CN102803603A

CN102803603A - 脱墨方法

Info

Publication number: CN102803603A
Application number: CN2009801597252A
Authority: CN
Inventors: J-F·达利斯特; T·萨加; S·罗森斯兰斯
Original assignee: Kemira Oyj
Current assignee: Kemira Oyj
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2009-06-17
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2029-06-17
Also published as: CA2760803A1; RU2011146924A; CA2760803C; EP2443281A1; US8617353B2; RU2513386C2; CN102803603B; US20120103543A1; WO2010147581A1

Abstract

本发明提供一种使印刷废纸脱墨的方法，包括以下步骤：a)在制浆机中将印刷废纸转化成含水纸浆，其中油墨从纸浆分离；b)将纸浆进行浮选以从纸浆中除去憎水性杂质，包括油墨在内，所述浮选在包含通过用憎水性有机液体处理亲水性二氧化硅颗粒得到的改性二氧化硅或者通过用憎水性有机液体处理亲水性金属硅酸盐颗粒得到的改性金属硅酸盐，或者该改性二氧化硅和改性金属硅酸盐的混合物的脱墨化学添加剂的存在下进行。本发明提高了浮选步骤的产率，不影响浮选接受的亮度。

Description

脱墨方法

发明领域

本发明涉及使印刷废纸脱墨的方法。更特别地，本发明涉及在脱墨方法中使用特定脱墨化学添加剂提高浮选步骤的产率而对脱墨的纸浆质量没有不利影响。

发明背景

造纸工业近几十年来已经实践了废纸回收以再生可用的纤维素纤维用于造纸。在这些方法中，使用合适的脱墨化学组合物从废纸浆中除去油墨。通过控制脱墨过程，再生工厂可以影响纸的性能例如亮度，并可以改进用于造纸的纤维素纤维的可用性。

脱墨由一系列复杂的化学和物理工序组成。这些工序包括但不限于油墨分离、油墨分散、油墨收集、油墨运输以及从废纸浆除去油墨。在回收操作中，这稍微工序各自具有不同的表面和界面要求，使废纸得以高效地和有效地脱墨并制得高质量纸。

传统地，应用两种不同的方法除去油墨和油墨相关的实体比如斑点(油墨颗粒聚集物)，以便在再浆化后制得脱墨纤维。这两种方法是浮选法脱墨和洗涤法脱墨。通常，方法包括浮选法和洗涤法脱墨两种，并可以称为组合脱墨方法。对于浮选法、洗涤法和组合脱墨方法，成功脱墨背后的化学和物理要求不同，并且还强烈依赖于废纸组成。

更具体地，浮选/洗涤组合脱墨是指如下脱墨方法：其中在洗涤阶段中纸浆经过洗涤装置之前，在制浆步骤中通过使化学组合物脱墨和机械能作用从纸浆分离的油墨主要通过回收工艺的浮选装置或浮选池从纤维素纤维分离。

浮选法与洗涤法从根本上不同。此区别部分在于油墨粒径和憎水性对于有利的分离是重要的。油墨除去的浮选法一般涉及使气泡经过含有分散的纤维素纤维和矿物填料的含水体系，所述含水体系最通常通过再浆化方法产生。所得的纤维素纤维和矿物填料的再浆化的浆中含有在再浆化之前、期间或之后加入的添加剂。当气泡在浆中升起并且通过特定的吸引相互作用将油墨颗粒与它们一起带走时，它们产生富含油墨的泡沫，该油墨随后从浮选池顶部除去。通常有利于浮选脱墨体系的泡沫量是能够通过撇沫、倾析或其它方式收集的量，且该量运输高浓度的油墨，同时使其它固体例如纤维和丢弃的纤维的量最小化。

典型地，在特定的脱墨体系中使用起源于浮选或起源于浮选/洗涤的脱墨化学。在各个方法的一些点，脱墨的、再浆化的废纸一般经过一系列的细微清除器和/或筛，在其中除去小颗粒杂质(例如沙和粗砂)。可能需要附加的处理阶段，例如分散，以减少任何杂质的粒径，或者使用被设计为除去特定杂质的特定清除器的特定清除阶段。

然后将脱墨的废纸保持储存直到其最终送入造纸机。

传统脱墨中使用的化学最通常涉及加入脂肪酸皂，其是在碱性体系(pH大于9)中用于油墨浮选的有效油墨收集剂，尽管这些皂可能表现出降低的油墨分离特性并且稍后在工艺中导致沉积问题。

表面活性剂-基脱墨助剂，尤其是特定的非离子表面活性剂可以优良用于油墨分离以及油墨分散和运输。一些非离子表面活性剂有助于油墨收集。然而如果没有正确地选择，则这些添加剂也可能实际在浮选工艺中阻碍油墨收集。浮选脱墨通常使用与洗涤不同的表面活性剂，因为利于浮选脱墨的所得油墨颗粒的表面性能和尺寸不同于洗涤脱墨所希望的。可用于浮选脱墨方法的传统非离子表面活性剂的例子包括脂肪醇或脂肪酸和链烷醇酰胺的环氧烷烃加合物。通常，非离子表面活性剂与皂相关地，单独或者以非烷氧基化脂肪酸皂和非离子表面活性剂的组合共混物使用。

