一种温和高效的废纸脱墨方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于造纸技术领域，具体设及一种温和高效的废纸脱墨方法。
【背景技术】
[0002] 废纸是重要的可再生资源，废纸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=大问题的有效途径。近=十年来，世界各国高度重视废纸资源利用，回 收率和利用率逐年增长，处理废纸的技术得到不断改进和完善，用废纸浆制成的纸和纸板 的产量和品种也逐年增多。部分国家甚至已通过政府立法，强制造纸企业使用一定比例的 废纸资源，将其作为一项实现造纸工业可持续发展和环境保护的措施。
[0003] 所谓废纸回收利用，就是将废纸进行再生处理，除去废纸原料中含有的油墨和其 它杂质，回收纸浆纤维。废纸中含有的油墨是主要杂质，特别是油墨的残留量，它左右着脱 墨制浆的质量，并决定着纸浆的用途。不言而喻，要拓宽脱墨纸浆的适用范围，必须尽可能 多地除去油墨，降低油墨残留量。
[0004] 目前，废纸脱墨一般通过化学试剂和/或生物酶来破坏印刷油墨对纤维的粘附， 在适当的温度和机械力作用下，将油墨从纤维素上分离下来。整个过程主要分=步；纤维的 润涨分离、油墨从纤维素上脱落、油墨离子从浆料中除去。其中，经常使用化OH来控制浆液 抑值在碱性范围W便润涨，使用表面活性剂来捕获油墨离子来令其悬浮W便浮选。但化OH 的使用会降低浆料质量，使生产设备结垢，降低使用寿命，表面活性剂也易腐蚀设备，增加 废水污染。因此，如何使废纸脱墨工艺兼顾质量、环保与效率，成为目前造纸行业亟待解决 的问题。
[0005] 中国专利CN1312353公开了一种脂肪酶废纸脱墨工艺，依次投入脂肪酶脱墨剂、 氨氧化钢、表面活性剂、过氧化氨等进行废纸脱墨。该脂肪酶脱墨工艺可W减少纤维损伤， 提高得率，节省能源，大幅降低废水耗氧量，减轻环境污染，减少废水处理成本。但其依然采 用部分碱及表面活性剂，依旧影响着脱墨浆料质量和设备使用寿命。
【发明内容】
[0006] 针对上述问题，本发明提供一种温和高效的废纸脱墨方法，该方法在中性条件下 完成，完全擬弃化学脱墨剂，使油墨与纤维分离彻底的同时，延长设备使用寿命，降低环境 污染。
[0007] 本发明技术方案如下； 一种温和高效的废纸脱墨方法，包括W下步骤： (1)将废纸浸入水中，控制水温30~50°C，同时加入脂肪酶，保持揽拌混合20~ 30min，在液体表面均匀撒入改性凹凸椿±，进行碎浆30~40min，得到废纸浆液；本步骤所 述废纸、水、脂肪酶、改性凹凸椿上之间的重量比为100 ;800~1000 ;0. 01~0. 02 ;80~ 100,优选 100 ;900 ;0. 02 ;90 ; 在碎浆过程中，加入一定量脂肪酶催化油墨中连接剂分解，促使颜料与纤维分离，再加 入改姓凹凸椿±增加摩擦效果（由于凹凸椿±表面多孔穴，且凹凸不平)，使油墨粒子进一 步脱离纤维表面；同时，利用改姓凹凸椿±进行全范围吸附；由于凹凸椿±堆积密度小，故 初始加入时，凹凸椿±会停留在浆液表面，在浸润吸附表面油墨后，其密度逐渐增大，下沉 进行下层油墨的吸附(一般情况下，印刷油墨中颜料的密度在1~2. 25g/cm3,而凹凸椿±的 堆积密度在0. 68g/cm3W下）； (2) 将所得废纸浆液加入到稀释槽中，加水进行稀释，再加入脂肪酶，同时，加入改性凹 凸椿±，静置10~20min后进行40~60化超声处理3~5min，然后混合揽拌15~20min， 得稀释浆液；本步骤所述废纸浆液、水、脂肪酶、改性凹凸椿±之间的重量比为100 ;300~ 500 ;0. 002 ~0. 005 ;10 ~20,优选 100 ;400 ;0. 004 ;15 ; 由于超声波的空化作用，使稀释浆液中产生大量气泡，该些气泡吸收能量又不断的爆 破，同时击碎油墨粒子，使呈现为更小的颜料分子或分子团，与改性凹凸椿±内部空间进行 交换进入，该空间与颜料分子大小匹配，形成稳定吸附； (3) 对稀释浆液进行除渣，然后进行剧烈揽拌10~20min，吸附后的改性凹凸椿±完全 沉底，与上层浆液进行分离处理后，对上层浆液进行洗漆即可； 所用改性凹凸椿上不仅能吸附浆液中的油墨离子，而且能吸附其它粘度较高的物质，W及清除其中的微生物及重金属，降低废水污染。
