CN107974855A - 一种纸张脱墨方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纸浆造纸领域，特别涉及一种纸张脱墨方法。本发明先通过蒸汽使木质纤维吸收水分膨胀，由于水分子进入纸纤维，纤维段变长，纸张韧带纤维活动性变差，纤维之间缝隙变大，从而使粘结料与纤维之间的粘结力变弱，再通过利用酯类溶剂对粘结料进行溶解，从而削弱油墨与纸张纤维之间的粘结力，使油墨能成为油垢而除去，再通过沙蒿籽制作絮凝剂对其进行处理，从而减少其对环境的污染，同时还利用印染废水污泥，从印染废水污泥中提取一种脱色菌，从而使油墨可以与纤维素分离，同时菌液还能够对新型纸张起到防霉的作用，在整个脱墨过程中没有加入碱等其他化学试剂，没有发生其他化学反应，对纤维素无损害，从而提高废纸张的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及纸浆造纸领域，特别涉及一种纸张脱墨方法。
背景技术
由于植物资源日益短缺以及对环境保护的要求提高，废纸的回收利用已经受到世界各国的重点关注。废纸制浆具有节省原生纤维、减少环境污染、降低能耗等优点，具有良好的经济效益和社会效益。废纸回收利用的一个重要技术就是脱墨工艺，而在废纸脱墨过程中，脱墨剂的应用是最关键的一步。脱墨基本原理为：浸泡纸浆，待纸浆纤维松散后用脱墨剂破坏废纸纤维与油墨及有色颜料之间的粘附力，降低印刷废纸油墨的表面张力，乳化油墨中的油份，从而剥离纸纤维上的碳离子或其它有色离子，并与碳离子或其它有色粒子形成胶体，然后采用浮选和洗涤方法使其脱离纸纤维。这个过程中常会使用脱墨剂，脱墨剂能使废纸纤维和油墨分离的，破坏油墨对纸纤维的黏附力，使油墨从纤维上剥离并分散于水中。
目前废纸脱墨生产中应用最广泛和最有效的脱墨剂。浮选法脱墨剂主要包括阴离子脂肪酸皂(钠皂)类、非离子脂肪醇类和脂肪醚类、复合型表面活性剂类、生物酶类等，其中阴离子脂肪酸皂(钠皂)和表面活性剂复配类脱墨剂一直是国内外市场上应用最重要的两种脱墨剂。废纸脱墨工艺采用的脱墨剂由各种化学表面活性剂复配制得，大多以油溶乳剂或其他形式存在。废纸脱墨，国内外通常采用传统的碱法化学脱墨，添加的化学脱墨剂大多含脂肪酸类表面活性剂，溶剂采用汽油等易燃、易爆、易挥发的化学物质。脱墨过程中，脱墨剂中过多的游离脂肪酸与碳粒形成块状胶体，增加了纸浆中的斑点，影响后续抄造纸工序；脱墨剂中采用的易燃、易爆化学溶解剂，也给脱墨剂的制备、储存、运输及使用带来许多不便及隐患。此外，化学脱墨剂和生物酶脱墨剂，在脱墨过程中均需加入NaOH，对纸有强烈的腐蚀性，脱墨效率低，且产生大量深色污水，污染环境。
现有的各种脱墨剂，因所针对的废纸原料不同或者本身生产技术水平等因素导致了其产品性能良莠不齐，对油墨的脱除效率普遍较低，或者有的脱墨剂在产品生产过程中添加了太多的滑石粉等无机填料，导致经过脱墨处理后的废纸制浆灰分太高，不利于进一步漂白处理，或者不利于浆料档次的提升。同时，由于印刷油墨的质量不断改进，所以很多现有的废纸脱墨剂已经不能够满足现有废纸脱墨技术。
因此，需要开发高效脱墨剂，提高废纸的油墨去除率，同时提高废纸浆品质、节约能源，并实现清洁生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前传统的脱墨方法使用的化学脱墨剂化学脱墨剂在脱墨过程中均需加入NaOH，对纸有强烈的腐蚀性，导致脱墨效率低的问题，提供一种纸张脱墨方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种纸张脱墨的方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将纸张放入蒸汽室中，通入蒸汽，20~25min后取出，得蒸后的纸张，将蒸后的纸张、混合液进行混合，加热至温度90~100℃，时间为3~4min，待温度降至30~40℃后，再加入混合物质量2~3%的絮凝剂进行处理30~40min，得处理后的纸张；
