一种废纸纤维微纤化的处理工艺
阅读说明：本技术 一种废纸纤维微纤化的处理工艺 (Treatment process for waste paper fiber microfibrillation ) 是由 李文斌 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种废纸纤维微纤化的处理工艺。包括以下步骤：(1)废纸纤维预处理；(2)再处理；(3)机械磨浆。本发明的处理工艺先采用纤维素酶对废纸浆进行处理,再通过碱和润胀剂对废纸浆进行处理,能够软化纤维,降低后续机械处理的能源消耗；最后采用磨浆工艺对纤维进行机械处理,完成整个微纤化过程。(The invention discloses a treatment process for waste paper fiber microfibrillation. The method comprises the following steps: (1) pretreating waste paper fibers; (2) then processing; (3) and (5) mechanically grinding the pulp. According to the treatment process, the waste paper pulp is treated by adopting the cellulase, and then the waste paper pulp is treated by the alkali and the swelling agent, so that the fibers can be softened, and the energy consumption of subsequent mechanical treatment is reduced; and finally, mechanically treating the fibers by adopting a pulping process to finish the whole microfibrillation process.)
技术领域
本发明涉及一种废纸纤维微纤化的处理工艺，属于造纸技术领域。
背景技术
废纸的循环使用导致成纸质量降低，浆内淀粉的使用又影响了白水的封闭内循环，破坏造纸系统稳定。与原生浆相比，废纸浆中的纤维由于已经过打浆、湿部脱水、干燥、压光等过程，其纤维发生了切断、剥落、细纤维化等一些不可逆的变化。
在纸的制造中通常添加矿物填料。尽管这在一些情况中可能减小纸的机械强度(即相对于由纯纤维浆料制得的纸)，但是，这是可容忍的，因为机械强度(尽管减小)仍是可接受的，并且因能够减少纸中的纤维量而具有成本、品质和环境效益。用于评价纸的机械强度的常用性质为纸耐破(burst)强度。通常，由纯纤维浆料制得的纸浆比用矿物填料替代了一部分纤维浆料的比较性纸具有更高的纸耐破强度。
因此，一种废纸纤维微纤化的处理工艺是有必要的。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种废纸纤维微纤化的处理工艺。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种废纸纤维微纤化的处理工艺，包括以下步骤：
（1）废纸纤维预处理：调节废纸浆的pH为4-5，保持温度在30-40℃，然后加入纤维素酶，充分搅拌混合反应60-80min；
（2）再处理：向步骤（1）中的废纸浆中加入碱，调节pH为8-10，然后加入润胀剂，搅拌混合60-80min；
（3）机械磨浆：向步骤（2）的废纸浆中加入无机颗粒，然后置于磨浆机中磨浆，过滤后得到最后的微纤化的废纸纤维。
所述的一种废纸纤维微纤化的处理工艺，所述润胀剂包括以下重量份数的原料：氯化钠50-60份、亚硫酸钠10-15份和有机硅1-3份。
所述的一种废纸纤维微纤化的处理工艺，所述润胀剂的加入量为废纸浆重量的1-2%。
所述的一种废纸纤维微纤化的处理工艺，所述纤维素酶的加入量为废纸浆重量的0.1-0.2%。
所述的一种废纸纤维微纤化的处理工艺，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化铝。
所述的一种废纸纤维微纤化的处理工艺，所述无机颗粒是通过以下步骤获得的：将二氧化硅置于聚乙烯醇中超声分散20-30min，然后加入丙烯酸、硅油和硅烷偶联剂，充分搅拌混合后，过滤，得到最终的无机颗粒。
所述的一种废纸纤维微纤化的处理工艺，以二氧化硅的重量份数为10份计，其余各原料的重量份数分别为：聚乙烯醇30-40份、丙烯酸10-15份、硅油20-30份和硅烷偶联剂1-3份。
本发明所达到的有益效果：
本发明的处理工艺先采用纤维素酶对废纸浆进行处理，再通过碱和润胀剂对废纸浆进行处理，能够软化纤维，降低后续机械处理的能源消耗；最后采用磨浆工艺对纤维进行机械处理，完成整个微纤化过程。
将废纸纤维进行微纤化后来替代浆内淀粉或者矿物填料，可以达到造纸的强度要求，扩大废纸纤维的使用范围，提高产品质量，将废纸纤维进行微纤化不仅有利于资源回收利用和生态环境保护，而且对深度利用和开发废纸浆纤维资源具有极其重要的意义。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种废纸纤维微纤化的处理工艺，包括以下步骤：
