СПОСОБ ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ ПЕЧАТНОЙ МАКУЛАТУРЫ
METHOD FOR ALKALI TREATMENT OF PRINTED PAPER

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к переработке печатной макулатуры, преимущественно газетной, и может быть использовано в подготовке макулатурной массы при производстве газетной, оберточной бумаги и картона.
Известен способ удаления типографской краски из печатной макулатуры, согласно которому макулатурную массу распускают в гидроразбивателе, очищают, сгущают до концентрации свыше 10% и подвергают обработке в присутствии 3-5% NaOH от массы абсолютно сухого волокна при 70-98°С в течение 30 мин. После обработки макулатурную массу сгущают до концентрации 25%, а фильтрат вновь используют. Затем макулатурную массу промывают водой, сгущают до концентрации 10% и отбеливают в щелочной среде NaClO при 50-60°С в течение 30 мин и более. При обесцвечивании макулатуры с черной и цветной печатью по данному способу белизна макулатурной массы составляет 58-65% (см. патент ГДР №125610, кл. D21C 5/02, 1976).
К недостаткам известного способа относятся невысокая степень белизны макулатурной массы; высокие энергозатраты, т.к. после каждой стадии необходимо устанавливать сгущающее оборудование; высокая температура при обработке макулатурной массы щелочью; использование при отбелке NaClO. При применении для отбелки хлорсодержащих соединений в сточных водах образуются хлорорганические соединения, оказывающие вредное действие на окружающую среду.
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ облагораживания макулатуры, включающий роспуск бумажной массы в гидроразбивателе и обработку ее химическими реагентами для отделения печатной краски от волокон. Затем частицы краски удаляют из полученной суспензии методом флотации.
2
2
2
2
Для повышения белизны облагороженной макулатурной массы ее подвергают отбелке. Роспуск бумажной массы проводят в присутствии щелочи и пероксида водорода (HO) или пероксида натрия (NaO), а для флотации применяют ПАВ и флотореагенты, в качестве которых используют мыла и жирные кислоты. Отбелку облагороженной макулатурной массы проводят гидросульфитом (см. Целлюлозно-бумажная промышленность. Экспресс-информация, 1974, №12). Данный способ принят за прототип.
Недостатком известного способа, принятого за прототип, является невысокая степень белизны макулатурной массы даже после отбелки (до 60%), при отбелке гидросульфитом нельзя достичь стабильной белизны. Кроме того, некоторые из жирных кислот, применяемых на стадии флотации, являются очень редкими и дорогостоящими, что удорожает процесс облагораживания печатной макулатуры.
Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого изобретения, - роспуск макулатурной массы; флотация в присутствии ПАВ; отбелка.
Задачей изобретения является повышение степени белизны макулатурной массы при сохранении механических показателей.
2
2
2
3
Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе облагораживания печатной макулатуры, включающем роспуск макулатурной массы, флотацию в присутствии поверхностно-активного вещества и отбелку, роспуск макулатурной массы проводят в присутствии НО, NaOH, NaSiO, после роспуска выдерживают массу в течение 2 часов, при флотации в качестве поверхностно-активного вещества используют сульфатное мыло в количестве 2% от массы абсолютно сухого волокна, а отбелку макулатурной массы проводят формамидинсульфиновой кислотой при ее расходе 0,3-0,6% от массы абсолютно сухого волокна при рН 8-9, температуре 65°С в течение 60 мин.
2
2
2
3
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа, - роспуск проводят в присутствии HO, NaOH, NaSiO; после роспуска выдерживают массу в течение 2 часов; на стадии флотации в качестве ПАВ используют сульфатное мыло в количестве 2% от массы абсолютно сухого волокна; отбелку макулатурной массы проводят формамидинсульфиновой кислотой при ее расходе 0,3-0,6% от массы абсолютно сухого волокна при рН 8-9, температуре 65°С в течение 60 мин.
Благодаря использованию на стадии флотации в качестве ПАВ сульфатного мыла и при отбелке макулатурной массы формамидинсульфиновой кислоты обеспечивается более высокая степень и стабильность белизны при сохранении механических показателей.
Сульфатное мыло - это побочный продукт сульфатной варки целлюлозы, представляющий сложную смесь Na-солей высших жирных и смоляных кислот, нейтральных и минеральных веществ.
