4-废纸制浆技术与理论-脱墨
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产生剧烈的振动和相互摩擦,使油墨粒子松弛,还可使其碎解。 • 超声脱墨浆白度较高,游离度↓,强度↑
5.酶法脱墨(Enzymatic deinking) ➢ 利用酶处理废纸,主要使用纤维素酶、半纤维素酶(木聚糖酶和甘露聚
糖酶)等,也有和表面活性剂配合使用的,并结合浮选法、洗涤法。 ➢ 酶对纤维素纤维的部分水解影响因素: ❖酶用量 ❖pH值,5.5或6-8 ❖温度,45-55℃ ❖时间,20-30min或1-2h ❖浆浓,高浓
❖ 纸浆中的胶粘物也会吸附油墨并附着在空气泡表面一起上浮至浆 液表面。
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空气泡
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浮选过程中油墨粒子的去除示意图
实现成功浮选脱墨的几个步骤
• (1)油墨和纤维的分离 • (2)油墨颗粒与空气泡的碰撞 • (3)空气泡-油墨颗粒复合体的形成 • (4)复合体上升到液面 • (5)空气泡-油墨颗粒复合体从浮选槽的去除 • (6)避免油墨与纸浆(或油墨与回用水)的重新混合
(1)油墨与纤维的分离
• 目的:
➢油墨和纤维分离并防止油墨颗粒再沉降在纤维上。
• 浮选药剂:
➢收集剂、气泡剂、pH调节剂、油墨颗粒大小控制剂、分散剂等。
• 影响因素:
➢碎浆机的类型、碎浆条件、碎浆化学、油墨性质以及在浮选前 的预处理(例:高浓揉搓和热分散以及化学性处理酶的加入)。
➢碎浆以后的调色剂颗粒经常会与纤维粘附在一起或包覆在纤维 之内,这种毛状油墨颗粒在浮选时较难被除去,而矿物质的油 基新闻纸油墨则比较容易与纤维分离。
内容
一、脱墨原理 二、脱墨方法 三、其他废纸再生方法
回顾:制浆的基本流程
原料 采贮
二 次 纤 维
备料 碎浆
磨浆
浸渍(蒸煮) 和磨浆
蒸煮
洗涤
筛选 净化
废液回收
贮浆备用 漂白
抄浆出售
不脱墨 脱墨
筛选净化 筛选净化
漂白
BDIP
废纸脱墨(Waste Paper Deinking)
脱墨过程三步骤: • 疏解分离纤维; • 使油墨从纤维上分离; • 把脱除的油墨粒子从浆中除去。
(4)复合体向液面的移动
• 空气泡-油墨颗粒复合体稳定性的影响因素:
➢液体的表面张力、纸浆浓度、悬浮液的扰动、油墨颗粒大小以及来自 外部的湍动。
➢最重要的是接触角:高度憎水性的油墨颗粒生成较大的接触角,使得
空气泡容易与油墨颗粒吸附。
➢增加纸浆的浓度会增加复合体与纤维碰撞而造成复合体的分裂。还会
使空气泡较大从而降低油墨的去除效率。
(2)油墨颗粒与空气泡的相互作用
• 油墨颗粒必须位于喷气管的
一定半径之内,即:捕捉半 径。
• 扁平形状的颗粒较易与空气 泡碰撞。
油墨颗粒与空气泡碰撞的状况
(3)油墨颗粒与空气泡复合体的形成
颗粒吸附空气泡的机理
• 颗粒与空气泡之间的液体层必须 被置换而形成颗粒、空气泡和液 体之间的新的平衡。
• 作用于空气泡-颗粒复合体的水 流动力生成张力、剪切力、离心 力等,从而使一些直径小于 10um的颗粒永远没有和空气碰 撞接触的机会,因为水流动力很 快将它们带走。
➢在这一方法中,憎水性颗粒或用表面活性剂而从亲水性转变成憎水性的颗粒吸 附在纸浆悬浮液中的空气泡上,向上浮动再与纸浆分离。
❖ 油墨颗粒是由连结料(树脂)和颜料连在一起的颗粒,这种油墨 颗粒的比重比纤维的比重小,亲油性强,它们会吸附在脱墨剂中 的捕集剂(如脂肪酸钙等)表面,并且被表面活性剂的亲油端吸 附而附着在空气泡表面,随着空气泡快速上升到液面。