（1）废纸纤维预处理：调节废纸浆的pH为4-5，保持温度在30-40℃，然后加入纤维素酶，充分搅拌混合反应60-80min；
（2）再处理：向步骤（1）中的废纸浆中加入碱，调节pH为8-10，然后加入润胀剂，搅拌混合60-80min；
（3）机械磨浆：向步骤（2）的废纸浆中加入无机颗粒，然后置于磨浆机中磨浆，过滤后得到最后的微纤化的废纸纤维。
所述润胀剂包括以下重量份数的原料：氯化钠50份、亚硫酸钠10份和有机硅3份。所述润胀剂的加入量为废纸浆重量的2%。
其中，所述纤维素酶的加入量为废纸浆重量的0.1%。所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化铝。
所述无机颗粒是通过以下步骤获得的：将二氧化硅置于聚乙烯醇中超声分散20-30min，然后加入丙烯酸、硅油和硅烷偶联剂，充分搅拌混合后，过滤，得到最终的无机颗粒。以二氧化硅的重量份数为10份计，其余各原料的重量份数分别为：聚乙烯醇30份、丙烯酸15份、硅油20份和硅烷偶联剂3份。
本发明得到的微纤化的废纸纤维在使用时，可加入到混合浆池中，替代淀粉，得到的成纸浆成纸紧度为0.90g/cm3，耐破指数为2.6 kPa•m2/g，环压指数为11 N•m/g；淀粉用量降低100%，单耗降至1kg/t纸，年节约成本约160万元。
本发明通过加入润胀剂，对废纸浆中的纤维进行软化，方便后面的磨浆处理，采用氯化钠、亚硫酸钠和有机硅作为润胀剂，软化效果好。
本发明在磨浆时，添加无机颗粒，磨浆效果更好，无机颗粒以二氧化硅为主要原料，然后通过聚乙烯醇分散处理，再用丙烯酸、硅油和硅烷偶联剂处理，在二氧化硅表面形成一层膜，提高二氧化硅表面的疏水性，从而在磨浆过程中，二氧化硅不会发生反应，可以在磨浆完成后去除。
实施例2
一种废纸纤维微纤化的处理工艺，包括以下步骤：
（1）废纸纤维预处理：调节废纸浆的pH为4-5，保持温度在30-40℃，然后加入纤维素酶，充分搅拌混合反应60-80min；
（2）再处理：向步骤（1）中的废纸浆中加入碱，调节pH为8-10，然后加入润胀剂，搅拌混合60-80min；
（3）机械磨浆：向步骤（2）的废纸浆中加入无机颗粒，然后置于磨浆机中磨浆，过滤后得到最后的微纤化的废纸纤维。
所述润胀剂包括以下重量份数的原料：氯化钠60份、亚硫酸钠15份和有机硅1份。所述润胀剂的加入量为废纸浆重量的1%。
其中，所述纤维素酶的加入量为废纸浆重量的0.2%。所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化铝。
所述无机颗粒是通过以下步骤获得的：将二氧化硅置于聚乙烯醇中超声分散20-30min，然后加入丙烯酸、硅油和硅烷偶联剂，充分搅拌混合后，过滤，得到最终的无机颗粒。以二氧化硅的重量份数为10份计，其余各原料的重量份数分别为：聚乙烯醇40份、丙烯酸10份、硅油30份和硅烷偶联剂1份。
本发明得到的微纤化的废纸纤维在使用时，可加入到冲浆白水槽内，通过冲浆泵泵至网前筛中，替代部分助留助滤剂，得到的成纸浆成纸紧度为0.70g/cm3，耐破指数为2.6kPa•m2/g，环压指数为9 N•m/g；化学助剂用量降低10%，年节约成本约100万元。
实施例3
一种废纸纤维微纤化的处理工艺，包括以下步骤：
（1）废纸纤维预处理：调节废纸浆的pH为4-5，保持温度在30-40℃，然后加入纤维素酶，充分搅拌混合反应60-80min；
（2）再处理：向步骤（1）中的废纸浆中加入碱，调节pH为8-10，然后加入润胀剂，搅拌混合60-80min；
（3）机械磨浆：向步骤（2）的废纸浆中加入无机颗粒，然后置于磨浆机中磨浆，过滤后得到最后的微纤化的废纸纤维。
所述润胀剂包括以下重量份数的原料：氯化钠54份、亚硫酸钠12份和有机硅2份。所述润胀剂的加入量为废纸浆重量的1%。
其中，所述纤维素酶的加入量为废纸浆重量的0.2%。所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化铝。
所述无机颗粒是通过以下步骤获得的：将二氧化硅置于聚乙烯醇中超声分散20-30min，然后加入丙烯酸、硅油和硅烷偶联剂，充分搅拌混合后，过滤，得到最终的无机颗粒。以二氧化硅的重量份数为10份计，其余各原料的重量份数分别为：聚乙烯醇40份、丙烯酸12份、硅油26份和硅烷偶联剂2份。
本发明得到的微纤化的废纸纤维在使用时，可部分替代淀粉，同时加入到冲浆白水槽内，通过冲浆泵泵至网前筛中，替代部分助留助滤剂，得到的成纸浆成纸紧度为0.90g/cm3，耐破指数为2.8 kPa•m2/g，环压指数为12 N•m/g；浆内淀粉用量降低50%，单耗降至1kg/t纸，年节约成本约160万元；其他化学助剂用量降低10%，年节约成本约100万元。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
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