专利名称：废纸原料制浆工艺中脱除油墨的方法
技术领域：
本发明涉及制浆造纸技术领域，特别是一种以废纸为原料的制浆工艺中脱除油墨的方法。
背景技术：
废纸是重要的可再生资源，充分回收利用废纸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重要途经。随着造纸工业对废纸需求量的不断增加，使得低品质的家用混合废纸和办公室混合废纸也成为广泛收集和回收使用的主要废纸来源；由于废纸品种范围日益扩大，废纸质量日趋低下，现代化印刷技术的高速发展及与此相适应的各种新型油墨，如紫外光固化油墨、激光打印和静电复印油墨、水性印刷油墨等，在组成和性质上与传统油墨有了较大的差别，过去的脱墨技术已不能有效处理。目前废纸的制浆方法仍以碎解为主，如使用水力碎浆机、螺旋碎浆机等。而废纸中的油墨成分复杂，使用常规的废纸制浆方法如碱性碎解、高浓疏解，以及后续的筛选、净化、洗涤、浮选等脱墨处理方法较难将油墨有效去除。
废纸脱墨的目的是为了使废纸纤维恢复甚至超过原来的白度、净化度、原纤维的柔软性及其他特性，从而使纸浆具有好的抄造性能，并达到所要求的产品指标，保证产品品质。废纸中含有的油墨是主要的杂质，特别是油墨的残存量，它左右着脱墨纸浆的质量，并决定纸浆的用途。不言而喻，要扩大脱墨纸浆的使用范围，必须尽可能多地除去油墨，减少油墨的残存量。
膨化法是一种将传统化学法和机械法制浆技术的优点结合在一起的新型清洁生产技术。对纤维原料采用较高压力的蒸汽处理，严格控制温度和停留时间，通过瞬间喷放卸料至常压，纤维细胞内的蒸汽会快速膨胀，产生“爆破”，使纤维之间离析、分散，将原料撕裂为细小纤维，获得纸浆。该法主要目的就是在保持纸浆质量的前提下，尽量利用热能和物理原理作用分离纤维，以减少制浆过程中的化学反应。由于采用的是饱和蒸汽，具有高得率、低污染、低能耗、低投资和低成本等特点。在国际上，加拿大魁北克大学、美国Recoupe等多家公司，以及澳大利亚、日本的科研人员在这方面进行了多方面研究。在国内，华南理工大学、北京林业大学等多家单位也对膨化制浆方法进行了研究，采用的原料主要有阔叶木、桉木、杨木、草类等，但到目前为止，尚未发现利用膨化法脱除废纸油墨的有关研究报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种以废纸为原料脱除油墨的制浆方法，以便生产出易于回收利用且质量好的废纸浆。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题本发明的处理方法是将废纸原料经碎解、预浸后进行膨化处理，再按常规的疏解、洗涤和筛选步骤进行脱墨处理。
在上述预浸步骤中处理条件可以是废纸原料与水的重量比为1∶2～1∶4，加入NaOH和Na2SiO3的用量均为废纸原料重量的1.0～5.0％，预浸温度为常温，浸渍时间为1～2小时。
膨化处理的条件可以是加压至0.3～1.0MPa，停留5～15分钟后瞬间释放压力。
本发明的方法与传统的废纸除胶处理方法相比，具有以下优点1.本发明采用的膨化法是结合传统化学法和机械法制浆技术的优点，是一种新型清洁生产技术，具有生产工艺过程简单、高得率、低污染、低能耗、低投资和低成本等优点。
2.膨化法能有效地将油墨分散成微小的颗粒或部分分解，利于后续的处理工序，与传统的脱墨方法相比，脱墨效果好，脱墨率高。
3.利用膨化法处理废纸的制浆方法与常规的废纸处理方法相比，化学药品用量大大地减少，污染负荷低，更好地解决我国造纸工业存在的纤维原料短缺、能耗高、污染严重等问题。
4.膨化法制浆工艺能有效地处理低档废纸，而且也能解决一些废纸回收中的难处理问题，它对分散难的材料(如塑料、湿强纸、激光和静电印刷油墨等)也十分有效。
5.经蒸汽爆破处理后的纸浆强度与常规脱墨所得的纸浆强度没有什么区别，回用纤维的光学和物理性能好。
具体实施例方式