Способ облагораживания печатной макулатуры осуществляется следующим образом.
2
2
2
3
Газетную макулатуру с исходной белизной 48,9% подвергают роспуску в дезинтеграторе в присутствии HO, NaOH, NaSiO. Щелочь вступает в реакцию со связующими веществами бумаги, особенно со связующим веществом краски и этим способствует отделению волокна от других присутствующих примесей. В состав химикатов для обработки макулатуры входили, кроме щелочи, пероксид водорода и силикат натрия. Щелочные растворы пероксида водорода эффективнее гидроксидов металлов с таким же рН. Помимо этого пероксид водорода оказывает отбеливающее действие, а также активизирует гидролиз и деполимеризацию белков, крахмалов и масел, которые представляют компоненты клеев и связующего вещества печатной краски. В результате разрушения связующих краски и пигменты отрываются от бумаги и переходят в суспензию. Силикат натрия необходим для стабилизации пероксида водорода. После роспуска макулатурную массу выдерживают для завершения химических реакций отделения частиц краски от волокна в течение 2 часов. Выдерживание массы более 2 часов может привести к обратному впитыванию краски в волокна вследствие повышения степени набухания волокон. Далее массу разбавляют водой, добавляют сульфатное мыло в количестве 2% от массы абсолютно сухого волокна и подвергают флотации, при которой мелкое волокно и частицы краски всплывают на поверхность флотатора в виде пены. После удаления пены с поверхности флотатора облагороженную макулатурную массу сгущают, разбавляют водой до концентрации 4% и подвергают отбелке формамидинсульфиновой кислотой при ее расходе 0,3-0,6% от массы абсолютно сухого волокна, при рН 8-9, температуре 65°С в течение 60 мин.
Примеры конкретного выполнения
Пример 1.
2
2
2
3
40 г газетной макулатуры помещали в дезинтегратор, туда же приливали растворы химикатов в количестве, % от массы абсолютно сухого волокна: HO - 3,0%; NaOH - 1,75; NaSiO - 5%; остальное - вода до получения концентрации 5%. Роспуск макулатурной массы в дезинтеграторе проводили при температуре 40°С в течение 15 мин. Далее макулатурную массу выдерживали в течение 2 часов. По истечении 2 часов макулатурную массу разбавляли теплой водой с температурой 50°С до концентрации массы 0,8%, добавляли сульфатное мыло в количестве 2% от массы абсолютно сухого волокна и подвергали флотации в течение 10 мин при температуре 50°С. После снятия пены, содержащей частицы печатной краски и мелкое волокно, макулатурную массу сгущали на воронке Бюхнера. Затем смешивали с формамидинсульфиновой кислотой при ее расходе 0,3%, добавляли воду до получения концентрации массы 4% и проводили отбелку при температуре 65°С в течение 60 мин. По окончании отбелки облагороженную и обесцвеченную массу промывали на воронке Бюхнера.
Пример 2.
Условия роспуска макулатурной массы, выдерживания и флотации аналогичны примеру 1. Отбелку макулатурной массы формамидинсульфиновой кислотой проводили при ее расходе 0,5% от массы абсолютно сухого волокна.
Пример 3.
Условия роспуска, выдерживания и флотации макулатурной массы аналогичны примеру 1. Отбелку макулатурной массы формамидинсульфиновой кислотой проводили при ее расходе 0,6% от массы абсолютно сухого волокна.
Показатели качества облагороженной макулатурной массы, полученной по примерам 1-3, приведены в таблице.
Таблица
Показатели качества макулатурной массы
Исходная макулатурная масса
Расход формамидинсульфиновой кислоты, % от массы а.с. волокна
0,3
0,5
0,6
Выход, %
-
85,3
83,0
82,1
Белизна, %
48,9
67,3
70,5
73,2
Разрывная длина, м
3900
3800
3800
3800
Примечание. Белизна макулатурной массы после флотации при использовании сульфатного мыла составила 59,4%
Использование предлагаемого способа облагораживания печатной макулатуры, по сравнению с прототипом, обеспечивает более высокую степень и стабильность белизны при сохранении механических показателей за счет использования на стадии флотации в качестве ПАВ сульфатного мыла, а также отбелки макулатурной массы формамидинсульфиновой кислотой.