CN103061183A - 一种用于配抄高档印刷纸的废纸脱墨浆的制浆工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制浆造纸技术领域，一种用于配抄高档印刷纸的废纸脱墨浆的制浆工艺，包括以下工序：碎浆、高浓除砂、粗筛、中浓除砂、精筛、浮选、浓缩、热分散、漂白、回水和胶粘物处理；所述碎浆工序为：将废纸和水置于高浓水力碎浆机中，高浓水力碎浆机中加入相对废纸绝干重量0.1%～1.8%的脱墨剂、0.1%～0.8%的复配生物酶和0.1～2.0%的表面活性剂，控制碎浆浓度为10～20%，温度为50～60℃，碎浆时间为10～30min，保温0～20min，得到碎解后的脱墨浆。本发明制成的废纸脱墨浆白度高，胶粘物去除率高，尘埃去除率高，总结合油墨含量（ERIC）去除率高，满足高档印刷用纸的要求。

Description

一种用于配抄高档印刷纸的废纸脱墨浆的制浆工艺

技术领域

本发明涉及制浆造纸技术领域，具体的说是一种用于配抄高档印刷纸的废纸脱墨浆的制浆工艺。 

背景技术

废纸已成为造纸工业的重要来源，所占比重越来越大，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等三大问题的有效途径。扩大废纸原料回收利用的前提是必须拓展废纸浆的利用领域，而脱墨是废纸回用技术的关键。 

目前，废纸脱墨所采用的方法主要有碱法化学脱墨和酶脱墨。传统的碱法化学脱墨需加入很多的化学药品，从而引起脱墨废水污染负荷的增加，成浆白度低，残余油墨含量较高，纸张尘埃度高，微细胶粘物含量高等问题；含有较多机械浆的废纸在碱法脱墨过程中会发生“碱变黑”现象，从而引起纸浆白度的降低，此外，传统的化学脱墨不利于纸浆滤水性能和强度性能的改善，随着废纸种类及油墨配方的日趋复杂，利用单一的传统化学法脱墨存在着脱墨浆质量难以提高，污染较严重等缺点。 

与传统的化学脱墨相比，生物酶法脱墨就是利用生物酶处理废纸、并辅以浮选和/或洗涤从而除去油墨的工艺技术。其脱墨主要有两种途径，一种途径是利用生物酶直接攻击油墨使油墨降解，如脂肪酶、酯酶等是以分解油脂酯键为主的水解酶，在脱墨过程中主要是以分解油墨与纤维表面的连接料的方式释放出油墨粒子，对纤维强度和纸浆得率的影响较小。另一种途径是通过改变纤维表面或附近的连接键使油墨脱离，并借助洗涤、浮选或两者结合的方法将脱离下来的油墨粒子除去，如纤维素酶、半纤维素酶、木素降解酶等。生物脱墨法具有很多优点：可以提高油墨的去除率，增进了废纸浆的白度，提高了纸浆的得率，增进了灰分的去除，改善纸浆的物理特性（如滤水性），减少废纸处理过程中BOD和COD，大大降低脱墨和废水处理的化学品用量等。但是这种脱墨方式制成的脱墨浆只能生产新闻纸、包装纸等中低档产品，无法满足配抄胶版印刷纸、复印纸，LWC、铜版纸等中高档印刷用纸的要求，而且目前大多数采用纤维素酶和半纤维素酶的方式用于废纸脱墨的方式虽然脱墨效果好，但对纸浆强度和得率损害很大。 

同时，废纸制浆的漂白过程分散在过程水中或浆水体系中的亲脂性胶体物质以及溶解在水中的非纤维素物质被称为胶粘物，这些胶粘物的积累会降低纸机的运行性能和产品质量，因此对于胶粘物的处理也是制浆工艺中的重要工序，现有的处理方法主要包括化学法和酶处理法，化学法往往需要加入较多的化学品，同时并非对任何胶粘物都有效，而单纯的酶处理法对胶粘物的控制程度也往往达不到高档纸品的要求。 