本发明采用以下步骤处理以废纸为原料的制浆工艺中存在的油墨杂质
1.碎解，即将废纸撕成小纸片。
2.预浸，在常温下将经碎解后的废纸放入水中浸泡，并加入适量NaOH和Na2SiO3，目的是使废纸片获得一定量的均衡的水分，并且使药液渗透到纤维细胞内部。预浸条件是废纸原料与水的重量比为1∶2～1∶4，NaOH和Na2SiO3的用量均为废纸原料重量的1.0～5.0％，浸渍时间为1～2小时。
3.膨化，将废纸置于膨化器内，加热至压力为0.3～1.0MPa，停留5～15分钟后瞬间释放压力。由于废纸纤维细胞内的蒸汽快速膨胀后产生“爆破”，爆破使废纸纤维之间离析、分散，油墨软化后也被分散和部分分解，为之后的洗涤、筛选等脱墨处理创造了良好的条件；4.将膨化处理后的粗浆进行常规的疏解，以进一步分散纤维；5.洗涤，以进一步除尘及颜料等杂质；6.筛选，主要是去除杂质和碎末，使用框筛进行筛选。
实施例1绝干重为500克的符合质量要求的废瓦楞纸片，去除铁钉和其他杂质后将其撕成小纸片，在常温下放入1500克的水中浸泡，并加入5克NaOH和10克Na2SiO3，浸渍1小时后置于制料膨化器内，加热至压力为0.5MPa，停留5分钟后瞬间释放压力，得粗浆，再用疏解机进一步分散，获取分散均匀的废纸浆，处理条件是浆浓5.0％(为疏解机要求的浓度)，停留时间20分钟。后经洗涤、浓缩、筛选工序，制得纸浆420g。成浆质量为脱墨率≥65％；撕裂指数≥0.6mN·m2/g；白度≥20％ISO。
实施例2绝干重为500克的符合质量要求的废混合办公用纸片，去除铁钉和其他杂质，将其撕成小纸片后在常温下放入2000克的水中浸泡，并加入10克NaOH和20克Na2SiO3，浸渍1.5小时后置于制料膨化器内，加热至压力为0.6MPa，停留10分钟后瞬间释放压力，得粗浆，再用疏解机进一步分散，获取分散均匀的废纸浆，处理条件是浆浓5.0％(为疏解机要求的浓度)，停留时间20分钟。后经洗涤、浓缩、筛选，制得纸浆432g。成浆质量为脱墨率≥65％；撕裂指数≥3.3mN·m2/g；白度≥75％ISO。
实施例3绝干重为500克的符合质量要求的废铜版纸片，去除铁钉和其他杂质，将其撕成小纸片后在常温下放入1000克的水中浸泡，并加入20克NaOH和5克Na2SiO3，浸渍时间为2小时，然后将浸渍后的废瓦楞纸片置于制料膨化器内，加热至压力为0.9MPa，停留15分钟后瞬间释放压力，得粗浆，再用疏解机进一步分散，获取分散均匀的废纸浆，处理条件是浆浓5.0％(为疏解机要求的浓度)，停留时间20分钟。后经洗涤、浓缩、筛选步骤，制得纸浆413g。成浆质量为脱墨率≥65％；撕裂指数≥3.8mN·m2/g；白度≥70％ISO。
权利要求
1.废纸原料制浆工艺中脱除油墨的方法，包括碎解、预浸、疏解、洗涤、筛选步骤，其特征是预浸后经膨化处理再进行疏解。
2.根据权利要求1所述的脱除油墨的方法，其特征在于膨化处理的条件是加压至0.3～1.0MPa，停留5～15分钟后瞬间释放压力。
3.根据权利要求1或2所述的脱除油墨的方法，其特征在于预浸处理的条件是废纸原料与水的重量比为1∶2～1∶4，加入的NaOH和Na2SiO3的用量均为废纸原料重量的1.0～5.0％，预浸温度为常温，浸渍时间为1～2小时。
全文摘要
本发明公开了一种以废纸为原料的制浆工艺中脱除油墨的方法。该方法是将废纸原料经碎解、预浸后进行膨化处理，再按常规的疏解、洗涤和筛选进行脱墨处理。其中膨化处理的条件是加压至0.3～1.0MPa，停留5～15分钟后瞬间释放压力。本发明方法与传统的废纸脱墨处理方法相比，具有制浆生产工艺过程简单，高得率、低污染、低能耗、低投资和低成本的特点。
文档编号D21B1/00GK1908295SQ20061001998
公开日2007年2月7日 申请日期2006年8月9日 优先权日2006年8月9日
发明者杨崎峰, 王双飞, 宋海农, 黄崇杏, 许开绍, 骆莲新 申请人:广西大学