利用生物法脱墨使废纸再生的工艺方法 本发明涉及造纸工业中的废纸脱墨技术。
传统的废纸脱墨技术是采用化学方法，不但其排放的废水是污染源之一，其回收的二次纤维的质量也比较差。利用生物酶进行废纸脱墨和改性，是八十年代末在世界兴起的新技术。
早期的工作在化学处理前后使用纤维素酶和半纤维素酶处理纸浆，使白度提高，但从经济角度考虑，这样做并不合理。T.W.Jeffries，et al，Tappi J.，1994，77(4)：173-179)报道了静电复印和激光打印纸的酶法脱墨技术，单纯的半纤维素酶脱墨效果不好。N.Franks，available on request from Novo Nordisk Co.指出，在处理过程中，采用中、高浓碎浆有利于提高脱墨效果，而控制酶用量也是操作的一个关键环节，当酶用量从0增加至200ECU/kg时，纸浆洁净度提高，但继续增加酶用量，洁净度反而下降。
本发明的目的是提供一种利用生物法脱墨使废纸再生的工艺方法，利用生物酶直接处理废纸浆达到脱墨的目地，使用本发明脱墨后的废纸浆其亮度增值不低于2％ISO。与化学法脱墨相比，酶法脱墨后的废纸浆的滤水性能好、白度高、强度相近、尘埃度也较小，可漂性优于用化学法脱墨，其排放的废水中的化学药品含量低于化学法。
本发明使用的生物酶是纤维素酶和半纤维素酶的混合酶，其中混合酶中木聚糖酶活力与羧甲基纤维素酶活力的比值是1～30，两种酶的混合技术包括机械混合和控制发酵条件。脱墨时的工艺条件为：浆浓：2～18％温度：30～60℃，pH值：5～8，酶用量：浓缩酶0.2ml～6ml/kg绝干浆，搅拌速度为100～800RPM，以200～400RPM为最好，如需要加入表面活性剂时，以加入非离子型表面活性剂为好，例如Tween-80，用量为0.1～2.0/Kg绝干浆。应控制用水的金属离子的浓度，如其中Mn+2、Ag+、Cu+2的浓度超过0.001M时，会降低酶制剂的活力，可添加DTPA、EDTA等鳌合剂以除去。脱墨后的废纸浆，加进浮选助剂(例如脂肪酸钠)，用量0.1～1％(对绝干浆)，在浆浓为0.5～1.5％时，室温下进行浮选，浮选时间15～30分钟。浮选后的废纸浆，如需要进一步提高白度，可采用适宜的漂白剂进行漂白。
本发明的具体实施步骤是，将废纸首先用水力碎浆机或打浆机在浆浓度为2～18％时疏解分散。用4N稀硫酸调PH值为5～8，加热至30～60℃，加入混合酶，搅拌20～30分钟，加入适量的浮选助剂，然后进行浮选。
经本发明脱墨后的废纸浆，其亮度增值不低于2％ISO，可大大提高其滤水性能，特别是高打浆度的废纸浆，与化学法脱墨相比，使用本发明脱墨后的废纸浆的滤水性能好、白度高、强度增加、尘埃度也较小，可漂性优于用化学法脱墨的。并且其排放的废水中的化学药品含量低于用化学法脱墨的含量。
本发明的实质性特点和突出的进步可从下述的实施例中得以体现，必须指出的是，它们并不是对本发明作任何限制。
实施例1.
将旧报纸经分散后取浆浓为3％的废纸浆，用4N稀硫酸调PH值为5.5，加热至50℃，加入混合酶，混合酶中木聚糖酶活力与羧甲基纤维素酶活力的比值是1.5，酶用量为2ml/kg，搅拌速度300RPM，处理时间30分钟，然后在浆浓为1％时加入浮选助剂脂肪酸钠，用量0.5％，室温下进行浮选，浮选时间二十分钟，然后进行抄片，结果见表1，表1是酸性酶法脱墨工艺与碱性化学法脱墨比较。
实施例2.
将含静电复印纸和激光打印纸的办公废纸经分散后进行酶法脱墨，浆浓：3％；温度：50℃；pH值：7.0；酶用量(混合酶中木聚糖酶活力与羧甲基纤维素酶活力的比值是29)：1.5ml/kg；Tween-80用量：1g/kg；搅拌速度：300RPM；处理时间：30min，再加入浮选助剂脂肪酸钠，用量1％，室温下进行浮选，浮选时间二十分钟，然后进行抄片，结果见表2，表2是含静电复印纸和激光打印纸的办公废纸经酶法脱墨的效果。
表1. 白度(％ISO)裂断长 (m) 撕裂指数 (mN.m2/g) 打浆度 (°SR)空白 39.6 2830 4.35 65.0化学法脱墨浆 45.8 3210 4.50 68.0酶法脱墨浆 48.0 3050 4.95 30.0
注：空白指疏解后浆料直接抄片，测定。
化学法脱墨的药品用量：(均为对每克绝干浆的百分数)
NaOH，1％；Na2SiO3，2.5％；H2O2，1％
表2. 白度 (％ISO) 尘埃度 (mm2/m2) 裂断长 (m) 撕裂指数 (mN.m2/g) 打浆度 (°SR)对照 82.4 207 4000 9.27 44.0酶法脱墨浆 84.8 66 4150 9.39 42.0