[000引对于上述温和高效的废纸脱墨方法，所述超声处理的频率为50化。
[0009] 对于上述温和高效的废纸脱墨方法，所述改性凹凸椿±的制备方法如下： (1) 称取凹凸椿± 50重量份、水450重量份，将二者混合，然后加入十二烷基硫酸钢3 重量份，80~100化超声处理30min，静置沉降，弃上层浑浊液体，将下层进行离屯、、洗漆后， 烘干备用； (2) 称取硬篮酸表面改性剂1重量份、水8重量份，将二者混合揽拌45min，称取10重 量份所得烘干备用的凹凸椿±，溶于100重量份lOwt%盐酸中，然后加入所得硬篮酸表面改 性剂水溶液1重量份，在60°C条件下揽拌1.化，冷却至室温后抽滤，用去离子水洗漆后，于 85°C条件下真空干燥1她，过筛，使得到粒度2~5mm的改性凹凸椿±。
[0010] 对于上述温和高效的废纸脱墨方法，所述超声处理的频率为90化。
[0011] 采用该方法改性凹凸椿±，使其去杂增初、匀质均孔，进而在后续的脱墨过程中不 带入杂质，不卷入浆料，不产生胶体化影响分离。
[0012] 本发明的积极有益效果： 本发明设计科学，操作简单，无须添加任何抑调节剂或表面活性剂，即可达到相当的 效果，且保证了浆料质量，减少了设备结垢等现象，提高设备使用寿命。
[0013] (1)本发明充分利用凹凸椿±比表面积大、吸附力强、堆积密度低、可重复回收利 用等特点，并进行改性，擬弃其粒径不一、表面易碎、易胶体化等不利因素，形成一种承载性 良好的专用吸附材料，针对性匹配废纸脱墨工艺。
[0014] (2)本发明改性凹凸椿±作为一种分子筛，其对物质的吸附来源于物理吸附(范德 华力)，其晶体孔穴内部有很强的极性和库仑场，对极性分子巧日水）和不饱和分子表现出强 烈的吸附能力；另外，由于孔径分布非常均一，使其呈现筛分功能，只有分子直径小于其孔 径的物质才可能进入其晶穴内部，只有分子直径略小于其孔径的物质才能较稳定地存留于 其晶穴内部。在本发明特定频率超声处理下，浆液中集聚一定能量，使改性凹凸椿±晶穴内 与外界不停讲行物质否换，作为分子直径较小的水不能稳巧存留，而巧显较大的有机颜料巧曰偶氮系、献青系）分子体型匹配，形成了稳定吸附；即达到超声频率、物质交换与晶穴孔 径的高度匹配。
[0015] (3)本发明擬弃复杂的浮选工艺，利用凹凸椿±孔隙率大、堆积密度小、吸附后密 度大的特点，自上而下进行全方位吸附，解决了传统上颜料沉于下层难清除的问题。
[0016] (4)本发明改性凹凸椿±可^再生，它耗能少，对环境保护非常有利。
【具体实施方式】
[0017] W下W具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此： 实施例1 一种温和高效的废纸脱墨方法，包括W下步骤： (1) 将废纸浸入水中，控制水温30°c，同时加入脂肪酶，保持揽拌混合20min，在液体表 面均匀撒入改性凹凸椿上，进行碎浆30min，得到废纸浆液；本步骤所述废纸、水、脂肪酶、 改性凹凸椿±之间的重量比为100 ;900 ;0. 02 ;90 ; (2) 将所得废纸浆液加入到稀释槽中，加水进行稀释，再加入脂肪酶，同时，加入改性凹 凸椿±，静置lOmin后进行50化超声处理3min，然后混合揽拌15min，得稀释浆液；本步骤 所述废纸浆液