油墨附聚处理
2.油墨附聚处理
❖Agglomeration ❖加入附聚剂,使油墨附聚成较大的球形颗粒,通过逢筛和除渣器除去。
附聚前后纤维和油墨形态的SEM观察
实验研究与分析(案例)
附聚-磁选技术用于混合办公废纸脱墨的实验研究
• 研究背景
➢含有大量激光/静电印刷废纸的混合办公废纸,通常具有较高的质量和白度,
缺点:用水量大,纤维流失率高。
• 浮选法
优点:纤维流失少,化学药品和用水量少,污染少; 缺点:白度较洗涤法低,设备费用较高,能力耗大。
三、废纸再生新技术介绍
1.浓浆揉搓处理(浮选前)
采用揉搓机(Kneader)进行机械处理。利用相互摩擦和揉搓。
• 废纸经碎解、粗筛并浓缩至浆浓30%以上,揉搓; • 两根转速不同的转轴及轴上的螺旋桨; • 通过摩擦和揉搓使油墨粒子降至20-60um,以利其后浮选。
是造纸工业潜在的宝贵原料。但是在这类废纸的回用过程中,油墨颗粒因其大 小不等、厚薄不均、独特的扁片形状而难以被传统的洗涤或浮选方法除去,残
留在浆料中影响脱墨浆质量。激光/静电印刷所用的油墨(简称L/X油墨)主要 由PVC、碳黑和磁铁矿粉组成,这类油墨具有热塑性和磁性。
• 试验方法
➢ NaOH用量1.5%,Na2SiO3用量2%,浆浓15%,温度60℃,时间15min。 ➢ 水浴锅加热,搅拌。在某一温度下加入十八碳醇和磁铁粉,继续搅拌,使之与细
脱墨原理: ❖ 脱墨化学品使废纸上油墨的表面张力降低,从而产生润湿、渗
透、乳化、分散等作用; ❖ 机械、化学和热协同作用。
洗涤、浮选废、纸净脱化墨、过筛程选中等单油墨粒子的大小分布及去除方法
元操作除去的油墨粒子的大小 范围是不同的。
脱墨方法
洗涤法 Washing Process
➢ 除去油墨粒子、浆中填料和细小纤维。 ➢ 要求油墨粒度<10μm,细致分散,并具有亲水性,保持在水相中。
(5)空气泡-油墨颗粒复合体的去除
• 分离的油墨是否与纸浆重新结 合,取决于复合体至泡沫去除 系统的游动距离以及扰动程度。
• 浮沫的去除通常通过含有油墨 的泡沫溢流来实现,有时则借 助于一个回转的机械刮料器或 真空吸泡装置。
浮选法与洗涤法的比较
• 洗涤法
优点:纸浆的白度高,灰分含量低,脱墨操作方便,工艺稳 定,电耗较低,投资少;
• 其工艺流程如下: ➢ 废纸→除去重杂质→切碎→润湿至水分50%→Stake Tech蒸煮器→除渣→筛选→洗涤→良浆。 • 蒸汽压力2.75MPa,温度230℃,废纸从前到后通过蒸煮器的时间约5-6min,而后爆炸性地
减压,将废纸疏解。
4.超声波脱墨 • 超声波频率,空穴作用引起液体周期性的压缩与膨胀,使纤维
浮选法 Floatation Process
➢ 利用纤维、填料及油墨等组成的可湿性不同而进行分离。 ➢ 要求油墨粒子的大小范围在10~100μm,最好具有一定的疏水性,
以利于气泡捕集。
脱墨过程原理图
浮选-概述
纤维、填料、油墨
• 浮选原理
➢利用各种不同颗粒(或物质)表面物理化学特性的不同对它们进行分离的一种 方法,即:利用油墨粒子表面疏水性将其分离和去除。疏水性的固体颗粒在遇 到水时,会将水分子排开而粘附在气泡的表面,并跟随气泡一起浮到浆面上, 聚集在泡沫层中,随着泡沫一起被清除。
小油墨颗粒充分结合形成油墨附聚物。一段时间之后停止,加水稀释浆料至浓度 为1%,用湿式强磁选机将纤维与油墨附聚物分离。
附聚前后纤维和油墨形态的电子显微镜观察
3.汽蒸爆破法 ❖ 高温,不加或少加化学品 ❖ 可将油墨粒子分散成便于洗涤除去的小颗粒 ❖ 缺点是浆的白度和强度有所降低
• 上世纪80年代,加拿大Stake技术公司用蒸汽爆炸法处理阔叶木下脚料用于制浆取得了成功。 随后这一方法被用于开发二次纤维制浆。
