 8940.1，采用数字白度仪YQ-Z-48B测定，裂断长采用裂断长测试仪 ZB-WL100进行测试，抗张指数采用抗张强度测定仪 RH-K300进行测试，撕裂指数采用撕裂度仪 ZSE-1000进行测试，耐破指数采用耐破度仪 RH-P1200进行测试。
实施例2和比较例2的测定和测试数据列于表2中，其中A栏是比较例2的数据，B栏是实施例2的数据。
                         表2
名称 A B 比较
白度(%ISO) 51.28 54.09 提高2.81%ISO
尘埃值(mm2/m2) 480.36 369.78 降低110.58mm2/m2
裂断长（Km） 3.66 4.59 提高0.93Km
抗张指数（mNm2/g） 30.59 38.67 提高8.08mNm2/g
撕裂指数（mNm2/g） 4.22 6.15 提高1.93mNm2/g
耐破指数（KPam2/g） 1.99 2.67 提高0.68KPam2/g
由表2数据可以看出，实施例2所得脱墨浆的白度可达54.09%ISO ，与比较例1相比白度提高2.81%ISO ，尘埃度降低110.58 mm2/m2，纸张性能得到提高。
实施例3:
（1）碎浆：将废旧的南方日报以及水加入到碎浆机中，加入0.02%废纸重量的碱性脂肪酶， 0.1%废纸重量的氢氧化钠，加入0.01%废纸重量的妥尔油，控制碎浆浓度15%，碎解时间为20分钟，碎解温度为55℃。
（2）浮选：在浮选槽中将碎浆加水稀释到1%的浓度，控制通气量35L/h，压力为1M Pa，常温下浮选15分钟。
（3）洗涤：浮选后的纸浆加水稀释到0.2%的浓度，通过120目的铜网进行洗涤。
比较例3：
（1）碎浆：将废旧的南方日报以及水加入到碎浆机中，加入0.02%废纸重量的碱性脂肪酶， 0.1%废纸重量的氢氧化钠，加入0.01%废纸重量的脂肪醇聚氧乙烯醚和十二烷基磺酸钠（脂肪醇聚氧乙烯醚与十二烷基磺酸钠质量比为1:1），控制碎浆浓度15%，碎解时间为20分钟，碎解温度为55℃。
（2）浮选：在浮选槽中将碎浆加水稀释到1%的浓度，控制通气量35L/h，压力为1M Pa，常温下浮选15分钟。
（3）洗涤：浮选后的纸浆加水稀释到0.2%的浓度，通过120目的铜网进行洗涤。
分别将实施例3和比较例3的脱墨浆在标准纸页成型器上抄片(定量为200g/m2)，测尘埃度、白度及裂断长、撕裂指数、耐破指数。尘埃度采用华南理工大学软件系统Autospec，根据TAPPI标准进行测定；白度根据国家标准GB 8940.1，采用数字白度仪YQ-Z-48B测定，裂断长采用裂断长测试仪 ZB-WL100进行测试，抗张指数采用抗张强度测定仪 RH-K300进行测试，撕裂指数采用撕裂度仪 ZSE-1000进行测试，耐破指数采用耐破度仪 RH-P1200进行测试。
实施例3和比较例3的测定和测试数据列于表3中，其中A栏是比较例3的数据，B栏是实施例3的数据。
                          表3
名称 A B 比较
白度(%ISO) 53.02 55.19 提高2.17%ISO
尘埃值(mm2/m2) 466.19 318.92 降低147.27mm2/m2
裂断长（Km） 3.45 4.28 提高0.83Km
抗张指数（mNm2/g） 27.36 33.69 提高6.33mNm2/g
撕裂指数（mNm2/g） 4.18 5.95 提高1.77mNm2/g
耐破指数（KPam2/g） 1.95 2.69 提高0.74KPam2/g
由表3数据可以看出，实施例3所得脱墨浆的白度可达55.19%ISO，与比较例3相比白度提高2.17%ISO，尘埃度降低147.27mm2/m2，纸张性能得到提高。
本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种环保的废纸脱墨方法，其特征在于，包括步骤：
A、将废纸和水加入到碎浆机中，同时加入至少0.01%所述废纸重量的生物酶、至少0.05%所述废纸重量的氢氧化钠、至少0.01%所述废纸重量的妥尔油，碎解时间至少为15分钟，碎解温度至少为35℃，得到一定浓度的碎浆；
B、将所述碎浆加入到浮选槽中，对所述碎浆进行稀释，所述浮选槽的通气量至少为25L/h、压力至少为0.3M Pa，浮选时间至少为10分钟；
C、对所述碎浆进一步稀释并进行洗涤。
2.根据权利要求1所述的环保的废纸脱墨方法，其特征在于，在所述步骤A中：所述生物酶的优选范围是所述废纸重量的0.01-0.03%，所述氢氧化钠的优选范围是所述废纸重量的0.05-0.1%。
3.根据权利要求2所述的环保的废纸脱墨方法，其特征在于，在所述步骤A中：所述妥尔油的优选范围是所述废纸重量的0.01-0.12%。
4.根据权利要求3所述的环保的废纸脱墨方法，其特征在于，在所述步骤A中：所述碎解时间的优选范围为15-25分钟，所述碎解温度的优选范围为35-65℃。
5.根据权利要求4所述的环保的废纸脱墨方法，其特征在于，在所述步骤A中：所述碎浆的浓度为10-18%。
6.根据权利要求5所述的环保的废纸脱墨方法，其特征在于，在所述步骤A中：所述生物酶设为脂肪酶、纤维素酶、木聚糖酶、漆酶、淀粉酶或果胶酶，或者脂肪酶、纤维素酶、木聚糖酶、漆酶、淀粉酶和果胶酶中的至少两种的组合。
7.根据权利要求6所述的环保的废纸脱墨方法，其特征在于：所述脂肪酶设为碱性脂肪酶。
8.根据权利要求7所述的环保的废纸脱墨方法，其特征在于，在所述步骤B中：稀释后的所述碎浆的浓度为0.6-1.2%。
9.根据权利要求8所述的环保的废纸脱墨方法，其特征在于，在所述步骤B中：所述浮选槽的通气量为25-35L/h，所述压力为0.3-1M Pa，所述浮选时间为10-20分钟。
10.根据权利要求9所述的环保的废纸脱墨方法，其特征在于，在所述步骤C中：稀释后的所述碎浆的浓度为0.1-0.2%，使用铜网进行洗涤。
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