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于配抄高档印刷纸的废纸脱墨浆的制浆工艺，通过改善废纸的脱墨工艺和制浆工序，使得脱墨浆的白度大大提高、胶粘物和尘埃大大降低，使得脱墨浆浆料的质量满足配抄抄胶版印刷纸、复印纸，LWC、铜版纸等中高档印刷用纸的要求。 

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于配抄高档印刷纸的废纸脱墨浆的制浆工艺，包括以下工序：碎浆、高浓除砂、粗筛、中浓除砂、精筛、浮选、浓缩、热分散、漂白、回水和胶粘物处理； 

  所述碎浆工序为：将废纸和水置于高浓水力碎浆机中，高浓水力碎浆机中加入相对废纸绝干重量0.1%～1.8%的脱墨剂、0.1%～0.8%的复配生物酶和0.1～2.0%的表面活性剂，控制碎浆浓度为10～20%，温度为50～60℃，碎浆时间为10～30min，保温0～20min，得到碎解后的脱墨浆。

作为上述技术方案的进一步改进： 

所述碎浆工序中废纸配比为35%～65%#37办公室废纸：5%～45%#8 旧报纸：10%～30%#10旧杂志纸。

所述高浓除砂工序为：碎解后的脱墨浆进入高浓除砂器进行初步净化，进浆浓度为3.5～4.0%，进浆压力为210～270kPa； 

所述粗筛工序为：对经初步净化后的脱墨浆进行筛选，筛选工作压差为32～38kPa，进浆压力为160～210kPa；

所述中浓除砂工序为：经过粗筛后的脱墨浆进入中浓除砂器，进浆压力为200～280kPa，出口压力为60～100kPa；

所述精筛工序为：经中浓除砂后的脱墨浆进行精筛，精筛进浆压力为260～280kPa，出口压差为25～35kPa。

 所述浮选工序为：经过除砂器的脱墨浆进入浮选槽，在浮选槽中将脱墨浆加水稀释至浆浓1～1.5%，在浮选槽中加入相对绝干浆量0.12～2.0%的脱墨剂，控制通气量为10-20m3/h，压力为0.3～1.0MPa，控制浮选温度为40～60℃，PH值7.0～8.5，浮选时间5～30min。 

    所述浓缩工序为：浮选后的脱墨浆进入多圆盘浓缩机进行浓缩，多圆盘浓缩机的进浆温度为50～60℃，液位为80～90%； 

    所述热分散工序为：浓缩后的脱墨浆进入热分散机内进行热分散，温度为90～110℃，pH值9～11，比能70～80kwh/t,浓度为25～30%；

所述漂白工序为：热分散后的碎浆进入漂白塔，漂白塔加入相对绝干浆量1.0～3.0%的过氧化氢、2～4%的硅酸钠、2～4%的氢氧化钠、0.05～0.1%硫酸镁和0.02%～0.1%乙二胺四乙酸，控制碎浆浓度为20～28%，温度为60～90℃，时间为2～4h；

所述回水工序为：采用APAM+PAC对回路水进行处理，APAM用量1～2ppm,PAC用量15～45ppm。

 所述胶粘物处理工序为：在漂白后的脱墨浆中加入果胶酶进行酶处理，果胶酶用量为30～150g/吨浆，酶处理温度45～75℃，时间2～6h，PH值7.5～10。 

 进一步的，所述果胶酶为碱性果胶酶，酶活为3000APSU。 

进一步的，所述的脱墨剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇甲硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇甲油酸酯中的一种或他们的任意组合。 

 进一步的，所述的复配生物酶由50%纤维素酶和50%的脂肪酶组成。 

 进一步的，所述的表面活性剂为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂或非离子表面活性剂，阴离子型表面活性剂为硬脂酸，十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或他们的任意组合； 