传统脱墨中还涉及的化学十分通常涉及在制浆机中加入苛性碱以增加pH，通常大于9并且有时大于10。然而，增加pH通常造成废纸原料泛黄和变黑-尤其是当废纸包含磨碎木料或机械纸浆时。为了抵消该不希望的变黑影响，通常加入漂白添加剂以增加纸浆的白度和亮度。在碱性条件下还普遍使用硅酸钠或水玻璃以保护漂白添加剂免于被金属离子化学分解，并且有助于油墨收集。

除了最终脱墨纸浆质量外，脱墨方法的产率也是成本有效的脱墨纸浆生产的关键因素。脱墨方法的总产率通常为90％-60％。在这些10％-40％的损耗中，憎水性杂质，包括油墨，只有约几个百分比，通常小于4％。因此在回收的印刷纸脱墨中的主要损耗是纤维和矿物填料，并且这些损耗是任何浮选或浮选/洗涤脱墨方法中固有的。

在浮选脱墨方法中，浮选步骤是损耗的主要起源。在浮选步骤中相对于高浮选产率获得高亮度是成本有效的浮选脱墨方法的关键特征。

WO2007/081921公开了一种使印刷废纸脱墨的方法，包括以下步骤：在制浆机中将废纸转化成含水纸浆，使含水纸浆与无机颗粒并且与包含非离子表面活性剂或脂肪酸的脱墨组合物接触，并且从含水纸浆回收脱墨的纸浆。无机颗粒可以是憎水改性的无机颗粒，并且优选为碳酸钙。

EP0989229B1公开了一种在处理废纸工艺期间从纸浆除去和抑制粘合剂杂质，即所谓的粘性物质的方法。在废纸处理期间，在纸浆送入浮选装置之前或期间将憎水化合成或天然矿物(例如沸石或碳酸钙)加入纸浆。矿物强烈憎水化，以致于其不能分散在水中。

US2007/0284067公开了一种用于使废纸脱墨的组合物，其包含表面活性剂和矿物基脱墨组分。矿物基脱墨组分是憎水的并且通过用憎水化试剂处理矿物颗粒制备。例举的憎水化矿物是用烷基氧肟酸盐和妥尔油憎水化的高岭土，妥尔油通过氯化钙活化。还提及了其他矿物例如滑石、石英、云母、钾碱、蓝晶石等。

US4443357公开了作为亲水性二氧化硅或硅酸盐和憎水性高级脂族醇的反应产物的憎水性二氧化硅或硅酸盐，反应在高于100℃的温度下在非-含水液体载体中进行。优选的醇是具有8-30个碳原子的直链伯烷醇。根据该专利，据信二氧化硅或硅酸盐表面上的硅醇基与憎水性醇反应形成稳定的化学键。通过分散在液体烃载体中，憎水性二氧化硅或硅酸盐用于液体消泡剂配方中。该组合物用于减少黑液中的泡沫。

在US4443357中的现有技术的描述中，描述了已经将细微的二氧化硅或相对高二氧化硅的硅酸盐颗粒作为有机液体载体中的分散添加剂用于制备消泡液体组合物以用于含水发泡体系中泡沫抑制远远超过30年。一般而言，处理这些二氧化硅或硅酸盐以使得它们憎水，可能最常用的处理剂是硅酮(有机取代的聚硅氧烷)油。此外，描述了常用比例下的硅酮油/亲水二氧化硅组合不能有效作为消泡剂，除非在150℃将其热处理约2h。在这些条件下，推测硅酮油与二氧化硅表面反应。在US4443357中的现有技术的描述中，还描述了改性二氧化硅颗粒的憎水化程度越高，则其在油性载体中的分散能力越高并且其对消泡液体组合物的效率贡献越高。

JP2007-253014公开了一种包含分散在烃油中的憎水性二氧化硅和多孔粉末的粉末消泡剂，所述多孔粉末是亲水性二氧化硅、氧化铝、氧化钛、碳酸钙、碳酸镁、炭黑或滑石。所述消泡剂通过使憎水性二氧化硅于烃油中的分散液吸附在多孔粉末上制备。最终的粉末消泡剂适用于建筑材料，尤其是灰浆和石膏。

在印刷废纸的浮选或者浮选/洗涤脱墨方法中，需要更有效率并且成本有效的化学解决方案以减少浮选步骤中纤维和填料的损耗，同时保持有效的油墨收集和因此高质量的脱墨纸浆生产，即具有高亮度以及油墨和油墨相关实体比如斑点的低残余浓度。