（2）将处理后的纸张、脱色菌液进行混合，静置1~2h，得脱色后的纸张；
（3）将脱色后的纸张用水洗涤，得洗涤后的纸张，将洗涤后的纸张进行冷冻干
燥，即完成纸张脱墨。
所述步骤（1）中蒸后的纸张、混合液的质量比1：3~4。
所述步骤（1）中混合液是按重量份数计，取 35~40份碳酸二甲酯、30~35份乙二醇二醋酸酯、30~35份乙酸仲丁酯、3~5份二元酸酯、1~2份乙酸-2-乙基己酯，将碳酸二甲酯、乙酸叔丁酯、乙酸仲丁酯投入混合料桶中，经电动高速分散机分散均匀5~10min，速率为2000~3000r/min，再投入二元酸酯、乙酸-2-乙基己酯，再经电动高速分散机分散均匀3~5min，速率为2000~4000r/min，即得混合液。
所述步骤（1）中絮凝剂是按质量比1：3~4，将沙蒿籽、1.0mol/L盐酸溶液进行混合，静置30~40min，过滤，得滤渣，将滤渣用水洗涤，得洗涤后的滤渣，将洗涤后滤渣在温度50~60℃下烘干，得烘干物，将烘干物放入粉碎机中粉碎，过50~60目筛，得过筛物，按质量比1：3~4，将过筛物、 温度为40~50℃ 的蒸馏水在恒温水浴中以500~800r/min进行搅拌5~10min后，用2~3层医用纱布过滤，得滤液，即得絮凝剂。
所述步骤（2）中处理后的纸张、脱色菌液的质量比1：3~4。
所述步骤（2）中脱色菌液是按重量份数计，取20~30份水、10~15份蛋白胨、5~8份牛肉膏、4~5份磷酸二氢钠、0.2~0.5份硫酸镁进行混合，高温灭菌，得液体培养基，按质量比1：3~4，将印染废水污泥、液体培养基进行以1000~2000rpm进行离心培养5~8min，取上清液，按重量份数计，取20~30份水、10~15份蛋白胨、5~8份牛肉膏、4~7份葡萄糖进行混合，高温灭菌，得固体培养基，用接种环浸入上清液中3~4s，并在固体培养基中划线2~3次，在温度28~32℃下培养3~4d，得菌径最大的菌落，将菌径最大的菌落放入摇瓶发酵培养基中发酵，在温度25~35℃，150~300rpm条件下发酵30~36h，即得脱色菌液。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：本发明先通过蒸汽使木质纤维吸收水分膨胀，由于水分子进入纸纤维，纤维段变长，纸张韧带纤维活动性变差，纤维之间缝隙变大，从而使粘结料与纤维之间的粘结力变弱，再通过利用酯类溶剂对粘结料进行溶解，从而削弱油墨与纸张纤维之间的粘结力，使油墨能成为油垢而除去，再通过沙蒿籽制作絮凝剂对其进行处理，从而减少其对环境的污染，同时本发明还利用印染废水污泥，一方面实现废物资源利用，另一方面从印染废水污泥中提取一种脱色菌，从而使油墨可以与纤维素分离，同时菌液还能够对新型纸张起到防霉的作用，在整个脱墨过程中没有加入碱等其他化学试剂，没有发生其他化学反应，对纤维素无损害，从而提高废纸张的利用率。
具体实施方式
混合液是按重量份数计，取 35~40份碳酸二甲酯、30~35份乙二醇二醋酸酯、30~35份乙酸仲丁酯、3~5份二元酸酯、1~2份乙酸-2-乙基己酯，将碳酸二甲酯、乙酸叔丁酯、乙酸仲丁酯投入混合料桶中，经电动高速分散机分散均匀5~10min，速率为2000~3000r/min，再投入二元酸酯、乙酸-2-乙基己酯，再经电动高速分散机分散均匀3~5min，速率为2000~4000r/min，即得混合液。