阳离子型表面活性剂为十六烷基二甲基氯化铵、十二烷基二甲基氧化胺、阳离子瓜尔胶、阳离子泛醇、阳离子硅油中的一种或他们的任意组合；

非离子表面活性剂为烷基醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或他们的任意组合。

生产高档印刷纸所用脱墨浆的质量要求较高，尤其是白度要求相对较高，更重要的是胶粘物和尘埃斑点要少。脱墨浆料的白度就要求越高，胶粘物和尘埃要求越低，脱墨浆配用比例越高，成纸白度就越高。经过生产实践表明，脱墨浆配抄白度超过90%ISO、配用量超过40%的高档印刷用纸时脱墨浆的白度（非荧光）应大于75%ISO，胶粘物应小于100mm/kg,尘埃度应小于100mm/kg，ERIC（总结合油墨含量)应小于100ppm。如果配抄白度大于98%ISO复印纸产品时，脱墨浆的白度（非荧光）应大于82%ISO，尘埃度应小于50mm/kg，胶粘物应小于50mm/kg，ERIC（总结合油墨含量）应小于50ppm。 

本发明采用了化学脱墨法和生物脱墨法进行结合制作脱墨浆，通过脱墨剂的复配使用：从碎浆白度、总油墨含量、浮选效果、纤维流失、使用成本等方面进行综合研究，系统评估，优选出了脱墨剂类型。选用三种类型的脱墨剂进行了复配使用，并根据不同供应商的产品使用的工况和控制参数的差异在生产应用中进行了调整。例如基于废纸配比中印刷类废纸如#10旧杂志纸比例越高，则阴离子表面活性剂的综合性能较优；#8 旧报纸的比例越高，则化学脱墨剂更有利于有效地脱除油墨、分散油墨、润胀纤维，增溶和胶溶；#37办公室废纸比例越高，则复配生物酶的脱墨效率高，且对纤维的损伤降至最低。本发明比单纯用化学脱墨法或比单纯用生物脱墨法能是的脱墨浆白度提高3%～5%，尘埃度降低4～8%，成浆残余油墨降低3～6%，脱墨效率高。 

采用高浓除砂、粗筛、中浓除砂、精筛组合，高效除去废杂物和胶粘物，通过高浓除砂，除去砂石、纤维束、铁块等粗杂质，然后通过粗筛初选后进入中浓除砂除去浆料中所含的胶粘物，浮选后的脱墨浆经精筛除去大部分的胶粘物，再经多圆盘洗涤浓缩。 

采用热分散使得废杂物的颗粒变小，通过分散，减小了脱墨浆中杂质的颗粒大小，从而易于被后续工序除去，或者减少到肉眼看不见的程度，不再影响纸的外观质量。 

采用果胶酶处理胶粘物，大幅度降低脱墨浆中的的阳电荷需要量，从而大大降低生产中阳离子聚合物的加入量或取消这类阳离子聚合物的加入，提高了细小纤维的留住率和阴离子DCS在纤维上的吸附留着，而且能将胶粘物分解成为微小胶粘物，使胶粘物的基本组分失去/降低粘性，使微小胶粘物很难在系统中重新聚合。通过对胶粘物的有效控制，纸机的运行效率大大改善。 

本发明的有益效果是：本发明所配抄高档印刷纸的废纸脱墨浆特性，白度增值（%ISO）≥18；胶粘物去除率≥99%，尘埃去除率≥99%；总结合油墨含量（ERIC）去除率≥75%；阳离子电荷需求量PCD（ueq/1）≤280；纤维得率≥68%,使得脱墨浆浆料的质量满足配抄抄胶版印刷纸、复印纸，LWC、铜版纸等中高档印刷用纸的要求，使得废纸的回收和再利用得到充分的循环、减少纸张生产对国内林木资源的消耗，给造纸企业带来最大的经济效益的同时又能保护环境和节约资源，对我国造纸业健康发展和对中国造纸安全起着重要作用且意义深远。 