Βιβλιοθήκη Baidu
5.酶法脱墨(Enzymatic deinking) ➢ 利用酶处理废纸,主要使用纤维素酶、半纤维素酶(木聚糖酶和甘露聚
糖酶)等,也有和表面活性剂配合使用的,并结合浮选法、洗涤法。 ➢ 酶对纤维素纤维的部分水解影响因素: ❖酶用量 ❖pH值,5.5或6-8 ❖温度,45-55℃ ❖时间,20-30min或1-2h ❖浆浓,高浓
❖ 纸浆中的胶粘物也会吸附油墨并附着在空气泡表面一起上浮至浆 液表面。
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空气泡
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浮选过程中油墨粒子的去除示意图
实现成功浮选脱墨的几个步骤
• (1)油墨和纤维的分离 • (2)油墨颗粒与空气泡的碰撞 • (3)空气泡-油墨颗粒复合体的形成 • (4)复合体上升到液面 • (5)空气泡-油墨颗粒复合体从浮选槽的去除 • (6)避免油墨与纸浆(或油墨与回用水)的重新混合
(1)油墨与纤维的分离
• 目的:
➢油墨和纤维分离并防止油墨颗粒再沉降在纤维上。
• 浮选药剂:
➢收集剂、气泡剂、pH调节剂、油墨颗粒大小控制剂、分散剂等。
• 影响因素:
➢碎浆机的类型、碎浆条件、碎浆化学、油墨性质以及在浮选前 的预处理(例:高浓揉搓和热分散以及化学性处理酶的加入)。
➢碎浆以后的调色剂颗粒经常会与纤维粘附在一起或包覆在纤维 之内,这种毛状油墨颗粒在浮选时较难被除去,而矿物质的油 基新闻纸油墨则比较容易与纤维分离。
内容
一、脱墨原理 二、脱墨方法 三、其他废纸再生方法
回顾:制浆的基本流程
原料 采贮
二 次 纤 维
备料 碎浆
磨浆
浸渍(蒸煮) 和磨浆
蒸煮
洗涤
筛选 净化
废液回收
贮浆备用 漂白
抄浆出售
不脱墨 脱墨
筛选净化 筛选净化
漂白
BDIP
废纸脱墨(Waste Paper Deinking)
脱墨过程三步骤: • 疏解分离纤维; • 使油墨从纤维上分离; • 把脱除的油墨粒子从浆中除去。
(4)复合体向液面的移动
• 空气泡-油墨颗粒复合体稳定性的影响因素:
➢液体的表面张力、纸浆浓度、悬浮液的扰动、油墨颗粒大小以及来自 外部的湍动。
➢最重要的是接触角:高度憎水性的油墨颗粒生成较大的接触角,使得
空气泡容易与油墨颗粒吸附。
➢增加纸浆的浓度会增加复合体与纤维碰撞而造成复合体的分裂。还会
使空气泡较大从而降低油墨的去除效率。
(2)油墨颗粒与空气泡的相互作用
• 油墨颗粒必须位于喷气管的
一定半径之内,即:捕捉半 径。
• 扁平形状的颗粒较易与空气 泡碰撞。
油墨颗粒与空气泡碰撞的状况
(3)油墨颗粒与空气泡复合体的形成
颗粒吸附空气泡的机理
• 颗粒与空气泡之间的液体层必须 被置换而形成颗粒、空气泡和液 体之间的新的平衡。
• 作用于空气泡-颗粒复合体的水 流动力生成张力、剪切力、离心 力等,从而使一些直径小于 10um的颗粒永远没有和空气碰 撞接触的机会,因为水流动力很 快将它们带走。
➢在这一方法中,憎水性颗粒或用表面活性剂而从亲水性转变成憎水性的颗粒吸 附在纸浆悬浮液中的空气泡上,向上浮动再与纸浆分离。
❖ 油墨颗粒是由连结料(树脂)和颜料连在一起的颗粒,这种油墨 颗粒的比重比纤维的比重小,亲油性强,它们会吸附在脱墨剂中 的捕集剂(如脂肪酸钙等)表面,并且被表面活性剂的亲油端吸 附而附着在空气泡表面,随着空气泡快速上升到液面。
油墨附聚处理
2.油墨附聚处理
❖Agglomeration ❖加入附聚剂,使油墨附聚成较大的球形颗粒,通过逢筛和除渣器除去。