发明概述

本发明涉及一种使印刷废纸脱墨的方法，包括将废纸再浆化得到纸浆并且在包含其上吸附憎水性有机液体的二氧化硅颗粒和/或金属硅酸盐颗粒的脱墨化学添加剂存在下对纸浆进行浮选。采用本发明，通过减少纤维和灰分/填料丢弃物，强力增加了浮选产率而对憎水性杂质，尤其是油墨颗粒和油墨相关的实体比如斑点的除去没有不利影响。同时，浮选接受的亮度不变或者甚至改善。由于增加的脱墨纸浆产量和减少的浮选丢弃物，因此脱墨纸浆生产中的总成本将节省。

发明详述

在本发明一个方面中，提供一种使印刷废纸脱墨的方法，包括以下步骤：

a)在制浆机中将印刷废纸转化成含水纸浆，其中油墨从纸浆分离；

b)对纸浆进行浮选以从纸浆中除去憎水性杂质，包括油墨在内，所述浮选在包含通过用憎水性有机液体处理亲水性二氧化硅颗粒得到的改性二氧化硅的脱墨化学添加剂的存在下进行。

在本发明的第二个方面中，提供一种使印刷废纸脱墨的方法，包括以下步骤：

b)对纸浆进行浮选以从纸浆中除去憎水性杂质，包括油墨在内，所述浮选在包含通过用憎水性有机液体处理亲水性金属硅酸盐颗粒得到的改性金属硅酸盐的脱墨化学添加剂的存在下进行。

脱墨化学添加剂也可以包含所述改性二氧化硅和所述改性金属硅酸盐的混合物。

根据本发明，惊奇地发现引入特定的二氧化硅基和/或金属硅酸盐基脱墨化学添加剂对油墨和油墨相关实体比如斑点的选择性浮选具有异常积极的影响，使得浮选产率强力增加以及未改变或增加的亮度，并且对油墨分离效率和脱墨纸浆的泛黄没有负面影响。

与通常在促进反应的条件例如至少100℃的高温下通过使二氧化硅与反应性憎水化试剂或者与另外的憎水化试剂反应制备的现有已知憎水性二氧化硅相反，本发明的改性二氧化硅是通过在使得在亲水性二氧化硅与憎水性有机液体之间没有显著化学反应的条件下用憎水性有机液体处理亲水性二氧化硅而制备的。这同样适用于本发明的改性金属硅酸盐以及改性二氧化硅和改性金属硅酸盐的混合物。改性二氧化硅和/或改性金属硅酸盐足够亲水，可分散于水以及含水纸浆中，并且同时足够憎水以提供在浮选池中控制泡沫形成的所希望性能。

在本发明的一个实施方案中，脱墨化学添加剂在制浆阶段的开始优选以固体形式，并且更优选作为粉末引入。在本发明的另一个实施方案中，脱墨化学添加剂首先分散于水中并且然后分散液在纸浆阶段开始引入。在本发明的仍然另一个实施方案中，将脱墨化学添加剂加入进入浮选步骤的纸浆流，或者作为粉末或以含水分散液的形式直接加入浮选。

在本发明的一个实施方案中，憎水性有机液体通过喷雾吸附在亲水性二氧化硅颗粒和/或亲水性金属硅酸盐颗粒上。根据本发明，也可以通过其他方式例如通过混合使憎水性有机液体吸附在亲水性二氧化硅颗粒和/或亲水性金属硅酸盐颗粒上。

可用于本发明的亲水性二氧化硅起始材料具有多孔和/或凝聚的颗粒结构。优选的亲水性二氧化硅起始材料是沉淀二氧化硅-包含多于95重量％SiO₂的相对纯的二氧化硅形式。也可以使用其他形式的亲水性二氧化硅，例如硅藻土二氧化硅或煅制二氧化硅，其通常通过使四卤化硅蒸汽在氢和氧火焰中水解制备，产生包含能够凝聚的纳米二氧化硅颗粒的烟。

可用于本发明的亲水性金属硅酸盐起始材料具有多孔和/或凝聚的颗粒结构。

亲水性金属硅酸盐起始材料可以是碱土金属硅酸盐，例如硅酸钙或硅酸镁，铝硅酸盐或锌硅酸盐或者这些金属硅酸盐的两种或多种的混合物。优选的亲水性金属硅酸盐起始材料是铝硅酸盐，尤其是沉淀铝硅酸盐，其通过硅酸钠与硫酸铝反应合成。

在本发明的一个实施方案中，亲水性二氧化硅颗粒和/或亲水性金属硅酸盐颗粒具有0.5μm-500μm，优选5μm-100μm的平均粒径。

根据本发明，脱墨化学添加剂可以包含改性二氧化硅颗粒或改性金属硅酸盐颗粒或者其的以100∶0至0∶100的任何比例的混合物。

在本发明的一个实施方案中，至多30重量％的亲水性二氧化硅颗粒或亲水性金属硅酸盐颗粒由其他亲水性矿物颗粒，例如滑石、二氧化钛、粘土、碳酸钙或碳酸镁代替。代替的量优选为5-20重量％。