具体实施方式

实施例1： 

将35%#37办公室废纸，45%#8 旧报纸，20%#10旧杂志纸1500公斤的废纸经分选后通过链板输送机送入高浓水力碎浆机，经过碎浆、高浓除砂、粗筛、中浓除砂、精筛、浮选、浓缩、热分散、漂白、回水和胶粘物处理，废纸经过以上工序后得到脱墨浆。

所述碎浆工序为：将废纸和水置于高浓水力碎浆机中，高浓水力碎浆机中加入相对废纸绝干重量1.8%的脱墨剂、0.1%的复配生物酶和1.0%的表面活性剂，脱墨剂为十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠的组合；复配生物酶由50%纤维素酶和50%的脂肪酶组成；表面活性剂为非离子表面活性剂为烷基醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚组合，控制碎浆浓度为10%，温度为60℃，碎浆时间为10min，保温20min，得到碎解后的脱墨浆。 

所述高浓除砂工序为：碎解后的脱墨浆进入高浓除砂器进行初步净化，进浆浓度为3.5～4.0%，进浆压力为210～270kPa，排渣时间为2～4s； 

所述粗筛工序为：对经初步净化后的脱墨浆进行筛选，筛选工作压差为32～38kPa，进浆压力为160～210kPa；

所述中浓除砂工序为：经过粗筛后的脱墨浆进入中浓除砂器，进浆压力为200～280kPa，出口压力为60～100kPa；

所述精筛工序为：经中浓除砂后的脱墨浆进行精筛，精筛进浆压力为260～280kPa，出口压差为25～35kPa。

所述浮选工序为：经过除砂器的脱墨浆进入浮选槽，在浮选槽中将脱墨浆加水稀释至浆浓1.5%，在浮选槽中加入相对绝干浆量0.12%的脱墨剂，所述脱墨剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚的组合，控制通气量为10-20m3/h，压力为0.3～1.0MPa，控制浮选温度为40～60℃，PH值7.0～8.5，浮选时间5～30min。 

所述浓缩工序为：浮选后的脱墨浆进入多圆盘浓缩机进行浓缩，多圆盘浓缩机的进浆温度为50～60℃，液位为80～90%； 

    所述热分散工序为：浓缩后的脱墨浆进入热分散机内进行热分散，温度为90～110℃，pH值9～11，比能70～80kwh/t,浓度为25～30%；

所述漂白工序为：热分散后的碎浆进入漂白塔，漂白塔加入相对绝干浆量1.0～3.0%的过氧化氢、2～4%的硅酸钠、2～4%的氢氧化钠、0.05～0.1%硫酸镁和0.02%～0.1%乙二胺四乙酸，控制碎浆浓度为20～28%，温度为60～90℃，时间为2～4h；

所述回水工序为：采用APAM+PAC对回路水进行处理，APAM用量1～2ppm,PAC用量15～45ppm。

所述胶粘物处理工序为：在漂白后的脱墨浆中加入果胶酶进行酶处理，所述果胶酶为碱性果胶酶，酶活为3000APSU。果胶酶用量为150g/吨浆，酶处理温度45℃，时间2h，PH值7.5。 

制得的脱墨浆特性：脱墨浆的白度（非荧光）75%ISO，尘埃度55mm/kg，裂断长（纵向）4600m，撕裂指数12.0mN*㎡/g；胶粘物≤80mm/kg，ERIC（总结合油墨含量）小于70ppm。 

实施例2： 

将65%#37办公室废纸，5%#8 旧报纸，30%#10旧杂志纸1500公斤的废纸经分选后通过链板输送机送入高浓水力碎浆机，经过碎浆、高浓除砂、粗筛、中浓除砂、精筛、浮选、浓缩、热分散、漂白、回水和胶粘物处理，废纸经过以上工序后得到脱墨浆。