絮凝剂是按质量比1：3~4，将沙蒿籽、1.0mol/L盐酸溶液进行混合，静置30~40min，过滤，得滤渣，将滤渣用水洗涤，得洗涤后的滤渣，将洗涤后滤渣在温度50~60℃下烘干，得烘干物，将烘干物放入粉碎机中粉碎，过50~60目筛，得过筛物，按质量比1：3~4，将过筛物、温度为40~50℃ 的蒸馏水在恒温水浴中以500~800r/min进行搅拌5~10min后，用2~3层医用纱布过滤，得滤液，即得絮凝剂。
脱色菌液是按重量份数计，取20~30份水、10~15份蛋白胨、5~8份牛肉膏、4~5份磷酸二氢钠、0.2~0.5份硫酸镁进行混合，高温灭菌，得液体培养基，按质量比1：3~4，将印染废水污泥、液体培养基进行以1000~2000rpm进行离心培养5~8min，取上清液，按重量份数计，取20~30份水、10~15份蛋白胨、5~8份牛肉膏、4~7份葡萄糖进行混合，高温灭菌，得固体培养基，用接种环浸入上清液中3~4s，并在固体培养基中划线2~3次，在温度28~32℃下培养3~4d，得菌径最大的菌落，将菌径最大的菌落放入摇瓶发酵培养基中发酵，在温度25~35℃，150~300rpm条件下发酵30~36h，即得脱色菌液。
一种纸张脱墨的方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将纸张放入蒸汽室中，通入蒸汽，20~25min后取出，得蒸后的纸张，按质量比1：3~4，将蒸后纸张、混合物进行混合，加热至温度90~100℃，时间为3~4min，待温度降至30~40℃后，再加入混合物质量2~3%的絮凝剂进行处理30~40min，得处理后的纸张；
（2）按质量比1：3~4，将处理后的纸张、脱色菌液进行混合，静置1~2h，得脱
色后的纸张；
（3）将脱色后的纸张用水洗涤，得洗涤后的纸张，将洗涤后的纸张进行冷冻干
燥，即完成纸张脱墨。
实施例1
混合液是按重量份数计，取 35份碳酸二甲酯、30份乙二醇二醋酸酯、30份乙酸仲丁酯、3份二元酸酯、1份乙酸-2-乙基己酯，将碳酸二甲酯、乙酸叔丁酯、乙酸仲丁酯投入混合料桶中，经电动高速分散机分散均匀5min，速率为2000r/min，再投入二元酸酯、乙酸-2-乙基己酯，再经电动高速分散机分散均匀3min，速率为2000r/min，即得混合液。
絮凝剂是按质量比1：3，将沙蒿籽、1.0mol/L盐酸溶液进行混合，静置30min，过滤，得滤渣，将滤渣用水洗涤，得洗涤后的滤渣，将洗涤后滤渣在温度50℃下烘干，得烘干物，将烘干物放入粉碎机中粉碎，过50目筛，得过筛物，按质量比1：3，将过筛物、 温度为40℃ 的蒸馏水在恒温水浴中以500r/min进行搅拌5min后，用2层医用纱布过滤，得滤液，即得絮凝剂。
脱色菌液是按重量份数计，取20份水、10份蛋白胨、5份牛肉膏、4份磷酸二氢钠、0.2份硫酸镁进行混合，高温灭菌，得液体培养基，按质量比1：3，将印染废水污泥、液体培养基进行以1000rpm进行离心培养5min，取上清液，按重量份数计，取20份水、10份蛋白胨、5份牛肉膏、4份葡萄糖进行混合，高温灭菌，得固体培养基，用接种环浸入上清液中3s，并在固体培养基中划线2次，在温度28℃下培养3d，得菌径最大的菌落，将菌径最大的菌落放入摇瓶发酵培养基中发酵，在温度25℃，150rpm条件下发酵30h，即得脱色菌液。
一种纸张脱墨的方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将纸张放入蒸汽室中，通入蒸汽，20min后取出，得蒸后的纸张，按质量比1：3，将蒸后纸张、混合物进行混合，加热至温度90℃，时间为3min，待温度降至30~40℃后，再加入混合物质量2%的絮凝剂进行处理30min，得处理后的纸张；
（2）按质量比1：3，将处理后的纸张、脱色菌液进行混合，静置1h，得脱
色后的纸张；
（3）将脱色后的纸张用水洗涤，得洗涤后的纸张，将洗涤后的纸张进行冷冻干
燥，即完成纸张脱墨。
实施例2