在本发明的一个实施方案中，憎水性有机液体包含有机物质或者有机物质的混合物。有机物质或者有机物质的混合物以这样的方式选择：使得其足够憎水以提供给脱墨化学添加剂在浮选池中控制泡沫形成的所希望性能，然而不过于憎水以使得不削弱脱墨化学添加剂分散在含水纸浆中的能力。

优选的有机物质包括烃油、酯油、氧化烃油、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、烷氧基化烃、聚丙二醇、脂肪醇、脂肪酸、硅油、硅酮衍生物和抗氧化剂，和其的混合物。

烃油可以是矿物油、石蜡油、动物或植物油或者合成油。

酯油可以是脂肪醇与脂肪酸的反应产物，比如聚乙二醇或聚丙二醇的单或二酯。

氧化烃油可以是脂族醇或脂族醚。

烷氧基化烃可以是烷氧基化脂肪醇或烷氧基化脂肪酸。

硅酮衍生物可以是硅酮聚醚。

在本发明的一个实施方案中，憎水性有机液体首先用水乳化，然后亲水性二氧化硅颗粒和/或亲水性金属硅酸盐颗粒用“水包油”或“油包水”乳液处理。优选地，所述乳液混合并且吸附在亲水性二氧化硅颗粒和/或亲水性金属硅酸盐颗粒上。

在本发明的一个实施方案中，亲水性二氧化硅颗粒和/或亲水性金属硅酸盐颗粒用憎水性有机液体处理在5℃-90℃，优选15℃-50℃的温度下进行。在升高的温度情形下，在用亲水性二氧化硅粉末和/或亲水性金属硅酸盐粉末处理前，可以将憎水性有机液体预加热至希望的温度。

在本发明的一个实施方案中，憎水性有机液体与亲水性二氧化硅和/或亲水性金属硅酸盐的重量比为10∶90-70∶30，优选30∶70-60∶40。

在本发明的一个实施方案中，基于印刷废纸的重量，脱墨化学添加剂以0.1kg/吨-20kg/吨，优选0.5kg/吨-10kg/吨的量引入。

本发明的脱墨化学添加剂可水分散。

在本发明的一个实施方案中，将一种或多种表面活性剂加入含水纸浆。这些表面活性剂是本领域公知的并且通常是非离子表面活性剂、皂或脂肪酸，或者其组合。然而，本发明不用表面活性剂也能工作。

与现有技术描述的其中在二氧化硅表面上的硅醇基与憎水化试剂之间形成稳定化学键的憎水性二氧化硅相比，根据本发明的脱墨化学添加剂在温和条件下例如通过在环境温度下喷雾制备，不会导致任何化学键形成。

本发明更特别地包括一种使包含油墨和纸浆的印刷废纸脱墨的方法，包括以下步骤：在制浆机中将印刷废纸转化成含水纸浆，其中油墨从纸浆分离；将纸浆进行浮选以从纸浆中除去憎水性杂质，包括油墨在内，所述浮选在包含通过憎水性有机液体吸附在亲水性二氧化硅颗粒上得到的改性二氧化硅，或通过憎水性有机液体吸附在亲水性金属硅酸盐颗粒上得到的改性金属硅酸盐，或者该改性二氧化硅和改性金属硅酸盐的混合物的脱墨化学添加剂的存在下进行；和从含水纸浆回收脱墨纸浆。

印刷废纸包括新闻纸、杂志、混合办公室废物、书籍、电话簿、印刷广告材料、激光印刷材料和计算机纸等。相对于本发明，这些不同类型的印刷废纸可以任何比例混合。用于制备这些材料的纸纤维可以是化学制浆材料例如牛皮纸浆，或可以是化学处理的高产率纸浆例如化学热机械纸浆，或者可以是机械制备的纸浆例如磨碎木料纸浆，或其的混合物。

一般而言，印刷废纸包括以下的至少两种：旧报纸(ONP)、旧杂志(OMG)和混合办公室废物(MOW)。优选地，ONP以至多95重量％，更优选至多80重量％的量存在。

