CN111549566A - 一种云母纸废料的回收利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种云母纸废料的回收利用方法，其利用云母纸生产线上获得的边角余料、废弃料或者残损料作为原料，依次进行除杂和加强碱浸泡预开解操作，并在后浸泡预开解后利用超声辅助进行打浆并调浆，然后在浆液中再次加强碱以及分散剂进行二次浸泡开解，然后利用铝盐絮凝，并将絮凝物洗涤并烘干后进行强磁磁选，将磁选后的富集料利用捕收剂在起泡剂的辅助下进行扫选捕收，其捕收物冲洗并烘干后得到回收云母粉，回收云母粉和新制云母粉比例混合后即可进行云母纸的抄造。本发明的方法可有效提高云母纸废料的利用率，并保证抄造后再生云母纸新纸的性能接近于传统工艺下制得的新浆云母纸。
Description
技术领域
本发明涉及云母纸制品的回收利用技术领域，具体为一种云母纸废料的回收利用方法。
背景技术
云母纸产品作为目前云母最广泛的应用途径之一，其以热力学、化学或者水力等方式破碎后的碎云母片为原料经过制浆、抄造制成，云母纸往往具备片云母制品相对应品类的绝大部分性能，且厚度均匀、介电强度波动范围小、电晕起始电压高而稳定，在工业上被广泛用于电缆、大型机电设备中的绝缘材料。随着电气行业的发展，对云母的需求量在不断增长。但云母资源越来越少，尤其大直径片状云母越来越匮乏。解决这一矛盾的有效途径，是提高云母本身的利用率，如提高云母纸残、废料的相关利用率等。
而作为云母纸废料的产出途径主要有两类：
在云母纸抄造的过程中，因为工艺、原料、设备等原因，通常不可避免地会产生一定量不合格的废弃料或者残损料，而即便是合格的云母纸产品，在进行裁切和成型过程中也会存在大量的边角废料。
在云母纸以及云母纸制品的使用过程中，云母纸以及云母纸制品会作为耗材进行消耗，同时，随着相关设备的损坏和废弃，相关的云母纸以及云母纸制品也会一同作为废弃物。
一般来说，云母纸废料通常的处理方法是当作工业垃圾进行填埋处理，这样既污染环境，又浪费云母资源，而直接进行回收又存在技术上的阻碍，主要是因为上述两类云母纸废料通常包含有比例较高、经过二次加工的云母纸制品，由于直接由云母抄制的云母纸力学强度较低，一般不能直接使用，需用胶黏剂、补强材料来作为辅料制成各种云母纸制品，使得这一类云母纸制品废料中通常会含有树脂料(通常为以环氧树脂或者以环氧树脂为主要成分的有机硅树脂组合物)以及增强纤维(通常为芳纶纤维)；由于这些组份的存在，会导致利用回收原料制得的云母纸产品品质和性能稳定性差，因而，云母生产型企业也不愿意进行相关产品废料的回收。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种云母纸废料的回收利用方法，以解决上述技术背景中的缺陷。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种云母纸废料的回收利用方法，具体包括以下操作步骤：
1)将作为回收原料的云母纸废料进行收集，进行表面除杂后剪碎并加水，利用强碱作为开解剂进行浸泡预开解，其浸泡时长为35～50h；
2)将浸泡预开解后的物料取出，进行打浆处理，在进行打浆处理后加入另外的干净容器中，加水调浆，控制浆液浓度为20～25％，一并加入强碱以及分散剂进行二次浸泡开解，其浸泡时长为15～20h；
3)在完成二次浸泡开解的物料浆液中加入铝盐，并利用曝气设备从浆液底部曝气，使容器内持续生成絮凝物；
4)当步骤3)中絮凝物不再产生时，将絮凝物取出并反复洗涤后烘干，然后用磁选机对烘干料进行强磁磁选，其磁选强度为1～1.5T，获得云母富集料和非富集料，将富集料加水以及树脂质酸，调整pH值至2.7～3.0，加入十二胺或者十八胺与油酸的质量比1:1的混合物作为捕收剂，在起泡剂的辅助下在浮选槽内进行扫选，其扫选的泡沫产品与非富集料回到步骤2)中继续进入循环，而浮选槽中的内容物取出后过滤，用流水冲洗干净后烘干表面，即得到回收云母粉；