混合液是按重量份数计，取 37份碳酸二甲酯、32份乙二醇二醋酸酯、32份乙酸仲丁酯、4份二元酸酯、1份乙酸-2-乙基己酯，将碳酸二甲酯、乙酸叔丁酯、乙酸仲丁酯投入混合料桶中，经电动高速分散机分散均匀7min，速率为2500r/min，再投入二元酸酯、乙酸-2-乙基己酯，再经电动高速分散机分散均匀4min，速率为3000r/min，即得混合液。
絮凝剂是按质量比1：3，将沙蒿籽、1.0mol/L盐酸溶液进行混合，静置35min，过滤，得滤渣，将滤渣用水洗涤，得洗涤后的滤渣，将洗涤后滤渣在温度55℃下烘干，得烘干物，将烘干物放入粉碎机中粉碎，过55目筛，得过筛物，按质量比1：3，将过筛物、 温度为45℃ 的蒸馏水在恒温水浴中以700r/min进行搅拌7min后，用2层医用纱布过滤，得滤液，即得絮凝剂。
脱色菌液是按重量份数计，取25份水、13份蛋白胨、7份牛肉膏、4份磷酸二氢钠、0.3份硫酸镁进行混合，高温灭菌，得液体培养基，按质量比1：3，将印染废水污泥、液体培养基进行以1500rpm进行离心培养7min，取上清液，按重量份数计，取25份水、13份蛋白胨、7份牛肉膏、5份葡萄糖进行混合，高温灭菌，得固体培养基，用接种环浸入上清液中3s，并在固体培养基中划线2次，在温度30℃下培养3d，得菌径最大的菌落，将菌径最大的菌落放入摇瓶发酵培养基中发酵，在温度30℃，200rpm条件下发酵33h，即得脱色菌液。
一种纸张脱墨的方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将纸张放入蒸汽室中，通入蒸汽，23min后取出，得蒸后的纸张，按质量比1：3~4，将蒸后纸张、混合物进行混合，加热至温度95℃，时间为3min，待温度降至35℃后，再加入混合物质量2%的絮凝剂进行处理35min，得处理后的纸张；
（2）按质量比1：4，将处理后的纸张、脱色菌液进行混合，静置2h，得脱
色后的纸张；
（3）将脱色后的纸张用水洗涤，得洗涤后的纸张，将洗涤后的纸张进行冷冻干
燥，即完成纸张脱墨。
实施例3
混合液是按重量份数计，取 40份碳酸二甲酯、35份乙二醇二醋酸酯、35份乙酸仲丁酯、5份二元酸酯、2份乙酸-2-乙基己酯，将碳酸二甲酯、乙酸叔丁酯、乙酸仲丁酯投入混合料桶中，经电动高速分散机分散均匀10min，速率为3000r/min，再投入二元酸酯、乙酸-2-乙基己酯，再经电动高速分散机分散均匀5min，速率为4000r/min，即得混合液。
絮凝剂是按质量比1：4，将沙蒿籽、1.0mol/L盐酸溶液进行混合，静置40min，过滤，得滤渣，将滤渣用水洗涤，得洗涤后的滤渣，将洗涤后滤渣在温度60℃下烘干，得烘干物，将烘干物放入粉碎机中粉碎，过60目筛，得过筛物，按质量比1：4，将过筛物、 温度为50℃ 的蒸馏水在恒温水浴中以800r/min进行搅拌10min后，用3层医用纱布过滤，得滤液，即得絮凝剂。
脱色菌液是按重量份数计，取30份水、15份蛋白胨、8份牛肉膏、5份磷酸二氢钠、0.5份硫酸镁进行混合，高温灭菌，得液体培养基，按质量比1：4，将印染废水污泥、液体培养基进行以2000rpm进行离心培养8min，取上清液，按重量份数计，取30份水、15份蛋白胨、8份牛肉膏、7份葡萄糖进行混合，高温灭菌，得固体培养基，用接种环浸入上清液中4s，并在固体培养基中划线3次，在温度32℃下培养4d，得菌径最大的菌落，将菌径最大的菌落放入摇瓶发酵培养基中发酵，在温度35℃，300rpm条件下发酵36h，即得脱色菌液。
一种纸张脱墨的方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将纸张放入蒸汽室中，通入蒸汽，25min后取出，得蒸后的纸张，按质量比1：4，将蒸后纸张、混合物进行混合，加热至温度100℃，时间为4min，待温度降至40℃后，再加入混合物质量3%的絮凝剂进行处理40min，得处理后的纸张；