本发明的脱墨方法首先包括在本领域中普遍已知为“制浆机”的容器中将印刷废纸转化成含水纸浆的步骤。制浆通常在特别设置的条件，包括温度、pH和水硬度下进行。该转化步骤优选在约25℃-约70℃的温度下进行。在本发明的一个优选实施方案中，转化步骤在约35℃-约55℃的温度下进行。在本发明的另一个优选实施方案中，含水纸浆包含约5重量％-约35重量％印刷废纸浆。更优选地，含水纸浆包含约10重量％-约25重量％印刷废纸浆。这通常称为“纸浆稠度”-其是在造纸工业中用于描述纸浆纤维和填料的含水浆液的浓度(w|w)的术语。含水浆液可以进一步包含皂、脂肪酸、非离子表面活性剂、苛性或苏打灰、硅酸钠、过氧化氢、螯合剂、杀虫剂或其的混合物。优选地，氢氧化钠或苏打灰的浓度为约0kg/吨被脱墨的印刷废纸至约20kg/吨被脱墨的印刷废纸。皂、脂肪酸或非离子表面活性剂或者其的组合的浓度为约0kg/吨被脱墨的印刷废纸至约10kg/吨被脱墨的印刷废纸。皂、脂肪酸或非离子表面活性剂或者其组合的浓度也可以为约0.2kg/吨被脱墨的印刷废纸至约10kg/吨被脱墨的印刷废纸。在本发明的另一个优选实施方案中，螯合剂的浓度为约0kg/吨被脱墨的印刷废纸至约3kg/吨被脱墨的印刷废纸。在本发明的仍然另一个优选实施方案中，过氧化物的浓度为约0kg/吨被脱墨的印刷废纸至约20kg/吨被脱墨的印刷废纸。在本发明的仍然另一个优选实施方案中，硅酸盐例如硅酸钠的浓度为约0kg/吨被脱墨的印刷废纸至约20kg/吨被脱墨的印刷废纸。

制浆步骤后，可以将制浆的含水浆液进行清洗和筛分，随后浮选，其中油墨和其他杂质从纤维素纤维流分离。浮选后，在送入造纸机之前脱墨的纸浆也可以随后洗涤、增稠并且漂白至目标亮度，在造纸机中可以加入添加物-例如保留助剂、强度助剂、排干助剂，和/或纸上浆剂。一般而言，制得符合某些规格-包括亮度、污物数、强度、胶量(排水性)和/或吸水性水平的纸。

脱墨优选在约6.8-约11，更优选约7.5-约10.5的pH下进行。

现在将通过解释本发明一些实施方案的以下非限定实施例进一步详细描述本发明。在本说明书中，除非另外说明，百分比为重量％。

在以下实施例中，本发明的脱墨化学添加剂也被称为发泡控制添加剂(FCA)。

实施例

在以下实施例中，从不同的地理位置和工厂接收旧报纸(ONP)、旧杂志(OMG)和混合办公室废物(MOW)。

在每一实施例中，每次试验常用的实验脱墨步骤的特定变量参数示于总表中。这些总表包括：

-不同类型废纸的比例，

-制浆机中不同脱墨化学物质的用量：脱墨用的特定表面活性剂、氢氧化钠、硅酸钠(在实验表中标为硅酸盐)、过氧化氢(表中的量是指原样的化学品的量；例如“NaOH(50％)：15kg/t”是指15kg50％NaOH溶液/吨，或者7.5kg NaOH 100％/吨)，

-在制浆阶段纸浆的稠度、pH和温度，

-浮选时间和温度。

制浆以2个步骤完成。

在Lamort

制浆机(Lam’Deinkit)中通过引入1500克干废纸和希望的稠度所需量的自来水进行第一次3分钟短的预制浆，以得到预制浆的废纸的均匀样品。在每一给定的例子中，在同一预制浆样品上将发泡控制添加剂(FCA)的性能与参考(没有FCA)比较。

然后将该预制浆样品(200克干燥)与各种脱墨化学物质，包括系统地1克CaCl₂·2H₂O用于将水硬度调节至典型的工厂条件，一起加入恒温的Kitchen-Aid。当使用FCA时，也将其与其他化学物质一起加入制浆机。然后在设置的旋转速度2和希望的制浆温度下用所有化学物质继续制浆15分钟。

然后在16升Lamort浮选池中在160克1％稠度的干纸浆上进行分批浮选。进行浮选前，将15克CaCl₂·2H₂O加入浮选池用于水硬度调节至常用的工厂条件。

用下式由浮选进料和浮选丢弃物的质量平衡计算浮选产率：

浮选产率(％)＝(1-[总的干浮选丢弃物(克)/总的干浮选进料(克)])x100

重复制备垫(每个8克)用于浮选接受的亮度测量。亮度值是在2个垫上8次测量的平均值(每个面2次测量)，并且用TechnidyneColourTouch PC分光光度计、标准照明设备D65(平均日光)、标准观察者10°并且不用UV实现。

脱墨用的特定表面活性剂是：

-皂(通过牛脂脂肪酸皂化得到)：皂A、皂B，

-或非离子表面活性剂(烷氧基化脂肪醇)：表面活性剂A、表面活性剂B，

-或者脂肪酸和非离子表面活性剂的共混物：共混物A、共混物B。

这些不同的表面活性剂技术也可以组合。

实施例1

发泡控制添加剂(FCA)的制备

在共混机中在室温下通过喷涂使憎水性液体有机物质或不同物质的混合物吸附在二氧化硅颗粒上制备各种发泡控制添加剂(FCA)。用于不同实施例的FCA组合物的主要组分示于表1中。所有FCA可水分散但以干燥形式(作为粉末)使用。