5)将步骤S4处理后对应的回收云母粉与相同粒径范围值的新制云母粉按照1:2～1:3的比例混合后制浆，并送入云母选纸机中抄造成云母纸。
作为进一步限定，在步骤S1中，进行原料剪碎处理时，需要将收集的云母纸边角余料、废弃料或者残损料剪切成面积1.5cm2以下的碎片，以提高云母纸废料的开解速度以及开解率。
作为进一步限定，所述强碱为NaOH或者KOH，其中，浸泡预开解过程中强碱的加入量为10～12kg/t，而二次浸泡开解过程中强碱的加入量为6～8kg/t。
作为进一步限定，所述步骤2)中进行打浆处理时采用超声辅助打浆，控制超声频率为30KHz～40KHz、功率为35～40w、打浆机转速为2000～3000转/min，打浆时间为10～15min。
作为进一步限定，所述分散剂为六偏磷酸钠，加入量为500～550g/t。
作为进一步限定，所述铝盐为KAl(SO4)2·12H2O，用量为150～300g/t。
作为进一步限定，所述捕收剂的加入量为70～80g/t。
作为进一步限定，所述起泡剂为松醇油或者醚醇油。
在本发明的方法有效利用了铝盐的絮凝作用和强磁的磁选作用，首先利用开解剂将废料原料进行开解，通过两次开解来提高原料的开解率和开解效果，分散后的浆料体系中云母粉质量小且成片状，使得云母微粉极易分散在浆料体系中形成悬浮物，且很难沉降，而通过铝盐的加入配合大量的底部曝气可在浆料体系中大量形成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体吸附于开解后的云母片表面并持续生成絮凝物，而这种絮凝物沉降性好且便于进行集中处理得到与树脂料进行分离的云母粉，但这些云母粉中增强纤维也会与氢氧化铝胶体相吸附，使得分离后的云母粉中依然带有部分铝化合物和增强纤维以及少量树脂料。
而由于云母矿物具有弱磁性，可考虑采用强磁选工艺对其进行初步富集回收，然后对富集的粗精矿进行重选精选，再一次筛除掉部分杂质得到富集料，而富集料中的云母比例进一步提升，但由于在前序加工过程中会导致很多云母微细粉带电荷，由于同种粒子带同种电荷，在一般情况下，云母微细粉之间相互排斥而不易聚集和捕收，而树脂质酸的加入，一方面可以作为pH值指示剂保证捕收剂的工作环境，另一方面还可以与云母表面的羟基反应，在云母粉表面形成相容性结构，以在浮选过程中保持良好的流动性，且更利于被捕收剂捕收。
有益效果：本发明的方法通过开解剂对施胶云母纸进行两次开解来提高云母纸的开解率，并通过絮凝工艺和强磁磁选工艺进行组合对增强纤维和树脂料进行有效分离，将云母纸废料中的树脂料和增强纤维的去除率提高至90％以上；
通过合理设置捕收剂，控制捕收条件，来提高云母料的回收率，并保证云母料的理化性质不被改变，在与新鲜云母浆混合后制备的云母纸具备优异的抗张强度、撕裂强度和介电击穿强度，能配合胶黏剂、补强材料进行二次加工，并保证其使用性能的稳定性。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
在下述实施例中，本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
实施例一，云母纸废料的回收利用通过以下方法实现：
在湖南岳阳某云母生产型企业对云母纸生产线上获得云母粒径为-35目+60目的云母纸的的边角余料、废弃料或者残损料进行收集，其收集料中云母综合含量为85％，将上述收集料用水冲洗掉表面灰尘和杂质，然后通过裁剪设备将清洗后的收集料剪切成单片面积1.2～1.5cm的碎片，加水，并在水中加入10kg/t的NaOH作为强碱，进行时长为35h的浸泡预开解。浸泡预开解完成后将物料取出打浆，打浆时，采用打浆机直接进行物理打浆，打浆机转速为2000转/min，打浆时间为15min，打浆完成后加入干净容器中，并加水调浆，控制浆液浓度为20％，然后向浆料中按照浆料重量加入8kg/t的NaOH以及500g/t的六偏磷酸钠进行二次浸泡开解，在浸泡15h后按照浆料重量加入150g/t的KAl(SO4)2·12H2O，并利用曝气设备从浆液底部曝气，使容器内持续生成絮凝物。