（2）按质量比1：4，将处理后的纸张、脱色菌液进行混合，静置2h，得脱
色后的纸张；
（3）将脱色后的纸张用水洗涤，得洗涤后的纸张，将洗涤后的纸张进行冷冻干
燥，即完成纸张脱墨。
对比例：吉林某化工有限公司生产的脱墨剂
方法：选取4份1kg的废旧纸张，各使用由实施例与对比例所制备的脱墨剂，相同的试验时间后，检测纸张的脱墨率，以此表征脱墨剂脱墨性能的好坏。
脱墨剂具体检测情况如表1
表1
| 检测项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 脱墨率（%） | 60.9 | 62.1 | 72.7 | 45.4 |
由上可知，本发明所制备的脱墨剂，脱墨效率高，是一种安全且高效的脱墨剂，值得推广和使用。
Claims (6)
1.一种纸张脱墨的方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）将纸张放入蒸汽室中，通入蒸汽，20~25min后取出，得蒸后的纸张，将蒸后的纸张、混合液进行混合，加热至温度90~100℃，时间为3~4min，待温度降至30~40℃后，再加入混合物质量2~3%的絮凝剂进行处理30~40min，得处理后的纸张；
（2）将处理后的纸张、脱色菌液进行混合，静置1~2h，得脱色后的纸张；
（3）将脱色后的纸张用水洗涤，得洗涤后的纸张，将洗涤后的纸张进行冷冻干
燥，即完成纸张脱墨。
2.根据权利要求1所述纸张脱墨的方法，其特征在于，所述步骤（1）中蒸后的纸张、混合液的质量比1：3~4。
3.根据权利要求1所述纸张脱墨的方法，其特征在于，所述步骤（1）中混合液是按重量份数计，取 35~40份碳酸二甲酯、30~35份乙二醇二醋酸酯、30~35份乙酸仲丁酯、3~5份二元酸酯、1~2份乙酸-2-乙基己酯，将碳酸二甲酯、乙酸叔丁酯、乙酸仲丁酯投入混合料桶中，经电动高速分散机分散均匀5~10min，速率为2000~3000r/min，再投入二元酸酯、乙酸-2-乙基己酯，再经电动高速分散机分散均匀3~5min，速率为2000~4000r/min，即得混合液。
4.根据权利要求1所述纸张脱墨的方法，其特征在于，所述步骤（1）中絮凝剂是按质量比1：3~4，将沙蒿籽、1.0mol/L盐酸溶液进行混合，静置30~40min，过滤，得滤渣，将滤渣用水洗涤，得洗涤后的滤渣，将洗涤后滤渣在温度50~60℃下烘干，得烘干物，将烘干物放入粉碎机中粉碎，过50~60目筛，得过筛物，按质量比1：3~4，将过筛物、 温度为40~50℃ 的蒸馏水在恒温水浴中以500~800r/min进行搅拌5~10min后，用2~3层医用纱布过滤，得滤液，即得絮凝剂。
5.根据权利要求1所述纸张脱墨的方法，其特征在于，所述步骤（2）中处理后的纸张、脱色菌液的质量比1：3~4。
6.根据权利要求1所述纸张脱墨的方法，其特征在于，所述步骤（2）中脱色菌液是按重量份数计，取20~30份水、10~15份蛋白胨、5~8份牛肉膏、4~5份磷酸二氢钠、0.2~0.5份硫酸镁进行混合，高温灭菌，得液体培养基，按质量比1：3~4，将印染废水污泥、液体培养基进行以1000~2000rpm进行离心培养5~8min，取上清液，按重量份数计，取20~30份水、10~15份蛋白胨、5~8份牛肉膏、4~7份葡萄糖进行混合，高温灭菌，得固体培养基，用接种环浸入上清液中3~4s，并在固体培养基中划线2~3次，在温度28~32℃下培养3~4d，得菌径最大的菌落，将菌径最大的菌落放入摇瓶发酵培养基中发酵，在温度25~35℃，150~300rpm条件下发酵30~36h，即得脱色菌液。
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