表1

在随后的实施例2和3中，将这些发泡控制添加剂与不是本发明一部分的公知商业非水分散的憎水化矿物比较。这些商业矿物的憎水化通过特定有机类与矿物表面的化学基团的化学反应实现。这些产品是：

-产品A：憎水化滑石，

-产品B：憎水化沉淀碳酸钙，

-产品C：憎水化二氧化硅，

-产品D：憎水化二氧化硅。

在随后的实施例4中，将发泡控制添加剂与通过各种分子量和粘度的聚二甲基硅氧烷(DMPS)简单吸附在亲水性二氧化硅粉末上制备的两种其他实验憎水化非水分散的矿物比较：

-ND粉末A：吸附在二氧化硅A上的DMPS 100cps(有机/二氧化硅w/w＝1)

-ND粉末B：吸附在二氧化硅A上的DMPS 100cps+DMPS 30000cps(20％)(有机/二氧化硅w/w＝1)

这两种产品也不是本发明的一部分。

在随后的实施例5中，将发泡控制添加剂与通过使不同类型的憎水性二氧化硅粉末分散在各种油相中制备的两种不同的液体油基消泡剂制剂比较。这两种产品是用于纸浆应用的商业油基消泡剂，并且也不是本发明的一部分。

这两种产品是：

-液体消泡剂A：憎水性二氧化硅于矿物油中的分散液

-液体消泡剂B：不同憎水性二氧化硅于共混有酯的矿物油中的分散液

实施例2

制浆机	浮选
		ONP/OMG：20/80
皂A：2.5kg/t
		表面活性剂B：0.2kg/t
NaOH(50％)：15kg/t
		硅酸盐(40％)：10kg/t
H₂O₂(30％)：10kg/t
		稠度：18％
pH：10.3	时间：3min 00
		温度：47℃	温度：50℃

ONP/OMG比例为20/80。在碱性条件下实现脱墨。

在该高加入率下FCA1产品表现出浮选产率巨大增加，对浮选接受的亮度没有负面影响。

两种憎水化非水分散矿物对浮选产率没有积极影响。然而产品B表现出对浮选接受的亮度稍微积极影响。

实施例3

制浆机	浮选
		ONP/OMG：20/80
皂A：3kg/t
		NaOH(50％)：15kg/t
硅酸盐(40％)：10kg/t
		H₂O₂(30％)：10kg/t
稠度：18％
		pH：9.7	时间：2min 30
温度：47℃	温度：50℃

ONP/OMG比例为20/80。在碱性条件下实现脱墨。

在低5倍加入率下，FCA技术仍然表现出浮选产率显著增加，没有改变浮选接受的亮度。

相比，两种商业非水分散憎水化二氧化硅对浮选产率和浮选接受的亮度没有十分明显的影响。

实施例4

制浆机	浮选
		ONP/OMG：20/80
皂A：3kg/t
		NaOH(50％)：13.5kg/t
硅酸盐(40％)：10kg/t
		H₂O₂(30％)：10kg/t
稠度：20％
		pH：10.1	时间：2min 30
温度：47℃	温度：50℃

ONP/OMG比例为20/80。在碱性条件下实现脱墨。

FCA技术表现出浮选产率的重要增加，浮选接受的亮度没有显著降低。

相比，通过DMPS吸附在亲水性二氧化硅上制备的两种水分散憎水化二氧化硅对浮选产率和浮选接受的亮度具有非常有限的影响。

实施例5

制浆机	浮选
		0NP/OMG：20/80
皂A：3kg/t
		NaOH(50％)：12.5kg/t
硅酸盐(40％)：10kg/t
		H₂O₂(30％)：10kg/t
稠度：20％
		pH：9.9	时间：2min 30
温度：47℃	温度：50℃

ONP/OMG比例为20/80。在碱性条件下实现脱墨。

FCA2实现了浮选产率的重要增加，浮选接受的亮度没有损失。

相比，在制浆阶段以与FCA产品相同的活性用量加入的两种油基消泡剂对浮选产率和油墨浮选选择率没有显著影响。

实施例6

制浆机	浮选
		ONP/OMG：20/80
皂A：3kg/t
		NaOH(50％)：13kg/t
硅酸盐(40％)：10kg/t
		H₂O₂(30％)：10kg/t
稠度：20％
		pH：10.1	时间：2min 30
温度：47℃	温度：50℃

制浆机中的FCA	用量(kg/t)	浮选产率(％)	浮选接受亮度(％)
				没有FCA(参考)	0	63.0	56.2
FCA1	2	65.8	56.5
				FCA8	2	66.6	56.1

