一种高脱除率的废纸脱墨方法技术

本发明专利技术公开了一种高脱除率的废纸脱墨方法，属于废纸脱墨技术领域。本发明专利技术先将磁铁矿和活性污泥、沼气液混合发酵，利用微生物对矿石表面进行微腐，产生多孔结构，再利用液氮冷冻即“冰劈作用”使磁铁矿粉化，得到高比表面积的磁铁矿粉，再用烤鸭油和丁香精油在微生物的作用下，对磁铁矿粉表面改性，增加矿粉表面亲油性的酯基和烃基数量，得油墨附聚剂，本发明专利技术通过机械搅拌和高温双重作用使油墨在纸纤维上突起，再用纤维素酶作用在突起上，使油墨和纤维间的连接变松弛，再用茶皂素作为天然非离子表面活性剂使油墨和纤维完全脱离，油墨颗粒附聚在磁铁矿粉表面，在外加磁场的作用下实现油墨和纸纤维的分离，油墨脱除率高。

Waste paper deinking method with high removal rate

The invention discloses a method for deinking waste paper with high removal rate, belonging to the technical field of waste paper deinking. The present invention first magnetite and activated sludge, biogas liquid mixed fermentation, micro rot on the ore surface produced by microorganism, porous structure, using liquid nitrogen frozen \ice split effect\ to magnetite, magnetite has high specific surface area, and then Roasted Duck oil and clove essential oil under the action of microorganisms on magnetite powder surface modification, increasing the number of alkyl ester and mineral surface lipophilicity, so ink agglomeration agent, the invention processes in the paper fibers so that the ink by mechanical agitation and temperature effects, and role in the processes of cellulase, ink and fiber connection between the variable relaxation, and then use tea saponin as a natural non-ionic the surfactant makes the fiber completely out of ink and ink particles, agglomerated in magnetite surface, realize the separation of ink and paper fibers in an external magnetic field, High removal rate of ink.