所述碎浆工序为：将废纸和水置于高浓水力碎浆机中，高浓水力碎浆机中加入相对废纸绝干重量0.1%的脱墨剂、0.8%的复配生物酶和2%的表面活性剂，脱墨剂为失水山梨醇甲硬脂酸酯和聚氧乙烯失水山梨醇甲油酸酯的组合；复配生物酶由50%纤维素酶和50%的脂肪酶组成；表面活性剂为阴离子型表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠的组合，控制碎浆浓度为20%，温度为50℃，碎浆时间为30min，保温0～5min，得到碎解后的脱墨浆。 

所述高浓除砂工序为：碎解后的脱墨浆进入高浓除砂器进行初步净化，进浆浓度为3.5～4.0%，进浆压力为210～270kPa，排渣时间为2～4s； 

所述粗筛工序为：对经初步净化后的脱墨浆进行筛选，筛选工作压差为32～38kPa，进浆压力为160～210kPa；

所述中浓除砂工序为：经过粗筛后的脱墨浆进入中浓除砂器，进浆压力为200～280kPa，出口压力为60～100kPa；

所述精筛工序为：经中浓除砂后的脱墨浆进行精筛，精筛进浆压力为260～280kPa，出口压差为25～35kPa。

所述浮选工序为：经过除砂器的脱墨浆进入浮选槽，在浮选槽中将脱墨浆加水稀释至浆浓1.0%，在浮选槽中加入相对绝干浆量2.0%的脱墨剂，所述脱墨剂为十二烷基苯磺酸钠，控制通气量为10-20m3/h，压力为0.3～1.0MPa，控制浮选温度为40～60℃，PH值7.0～8.5，浮选时间5～30min。 

所述浓缩工序为：浮选后的脱墨浆进入多圆盘浓缩机进行浓缩，多圆盘浓缩机的进浆温度为50～60℃，液位为80～90%； 

    所述热分散工序为：浓缩后的脱墨浆进入热分散机内进行热分散，温度为90～110℃，pH值9～11，比能70～80kwh/t,浓度为25～30%；

所述漂白工序为：热分散后的碎浆进入漂白塔，漂白塔加入相对绝干浆量1.0～3.0%的过氧化氢、2～4%的硅酸钠、2～4%的氢氧化钠、0.05～0.1%硫酸镁和0.02%～0.1%乙二胺四乙酸，控制碎浆浓度为20～28%，温度为60～90℃，时间为2～4h；

所述回水工序为：采用APAM+PAC对回路水进行处理，APAM用量1～2ppm,PAC用量15～45ppm。

所述胶粘物处理工序为：在漂白后的脱墨浆中加入果胶酶进行酶处理，所述果胶酶为碱性果胶酶，酶活为3000APSU。果胶酶用量为30g/吨浆，酶处理温度75℃，时间2～6h，PH值10。 

制得的脱墨浆特性：脱墨浆的白度（非荧光）80%ISO，尘埃度50mm/kg，裂断长（纵向）4300m，撕裂指数11.0mN*㎡/g；胶粘物≤85mm/kg，ERIC（总结合油墨含量）小于75ppm。 

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。 

Claims (10)

1.一种用于配抄高档印刷纸的废纸脱墨浆的制浆工艺，其特征在于，包括以下工序：碎浆、高浓除砂、粗筛、中浓除砂、精筛、浮选、浓缩、热分散、漂白、回水和胶粘物处理；

    所述碎浆工序为：将废纸和水置于高浓水力碎浆机中，高浓水力碎浆机中加入相对废纸绝干重量0.1%～1.8%的脱墨剂、0.1%～0.8%的复配生物酶和0.1～2.0%的表面活性剂，控制碎浆浓度为10～20%，温度为50～60℃，碎浆时间为10～30min，保温0～20min，得到碎解后的脱墨浆。

2.根据权利要求1所述的一种用于配抄高档印刷纸的废纸脱墨浆的制浆工艺，其特征在于，所述碎浆工序中废纸配比为35%～65%#37办公室废纸：5%～45%#8 旧报纸：10%～30%#10旧杂志纸。