ONP/OMG比例为20/80。在碱性条件下实现脱墨。

FCA1和8均实现了浮选产率显著增加，浮选接受的亮度没有变化。

实施例7

制浆机	浮选
		ONP/OMG：50/50
皂A：3kg/t
		NaOH(50％)：14kg/t
硅酸盐(40％)：10kg/t
		H₂O₂(30％)：10kg/t
稠度：16.5％
		pH：9.6
温度：47℃	温度：50℃

与前面的例子相比，ONP/OMG比例增至50/50。对于该新的废纸组成，调节制浆稠度。在碱性条件下实现脱墨。不同浮选时间的脱墨结果示于表中。

在2个不同浮选时间下用该不同的供应组合物观察到FCA技术对浮选产率的积极影响，浮选接受的亮度没有变化。

实施例8

制浆机	浮选
		ONP/OMG：80/20
皂A：3kg/t
		NaOH(50％)：17kg/t
硅酸盐(40％)：10kg/t
		H₂O₂(30％)：10kg/t
稠度：15％
		pH：9.6	时间：2min 30
温度：47℃	温度：50℃

制浆机中的FCA	用量(kg/t)	浮选产率(％)	浮选接受亮度(％)
				没有FCA(参考)	0	73.3	45.4
FCA2	2	77.6	45.3

ONP/OMG比例再次增至80/20。对于该新的废纸组成，调节制浆稠度。在碱性条件下实现脱墨。

FCA2表现出浮选产率非常显著的增加，对浮选接受的亮度没有不利影响。

实施例9

制浆机	浮选
		ONP/OMG：95/5
皂A：3kg/t
		NaOH(50％)：19kg/t
硅酸盐(40％)：10kg/t
		H₂O₂(30％)：10kg/t
稠度：14％
		pH：10.2	时间：2min 30
温度：47℃	温度：50℃

制浆机中的FCA	用量(kg/t)	浮选产率(％)	浮选接受亮度(％)
				没有FCA(参考)	0	80.9	45.0
FCA3	2	89.2	44.9

ONP/OMG比例再次增至95/5。对于该新的废纸组成，调节制浆稠度。在碱性条件下实现脱墨。

通过与ONP/更高OMP含量条件(实施例2和3)中的脱墨试验比较；该实施例表现出在FCA3与废纸中低的杂志含量之间协同效应：浮选产率巨大增加，对浮选接受的亮度没有负面影响。

实施例10

制浆机	浮选
		ONP/OMG：0/100
共混物A：1kg/t
		NaOH(50％)：0kg/t
硅酸盐(40％)：0kg/t
		H₂O₂(30％)：0kg/t
稠度：20％
		pH：7.8	时间：2min 30
温度：35℃	温度：35℃

制浆机中的FCA	用量(kg/t)	浮选产率(％)	浮选接受亮度(％)
				没有FCA(参考)	0	79.8	64.4
FCA1	2	82.6	64.3
				FCA4	2	82.5	64.4
FCA5	2	81.4	64.4

用100％OMG实现该脱墨试验。对于该新的废纸组成，调节制浆稠度。在相当低的温度和中性条件(制浆机中不加入任何碱和过氧化氢)下实现脱墨。还由脂肪酸和非离子表面活性剂的共混物代替皂。

FCA技术提供了浮选产率的增加，浮选接受的亮度没有改变。

实施例11

制浆机	浮选
		MOW/OMG：90/10
共混物B：1kg/t
		NaOH(50％)：0kg/t
硅酸盐(40％)：0kg/t
		H₂O₂(30％)：0kg/t
稠度：20％
		pH：7.9	时间：3min 30
温度：50℃	温度：50℃

制浆机中的FCA	用量(kg/t)	浮选产率(％)	浮选接受亮度(％)
				没有FCA(参考)	0	80.8	78.3
FCA1	2	83.7	78.4
				FCA2	2	85.0	78.5

由MOW代替ONP并且OMG含量减少至10％。对于该新的废纸组成，调节制浆稠度。在中性条件下实现脱墨。脱墨表面活性剂是脂肪酸和非离子表面活性剂的共混物。

FCA技术表现出浮选产率非常显著的增加，对浮选接受的亮度没有负面影响。

实施例12

制浆机	浮选
		MOW/OMG：67/33
皂B：1.3kg/t
		表面活性剂A：1kg/t
NaOH(50％)：0kg/t
		硅酸盐(40％)：0kg/t
H₂O₂(30％)：0kg/t
		稠度：20％
pH：7.9	时间：3min 30
		温度：56℃	温度：56℃

制浆机中的FCA	用量(kg/t)	浮选产率(％)	浮选接受亮度(％)
				没有FCA(参考)	0	79.2	73.3
FCA2	2	84.0	73.5
				FCA3	4	85.8	73.0