附聚前后纤维和油墨形态的SEM观察
实验研究与分析(案例)
附聚-磁选技术用于混合办公废纸脱墨的实验研究
• 研究背景
➢含有大量激光/静电印刷废纸的混合办公废纸,通常具有较高的质量和白度,
缺点:用水量大,纤维流失率高。
• 浮选法
优点:纤维流失少,化学药品和用水量少,污染少; 缺点:白度较洗涤法低,设备费用较高,能力耗大。
三、废纸再生新技术介绍
1.浓浆揉搓处理(浮选前)
采用揉搓机(Kneader)进行机械处理。利用相互摩擦和揉搓。
• 废纸经碎解、粗筛并浓缩至浆浓30%以上,揉搓; • 两根转速不同的转轴及轴上的螺旋桨; • 通过摩擦和揉搓使油墨粒子降至20-60um,以利其后浮选。
是造纸工业潜在的宝贵原料。但是在这类废纸的回用过程中,油墨颗粒因其大 小不等、厚薄不均、独特的扁片形状而难以被传统的洗涤或浮选方法除去,残
留在浆料中影响脱墨浆质量。激光/静电印刷所用的油墨(简称L/X油墨)主要 由PVC、碳黑和磁铁矿粉组成,这类油墨具有热塑性和磁性。
• 试验方法
➢ NaOH用量1.5%,Na2SiO3用量2%,浆浓15%,温度60℃,时间15min。 ➢ 水浴锅加热,搅拌。在某一温度下加入十八碳醇和磁铁粉,继续搅拌,使之与细
脱墨原理: ❖ 脱墨化学品使废纸上油墨的表面张力降低,从而产生润湿、渗
透、乳化、分散等作用; ❖ 机械、化学和热协同作用。
洗涤、浮选废、纸净脱化墨、过筛程选中等单油墨粒子的大小分布及去除方法
元操作除去的油墨粒子的大小 范围是不同的。
脱墨方法
洗涤法 Washing Process
➢ 除去油墨粒子、浆中填料和细小纤维。 ➢ 要求油墨粒度<10μm,细致分散,并具有亲水性,保持在水相中。
(5)空气泡-油墨颗粒复合体的去除
• 分离的油墨是否与纸浆重新结 合,取决于复合体至泡沫去除 系统的游动距离以及扰动程度。
• 浮沫的去除通常通过含有油墨 的泡沫溢流来实现,有时则借 助于一个回转的机械刮料器或 真空吸泡装置。
浮选法与洗涤法的比较
• 洗涤法
优点:纸浆的白度高,灰分含量低,脱墨操作方便,工艺稳 定,电耗较低,投资少;
• 其工艺流程如下: ➢ 废纸→除去重杂质→切碎→润湿至水分50%→Stake Tech蒸煮器→除渣→筛选→洗涤→良浆。 • 蒸汽压力2.75MPa,温度230℃,废纸从前到后通过蒸煮器的时间约5-6min,而后爆炸性地
减压,将废纸疏解。
4.超声波脱墨 • 超声波频率,空穴作用引起液体周期性的压缩与膨胀,使纤维
浮选法 Floatation Process
➢ 利用纤维、填料及油墨等组成的可湿性不同而进行分离。 ➢ 要求油墨粒子的大小范围在10~100μm,最好具有一定的疏水性,
以利于气泡捕集。
脱墨过程原理图
浮选-概述
纤维、填料、油墨
• 浮选原理
➢利用各种不同颗粒(或物质)表面物理化学特性的不同对它们进行分离的一种 方法,即:利用油墨粒子表面疏水性将其分离和去除。疏水性的固体颗粒在遇 到水时,会将水分子排开而粘附在气泡的表面,并跟随气泡一起浮到浆面上, 聚集在泡沫层中,随着泡沫一起被清除。
小油墨颗粒充分结合形成油墨附聚物。一段时间之后停止,加水稀释浆料至浓度 为1%,用湿式强磁选机将纤维与油墨附聚物分离。
附聚前后纤维和油墨形态的电子显微镜观察
3.汽蒸爆破法 ❖ 高温,不加或少加化学品 ❖ 可将油墨粒子分散成便于洗涤除去的小颗粒 ❖ 缺点是浆的白度和强度有所降低
• 上世纪80年代,加拿大Stake技术公司用蒸汽爆炸法处理阔叶木下脚料用于制浆取得了成功。 随后这一方法被用于开发二次纤维制浆。
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