【技术实现步骤摘要】
一种高脱除率的废纸脱墨方法
本专利技术公开了一种高脱除率的废纸脱墨方法，属于废纸脱墨

技术介绍
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三大问题的有效途径。废纸回收就是把可用的纸浆纤维素从纸张的其他组分（如油墨、颜料、无机填料、激光调色剂颗粒、粘合剂等）中分离出来，对废纸进行再生处理的过程。目前，废纸已成为造纸工业的重要原料来源，所占比重越来越大。利用废纸进行制浆造纸，可以节约大量的木材，降低生产成本，减轻废水污染，减少环保投资，降低水和能源消耗。在废纸制浆中一个重要的环节就是脱墨。目前，废纸脱墨所采取的方法有机械法、化学法和生物酶法。机械法动力消耗大、脱墨效果差、浆料滤水性不好、白度低、纸浆品质得不到保证，仅作为一种辅助法应用；化学法脱墨是当前应用最多的方法，主要通过加入表面活性剂、氢氧化钠、硅酸钠等化学品，使油墨中某些组分皂化或水解，并从纤维上脱落，达到脱墨目的，但存在脱墨成本高，得率低，废水治理成本高，产生胶粘物难去除，设备容易结垢等许多弊端。生物酶脱墨则是近年发展起来的一种脱墨方法，它克服了许多化学法无法解决的问题，是化学脱墨剂的理想代替品。其工艺是利用纤维素酶的生物催化作用，降解部分纤维素丝使油墨和纤维素的连接减弱，使油墨易于从纤维素上分离下来，再将油墨粒子进一步通过浮选法或洗涤法从纸浆中除去。目前可见到的生物酶脱墨剂主要成分为纤维素酶、木聚糖酶。这两种酶用于脱墨，由于它能分解纸浆纤维，所以存在有降低纸浆强度和得率的不足的问题，且用于脱墨的生物酶对环境要求敏感，温度和pH值都对酶的活性影响显著，进行脱墨时为了调节pH值，也需加入酸碱等化学试剂，存在环境污染。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。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题：针对目前常见的脱墨方法脱除的油墨和纸浆难以分离、油墨脱除率低、化学脱墨剂污染环境的问题，提供了一种高脱除率的废纸脱墨方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：（1）将茶叶和水混合加热浸提，过滤得到滤液，将滤液离心分离得到上层液，并将上层液浓缩，得到浓缩液，将浓缩液和无水乙醇按质量比为1:4混合醇沉，过滤得到滤渣即为茶皂素，备用；（2）将磁铁矿粉碎成磁铁矿颗粒并装入纱布袋中，再放入发酵罐底部，用活性污泥将纱布袋掩埋，再向发酵罐中加入沼气液，密封发酵；（3）待上述发酵结束后，取出纱布袋中的磁铁矿颗粒平铺在地面，立即用液氮喷淋冷冻后粉碎，过100目筛得到多孔磁铁矿粉末，将所得多孔磁铁矿粉末和烤鸭油、丁香精油混合后再次放入发酵罐中密封发酵，发酵结束后取出发酵产物过滤分离得到滤渣，灭菌，得到改性多孔磁铁矿粉，备用；（4）将待脱墨废纸和水混合后剪切匀浆，得到纸浆，再将纸浆加热煮沸，待煮沸后的纸浆冷却至25～30℃时，向冷却后的纸浆中加入纤维素酶，保温酶解3～5h；（5）待上述酶解结束，向酶解产物中加入步骤（1）备用的茶皂素和步骤（3）备用的改性多孔磁铁矿粉，超声振荡，得到产物，再在超声振荡后的产物四周施加磁场，待吸附油墨的改性多孔磁铁矿粉完全沉底后将其去除，并将剩余的上层浆液回收利用，即可完成对废纸的脱墨处理。本专利技术的有益效果是：本专利技术首先将磁铁矿和活性污泥、沼气液混合发酵，利用微生物对矿石表面进行微腐，产生多孔结构，再利用液氮冷冻即“冰劈作用”使磁铁矿粉化，得到高比表面积的磁铁矿粉，再用烤鸭油和丁香精油在微生物的作用下，对磁铁矿粉表面进行改性，增加矿粉表面亲油性的酯基和烃基数量，制得油墨附聚剂，用其吸附油墨，再通过机械搅拌和高温双重作用使油墨在纸纤维上突起，再用纤维素酶作用在突起上，使得油墨和纤维间的连接变松弛，然后利用茶皂素作为天然非离子表面活性剂使油墨和纤维完全脱离，油墨颗粒附聚在磁铁矿粉表面，在外加磁场的作用下实现油墨和纸纤维的分离，提高油墨脱除率，使用本专利技术废纸脱墨方法进行废纸脱墨，纸浆得率较高，油墨脱除率达88～95%，同时脱墨浆白度可以达到72.3～78.6%ISO，残余油墨的含量降至73～82ppm，胶粘物含量降至89～92ppm，且本专利技术脱墨方法不使用有毒化学试剂，使用后不会对环境造成污染。具体实施方式准备茶叶、水、无水乙醇、磁铁矿、氨氮废水处理厂二沉池活性污泥、沼气液、烤鸭油、丁香精油、待脱墨废纸和纤维素酶，完成备料。首先按质量比为1:10将茶叶和水混合后装入烧杯，对烧杯水浴加热至60～70℃，保温浸提3～5h后过滤去除滤渣，将滤液移入离心机中，以3000～4000r/min转速离心处理15～20min，分离去除沉淀得到上层液并浓缩至上层液原体积的1/3，得到浓缩液，随后按体积比为1:4向浓缩液中加入无水乙醇，在70～80℃的水浴条件下静置醇沉2～3h，过滤得到滤饼，将滤饼真空干燥即得茶皂素，再称取1～2kg磁铁矿放入粉碎机中粉碎得到粒径为3～5mm的磁铁矿颗粒，将得到的磁铁矿颗粒装入纱布袋中并将纱布袋放置在发酵罐底部，先用磁铁矿颗粒总质量3～5倍的氨氮废水处理厂二沉池活性污泥将纱布袋掩埋，再向发酵罐中加入磁铁矿颗粒总质量8～10倍的沼气液，密封罐口，在35～45℃下静置发酵30～40天，利用微生物对矿石表面进行微腐，产生多孔结构，待发酵结束后，取出纱布袋中的磁铁矿颗粒平铺在地面，立即用液氮喷淋冷冻5～10min后转入球磨罐中，球磨处理20～30min后过100目筛，利用冰劈作用使磁铁矿粉碎，得到多孔磁铁矿粉末，再按质量比为2:5:1将多孔磁铁矿粉末、烤鸭油、丁香精油混合后再次装入发酵罐中，将发酵罐放在温度为30～40℃的恒温箱中发酵12～15天，过滤发酵产物得到滤渣，高温灭菌后干燥，用烤鸭油和丁香精油在微生物的作用下，对磁铁矿粉表面进行改性，增加矿粉表面亲油性的酯基和烃基数量，即得改性多孔磁铁矿粉，再将待脱墨废纸和水按质量比为1:100混合后用高剪切分散匀浆机以3000～3500r/min转速剪切匀浆1～2h，得到纸浆后加热煮沸处理30～40min，待纸浆自然冷却至25～30℃时，向纸浆中加入纸浆质量10%的纤维素酶，保温酶解3～5h，通过机械搅拌和高温双重作用使油墨在纸纤维上突起，再用纤维素酶作用在突起上，使得油墨和纤维间的连接变松弛，待酶解结束后，向酶解后的纸浆中加入纸浆质量5%茶皂素和纸浆质量10%的改性多孔磁铁矿粉，利用茶皂素作为天然非离子表面活性剂使油墨和纤维完全脱离，油墨颗粒附聚在磁铁矿粉表面，添加完毕后转入超声振荡仪，以40～60KHz的频率超声振荡处理3～5h，最后待超声处理结束后，将纸浆转入玻璃罐中，在玻璃罐四周施加磁感应强度为2000～2500Gauss、磁力为1×106Gauss2/cm的外加磁场，在外加磁场的作用下实现油墨和纸纤维的分离，待吸附油墨的改性多孔磁铁矿粉完全沉底后将其去除，并将剩余的上层浆液回收利用，即可完成对废纸的脱墨处理。用本专利技术废纸脱墨方法进行废纸脱墨，纸浆得率较高，油墨脱除率达88～95%，同时脱墨浆白度可以达到72.3～78.6%ISO，残余油墨的含量降至73～82ppm，胶粘物含量降至89～92ppm，且本专利技术脱墨方法不使用有毒化学试剂，使用后不会对环境造成污染。实例1首先按质量比为1:10将茶叶和水混合后装入烧杯，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高脱除率的废纸脱墨方法，其特征在于具体操作步骤为：（1）将茶叶和水混合加热浸提，过滤得到滤液，将滤液离心分离得到上层液，并将上层液浓缩，得到浓缩液，将浓缩液和无水乙醇按质量比为1:4混合醇沉，过滤得到滤渣即为茶皂素，备用；（2）将磁铁矿粉碎成磁铁矿颗粒并装入纱布袋中，再放入发酵罐底部，用活性污泥将纱布袋掩埋，再向发酵罐中加入沼气液，密封发酵；（3）待上述发酵结束后，取出纱布袋中的磁铁矿颗粒平铺在地面，立即用液氮喷淋冷冻后粉碎，过100目筛得到多孔磁铁矿粉末，将所得多孔磁铁矿粉末和烤鸭油、丁香精油混合后再次放入发酵罐中密封发酵，发酵结束后取出发酵产物过滤分离得到滤渣，灭菌，得到改性多孔磁铁矿粉，备用；（4）将待脱墨废纸和水混合后剪切匀浆，得到纸浆，再将纸浆加热煮沸，待煮沸后的纸浆冷却至25～30℃时，向冷却后的纸浆中加入纤维素酶，保温酶解3～5h；（5）待上述酶解结束，向酶解产物中加入步骤（1）备用的茶皂素和步骤（3）备用的改性多孔磁铁矿粉，超声振荡，得到产物，再在超声振荡后的产物四周施加磁场，待吸附油墨的改性多孔磁铁矿粉完全沉底后将其去除，并将剩余的上层浆液回收利用，即可完成对废纸的脱墨处理。...