当絮凝物不再产生时，将絮凝物取出并用流水反复洗涤3～5次后烘干，用磁选机对烘干料进行强磁磁选，控制磁选强度为1.5T，获得云母富集料和非富集料，将富集料加水以及200g/t的树脂质酸，用盐酸调整溶液pH值至3.0，在酸性环境下加入阳离子捕收剂，而该阳离子捕收剂选用十二胺与油酸的质量比1:1的混合物，加入量为70g/t，一并加入醚醇油40g/t作为起泡剂，在浮选槽内进行扫选，其扫选的泡沫产品与上述非富集料回到二次浸泡开解中继续进入循环，而浮选槽中的内容物取出后过滤，用流水冲洗干净后烘干表面，即得到回收云母粉，将该回收云母粉与相同粒径范围值的新制云母粉按照1:2的比例混合后制浆，并送入云母选纸机中抄造成云母纸，得到回收再生云母纸一。
实施例二，云母纸废料的回收利用通过以下方法实现：
在湖北咸宁市某云母生产型企业对云母纸生产线上获得云母粒径为-35目+60目的云母纸的的边角余料、废弃料或者残损料进行收集，其收集料中云母含量为85％，将上述收集料用水冲洗掉表面灰尘和杂质，然后通过裁剪设备将清洗后的收集料剪切成单片面积0.8～1cm的碎片，加水，并在水中加入12kg/t的KOH作为强碱，进行时长为48h的浸泡预开解。浸泡预开解完成后将物料取出打浆，打浆时，采用打浆机直接进行物理打浆，打浆机转速为3000转/min，打浆时间为12min，打浆完成后加入干净容器中，并加水调浆，控制浆液浓度为25％，然后向浆料中按照浆料重量加入7kg/t的KOH以及530g/t的六偏磷酸钠进行二次浸泡开解，在浸泡20h后按照浆料重量加入300g/t的KAl(SO4)2·12H2O，并利用曝气设备从浆液底部曝气，使容器内持续生成絮凝物。
当絮凝物不再产生时，将絮凝物取出并用流水反复洗涤3～5次后烘干，用磁选机对烘干料进行强磁磁选，控制磁选强度为1T，获得云母富集料和非富集料，将富集料加水以及300g/t的树脂质酸，用盐酸调整溶液pH值至2.7，加入阳离子捕收剂，而该阳离子捕收剂选用十八胺与油酸的质量比1:1的混合物，加入量为80g/t，一并加入松醇油50g/t作为起泡剂，在浮选槽内进行扫选，其扫选的泡沫产品与上述非富集料回到二次浸泡开解中继续进入循环，而浮选槽中的内容物取出后过滤，用流水冲洗干净后烘干表面，即得到回收云母粉，将该回收云母粉与相同粒径范围值的新制云母粉按照1:3的比例混合后制浆，并送入云母选纸机中抄造成云母纸，得到回收再生云母纸二。
实施例三，云母纸废料的回收利用通过以下方法实现：
在湖南岳阳市某云母生产型企业对云母纸生产线上获得云母粒径为-35目+60目的云母纸的的边角余料、废弃料或者残损料进行收集，其收集料中云母含量为78％，将上述收集料用水冲洗掉表面灰尘和杂质，然后通过裁剪设备将清洗后的收集料剪切成单片面积1.2～1.5cm的碎片，加水，并在水中加入11kg/t的NaOH作为强碱，进行时长为50h的浸泡预开解。浸泡预开解完成后将物料取出打浆，打浆时，采用超声辅助-物理复合方式进行打浆，打浆时控制超声频率为35KHz、功率40w、打浆机转速为2700转/min，打浆时间为12min，打浆完成后将浆料加入干净容器中，并加水调浆，控制浆液浓度为22％，然后向浆料中按照浆料重量加入7kg/t的NaOH以及530g/t的六偏磷酸钠进行二次浸泡开解，在浸泡18h后按照浆料重量加入200g/t的KAl(SO4)2·12H2O，并利用曝气设备从浆液底部曝气，使容器内持续生成絮凝物。