MOW/OMG比例增至67/33。同样在较高温度和中性条件下用皂和非离子表面活性剂的组合实现脱墨。

如前面的实施例，FCA技术实施非常好，浮选产率强烈增加以及浮选接受的亮度大致不变。

理解的是当阅读本发明的上述描述时，本领域技术人员可以由此作出变化和变型。这些变化和变型包括在下面附属的非限定权利要求的精神和范围内。

Claims

1.一种使印刷废纸脱墨的方法，包括以下步骤：

b)对纸浆进行浮选以从纸浆中除去包括油墨在内的憎水性杂质，所述浮选是在包含通过用憎水性有机液体处理亲水性二氧化硅颗粒得到的改性二氧化硅的脱墨化学添加剂的存在下进行的。

2.权利要求1的方法，其中脱墨化学添加剂在制浆阶段开始时引入。

3.权利要求1或2的方法，其中脱墨化学添加剂在制浆阶段开始时以固体形式引入。

4.权利要求3的方法，其中脱墨化学添加剂作为粉末引入。

5.权利要求1的方法，其中憎水性有机液体喷雾并吸附在亲水性二氧化硅颗粒上。

6.权利要求1的方法，其中改性二氧化硅是通过在至多90℃温度下用憎水性有机液体处理亲水性二氧化硅颗粒得到的。

7.权利要求6的方法，其中温度为至多50℃。

8.权利要求1的方法，其中亲水性二氧化硅包括沉淀多孔亲水性二氧化硅粉末。

9.权利要求1或8的方法，其中亲水性二氧化硅颗粒具有0.5μm-500μm的平均粒径。

10.权利要求1或8的方法，其中亲水性二氧化硅颗粒具有5μm-100μm的平均粒径。

11.权利要求1的方法，其中脱墨化学添加剂另外包含通过用憎水性有机液体处理亲水性金属硅酸盐颗粒得到的改性金属硅酸盐。

12.权利要求1或11的方法，其中脱墨化学添加剂可分散于水和含水纸浆中。

13.权利要求1或11的方法，其中脱墨化学添加剂是通过减少纤维和填料丢弃物来增加浮选产率。

14.权利要求1或11的方法，其中憎水性有机液体选自烃油、酯油、氧化烃油、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、烷氧基化烃、聚丙二醇、脂肪醇、脂肪酸、硅油、硅酮衍生物、抗氧化剂及其混合物。

15.权利要求1的方法，其中憎水性有机液体与亲水性二氧化硅的重量比为10∶90-70∶30。

16.权利要求1或11的方法，其中基于印刷废纸的重量，脱墨化学添加剂以0.1kg/吨-20kg/吨的量引入。

17.权利要求1或11的方法，其中基于印刷废纸的重量，脱墨化学添加剂以0.5kg/吨-10kg/吨的量引入。

18.一种使印刷废纸脱墨的方法，包括以下步骤：

b)将纸浆进行浮选以从纸浆中除去包括油墨在内的憎水性杂质，所述浮选是在包含通过用憎水性有机液体处理亲水性金属硅酸盐颗粒得到的改性金属硅酸盐的脱墨化学添加剂的存在下进行的。

19.权利要求18的方法，其中憎水性金属硅酸盐选自碱土金属硅酸盐、铝硅酸盐和锌硅酸盐。

20.权利要求18或19的方法，其中脱墨化学添加剂在制浆阶段开始时引入。

21.权利要求20的方法，其中脱墨化学添加剂在制浆阶段开始时以固体形式引入。

22.权利要求21的方法，其中脱墨化学添加剂作为粉末引入。

23.权利要求22的方法，其中憎水性有机液体喷雾并吸附在亲水性金属硅酸盐颗粒上。

24.权利要求18或19的方法，其中改性金属硅酸盐通过在至多90℃温度下用憎水性有机液体处理亲水性金属硅酸盐颗粒得到的。

25.权利要求24的方法，其中温度为至多50℃。

26.权利要求18的方法，其中亲水性金属硅酸盐包括沉淀多孔亲水性金属硅酸盐粉末。

27.权利要求18或26的方法，其中亲水性金属硅酸盐颗粒具有0.5μm-500μm的平均粒径。

28.权利要求18或26的方法，其中亲水性金属硅酸盐颗粒具有5μm-100μm的平均粒径。

29.权利要求18或19的方法，其中脱墨化学添加剂可分散于水和含水纸浆中。

30.权利要求18或19的方法，其中脱墨化学添加剂是通过减少纤维和填料丢弃物来增加浮选产率。

31.权利要求18或19的方法，其中憎水性有机液体选自烃油、酯油、氧化烃油、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、烷氧基化烃、聚丙二醇、脂肪醇、脂肪酸、硅油、硅酮衍生物、抗氧化剂及其混合物。

32.权利要求18的方法，其中憎水性有机液体与亲水性金属硅酸盐的重量比为10∶90-70∶30。

33.权利要求18或19的方法，其中基于印刷废纸的重量，脱墨化学添加剂以0.1kg/吨-20kg/吨的量引入。

34.权利要求18或19的方法，其中基于印刷废纸的重量，脱墨化学添加剂以0.5kg/吨-10kg/吨的量引入。