【技术特征摘要】
1.一种高脱除率的废纸脱墨方法，其特征在于具体操作步骤为：（1）将茶叶和水混合加热浸提，过滤得到滤液，将滤液离心分离得到上层液，并将上层液浓缩，得到浓缩液，将浓缩液和无水乙醇按质量比为1:4混合醇沉，过滤得到滤渣即为茶皂素，备用；（2）将磁铁矿粉碎成磁铁矿颗粒并装入纱布袋中，再放入发酵罐底部，用活性污泥将纱布袋掩埋，再向发酵罐中加入沼气液，密封发酵；（3）待上述发酵结束后，取出纱布袋中的磁铁矿颗粒平铺在地面，立即用液氮喷淋冷冻后粉碎，过100目筛得到多孔磁铁矿粉末，将所得多孔磁铁矿粉末和烤鸭油、丁香精油混合后再次放入发酵罐中密封发酵，发酵结束后取出发酵产物过滤分离得到滤渣，灭菌，得到改性多孔磁铁矿粉，备用；（4）将待脱墨废纸和水混合后剪切匀浆，得到纸浆，再将纸浆加热煮沸，待煮沸后的纸浆冷却至25～30℃时，向冷却后的纸浆中加入纤维素酶，保温酶解3～5h；（5）待上述酶解结束，向酶解产物中加入步骤（1）备用的茶皂素和步骤（3）备用的改性多孔磁铁矿粉，超声振荡，得到产物，再在超声振荡后的产物四周施加磁场，待吸附油墨的改性多孔磁铁矿粉完全沉底后将其去除，并将剩余的上层浆液回收利用，即可完成对废纸的脱墨处理。2.根据权利要求1所述的一种高脱除率的废纸脱墨方法，其特征在于：步骤（1）中所述的茶叶和水的质量比为1:10，加热浸提温度为60～70℃，浸提时间为3～5h，所述的离心分离步骤为：将滤液移入离心机中，以3000～4000r/min转速离心处理15～20min，分离去除沉淀得到上层液，所述的浓缩液是将上层液浓缩至其...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶娟，林晨，孙冬，
申请(专利权)人：常州亚环环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32