3.根据权利要求1所述的一种用于配抄高档印刷纸的废纸脱墨浆的制浆工艺，其特征在于，所述高浓除砂工序为：碎解后的脱墨浆进入高浓除砂器进行初步净化，进浆浓度为3.5～4.0%，进浆压力为210～270kPa；

所述粗筛工序为：对经初步净化后的脱墨浆进行筛选，筛选工作压差为32～38kPa，进浆压力为160～210kPa；

所述中浓除砂工序为：经过粗筛后的脱墨浆进入中浓除砂器，进浆压力为200～280kPa，出口压力为60～100kPa；

所述精筛工序为：经中浓除砂后的脱墨浆进行精筛，精筛进浆压力为260～280kPa，出口压差为25～35kPa。

4.根据权利要求1所述的一种用于配抄高档印刷纸的废纸脱墨浆的制浆工艺，其特征在于，所述浮选工序为：经过除砂器的脱墨浆进入浮选槽，在浮选槽中将脱墨浆加水稀释至浆浓1～1.5%，在浮选槽中加入相对绝干浆量0.12～2.0%的脱墨剂，控制通气量为10～20m3/h，压力为0.3～1.0MPa，控制浮选温度为40～60℃，PH值7.0～8.5，浮选时间5～30min。

5.根据权利要求1所述的一种用于配抄高档印刷纸的废纸脱墨浆的制浆工艺，其特征在于，所述浓缩工序为：浮选后的脱墨浆进入多圆盘浓缩机进行浓缩，多圆盘浓缩机的进浆温度为50～60℃，液位为80～90%；

    所述热分散工序为：浓缩后的脱墨浆进入热分散机内进行热分散，温度为90～110℃，PH值9～11，比能70～80kwh/t,浓度为25～30%；

所述漂白工序为：热分散后的碎浆进入漂白塔，漂白塔加入相对绝干浆量1.0～3.0%的过氧化氢、2～4%的硅酸钠、2～4%的氢氧化钠、0.05～0.1%硫酸镁和0.02%～0.1%乙二胺四乙酸，控制碎浆浓度为20～28%，温度为60～90℃，时间为2～4h；

所述回水工序为：采用APAM+PAC对回路水进行处理，APAM用量1～2ppm,PAC用量15～45ppm。

6.根据权利要求1所述的一种用于配抄高档印刷纸的废纸脱墨浆的制浆工艺，其特征在于，所述胶粘物处理工序为：在漂白后的脱墨浆中加入果胶酶进行酶处理，果胶酶用量为30～150g/吨浆，酶处理温度45～75℃，时间2～6h，PH值7.5～10。

7.根据权利要求6所述的一种用于配抄高档印刷纸的废纸脱墨浆的制浆工艺，其特征在于，所述果胶酶为碱性果胶酶，酶活为3000APSU。

8.根据权利要求1至7任一所述的一种用于配抄高档印刷纸的废纸脱墨浆的制浆工艺，其特征在于，所述的脱墨剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇甲硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇甲油酸酯中的一种或他们的任意组合。

9.根据权利要求1至7任一所述的一种用于配抄高档印刷纸的废纸脱墨浆的制浆工艺，其特征在于，所述的复配生物酶由50%纤维素酶和50%的脂肪酶组成。

10.根据权利要求1至7任一所述的一种用于配抄高档印刷纸的废纸脱墨浆的制浆工艺，其特征在于，所述的表面活性剂为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂或非离子表面活性剂，阴离子型表面活性剂为硬脂酸，十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或他们的任意组合；

阳离子型表面活性剂为十六烷基二甲基氯化铵、十二烷基二甲基氧化胺、阳离子瓜尔胶、阳离子泛醇、阳离子硅油中的一种或他们的任意组合；

非离子表面活性剂为烷基醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或他们的任意组合。