当絮凝物不再产生时，将絮凝物取出并用流水反复洗涤3～5次后烘干，用磁选机对烘干料进行强磁磁选，控制磁选强度为1T，获得云母富集料和非富集料，将富集料加水以及250g/t的树脂质酸，用盐酸调整溶液pH值至3，加入阳离子捕收剂，而该阳离子捕收剂选用十二胺与油酸的质量比1:1的混合物，加入量为75g/t，一并加入松醇油50g/t作为起泡剂，在浮选槽内进行扫选，其扫选的泡沫产品与上述非富集料回到二次浸泡开解中继续进入循环，而浮选槽中的内容物取出后过滤，用流水冲洗干净后烘干表面，即得到回收云母粉，将该回收云母粉与相同粒径范围值的新制云母粉按照1:2.5的比例混合后制浆，并送入云母选纸机中抄造成云母纸，得到回收再生云母纸三。
将上述三种回收再生云母纸进行切片，并测定性能参数，将上述参数与同等抄造工艺下以新制云母浆料作为原料制得的普通云母纸作为对比组，将相应的参数列表如下：
从上表可看出，利用回收云母粉作为原料与新制云母粉进行比例混合后，在同等工艺条件下与新制浆料制得的云母纸的性能差异不大，只是在介电强度和透气率等参数上略小于新制浆料制得的云母纸，保持了云母纸生产线上同粒径成品云母纸的多种优良特性，且厚度均匀、介电强度波动范围小，在很多应用领域可取代同粒径成品云母纸，为综合利用云母资源开拓了广阔的前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种云母纸废料的回收利用方法，其特征在于，具体包括以下操作步骤：
1)将作为回收原料的云母纸废料进行收集，进行表面除杂后剪碎并加水，利用强碱作为开解剂进行浸泡预开解，其浸泡时长为35～50h；
2)将浸泡预开解后的物料取出，进行打浆处理，在进行打浆处理后加入另外的干净容器中，加水调浆，控制浆液浓度为20～25％，一并加入强碱以及分散剂进行二次浸泡开解，其浸泡时长为15～20h；
3)在完成二次浸泡开解的物料浆液中加入铝盐，并利用曝气设备从浆液底部曝气，使容器内持续生成絮凝物；
4)当步骤3)中絮凝物不再产生时，将絮凝物取出并反复洗涤后烘干，然后用磁选机对烘干料进行强磁磁选，其磁选强度为1～1.5T，获得云母富集料和非富集料，将富集料加水以及树脂质酸，调整pH值至2.7～3.0，加入十二胺或者十八胺与油酸的质量比1:1的混合物作为捕收剂，在起泡剂的辅助下在浮选槽内进行扫选，其扫选的泡沫产品与非富集料回到步骤2)中继续进入循环，而浮选槽中的内容物取出后过滤，用流水冲洗干净后烘干表面，即得到回收云母粉；
5)将步骤S4处理后对应的回收云母粉与相同粒径范围值的新制云母粉按照1:2～1:3的比例混合后制浆，并送入云母选纸机中抄造成云母纸。
2.根据权利要求1所述的云母纸废料的回收利用方法，其特征在于，步骤S1中进行剪碎处理时，将作为回收原料的云母纸废料剪切成面积1.5cm2以下的碎片。
3.根据权利要求1所述的云母纸废料的回收利用方法，其特征在于，所述强碱为NaOH或者KOH。
4.根据权利要求1所述的云母纸废料的回收利用方法，其特征在于，所述强碱在浸泡预开解过程中的加入量为10～12kg/t。
5.根据权利要求1所述的云母纸废料的回收利用方法，其特征在于，所述强碱在二次浸泡开解过程中强碱的加入量为6～8kg/t。
6.根据权利要求1所述的云母纸废料的回收利用方法，其特征在于，所述步骤2)中进行打浆处理时采用超声辅助打浆，进行超声辅助打浆时控制超声频率为30KHz～40KHz、功率为35～40w、打浆机转速为2000～3000转/min，打浆时间为10～15min。
7.根据权利要求1所述的云母纸废料的回收利用方法，其特征在于，所述分散剂为六偏磷酸钠，加入量为500～550g/t。
8.根据权利要求1所述的云母纸废料的回收利用方法，其特征在于，所述铝盐为KAl(SO4)2·12H2O，用量为150～300g/t。
9.根据权利要求1所述的云母纸废料的回收利用方法，其特征在于，所述捕收剂加入量为70～80g/t。
10.根据权利要求1所述的云母纸废料的回收利用方法，其特征在于，所述起泡剂为松醇油或者醚醇油。
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