способ обработки макулатурной массы

Формула изобретения

Способ обработки макулатурной массы, включающий первоначальную обработку макулатурной массы химикатами, в качестве которых используют гидроксид натрия, силикат натрия, жидкое мыло и синтанол, в гидроразбивателе при остановленном роторе и роспуск макулатурной массы при включенном роторе, с использованием перекиси водорода, отличающийся тем, что обработку химикатами проводят в течение 3-5 мин при температуре 60-70^oС и следующем содержании химикатов: 2-3% гидроксида натрия, 2% силиката натрия, 2% жидкого мыла и 0,08-0,09% синтанола, с последующим роспуском макулатурной массы в течение 35-40 мин, в конце которого в ванну добавляют 3-4% перекиси водорода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к целлюлозно-бумажному производству и может быть использовано для изготовления санитарно-гигиенической бумаги с высокой поглощающей способностью и других массовых видов бумаг.

Известен способ обработки макулатурной массы, полученной из макулатуры, согласно которому макулатура сначала измельчается в дисковой мельнице до определенной фракции, после чего подвергается роспуску в гидроразбивателе, ванна которого заполнена водой, содержащий гидроксид натрия, жидкое стекло, соль натрия, диэтилентриаминпентауксусной кислоты и димеровую кислоту. В конце роспуска в ванну добавляется перекись водорода. Обработанная масса подается на ступень флотации, осуществляемой при рН 6. При роспуске макулатуры в ванну гидроразбивателя, кроме указанных химикатов, вводятся поверхностно-активные вещества, роспуск и флотация проводится при рН 6,5-8,8. (Заявка 19718661, Германия, 1998. РЖ. Технология и оборудование лесозаготовительного и целлюлозно-бумажного производства. Целлюлозно-бумажная промышленность. - 2000. - 2. - С. 14).

Известный способ позволяет получить достаточно качественный полуфабрикат. Щелочное облагораживание повышает бумагообразующие свойства ороговевших волокон макулатурной массы. Добавление силиката натрия поддерживает рН в гидроразбивателе.

Однако соотношение дозировки поверхностно-активных веществ (ПАВ) и активных компонентов щелочной обработки недостаточно, что приводит к вторичному осаждению частиц красителей на волокна; при этом забиваются поры волокон, что в конечном итоге приводит к снижению поглощающей способности конечного продукта.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ облагораживания макулатуры, заключающийся в первоначальной обработке макулатуры химикатами в гидроразбивателе при остановленном роторе в течение 30 мин при температуре 40-50^oС, при этом в качестве химикатов применяют каустическую соду, силикат натрия, жидкое мыло и синтанол, затем массу разбавляют и дополнительно в гидроразбиватель подают перекись водорода и коагулянт; дальнейший процесс роспуска и отделения от волокон частиц краски производят при включенном роторе, в течение 20-30 мин (Б. З. Смоляницкий. Переработка макулатуры. М.: Лесная промышленность. - 1980. - С. 164-166).

Данный способ позволяет снизить себестоимость санитарно-гигиенических бумаг за счет использования в качестве облагораживающего агента каустической соды - относительно дешевого реагента. Синтанол и жидкое мыло используются в небольших количествах (2%, 0,1% к массе волокна соответственно) и выполняют роль защитного коллоида, препятствующего вторичному осаждению частиц печатной краски.

Однако известный способ облагораживания макулатурной массы не позволяет:

- улучшить впитывающую способность санитарно-гигиенических бумаг. Вероятно, за счет того, что при данных технологических параметрах повышаются упруго-вязкие свойства макулатурной массы, что при дальнейшей сушке приводит к повышению жесткости бумаги;

- значительно снизить себестоимость, так как экономия на химикатах компенсируется повышением расхода электроэнергии за счет достаточно продолжительного времени роспуска.

Целью изобретения является увеличение впитывающей способности макулатурной массы для изготовления санитарно-гигиенической бумаги с высокой поглощающей способностью и других массовых видов бумаг.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе при первоначальной обработке макулатурной массы в качестве химикатов используют гидроксид натрия в количестве 2-3%, 2% силиката натрия, жидкое мыло и 0,08-0,09% синтанола. При этом обработку макулатурной массы химикатами производят при остановленном роторе в течение 3-5 мин при температуре 60-70^oС. В последующей стадии обработки макулатурную массу подвергают роспуску в течение 35-40 мин при включенном роторе. В конце роспуска в ванну добавляют 3-4% перекиси водорода.

Проведены экспериментальные исследования по определению впитывающей способности (по Клемму в соответствии с ГОСТ 12602) облагороженной макулатурной массы от расхода химикатов при варьировании основных технологических параметров. С использованием прикладных пакетов программы Excel определены оптимальные расходы химикатов и технологический режим, позволяющие повысить впитывающую способность макулатурной массы на 10 - 12% по сравнению с аналогом.

При предлагаемом способе обработки макулатурной массы оптимальное соотношение регенерирующего реагента (NaOH), буфера (Nа₂SiO₃), защитного коллоида (жидкое мыло) и ПАВ (синтанол) позволяют достаточно полно регенерировать целлюлозные волокна и волокна древесной массы (основные компоненты макулатуры) для повторного образования водородных связей при последующей сушке, и активные центры волокон не сорбируют частицы печатной краски, отделенные при обработке, так как этому препятствует равномерно образованный слой защитных коллоидов. Упруго-вязкие свойства волокон изменяются не сильно, что не приводит к повышению жесткости бумаги.

Отбелка перекисью водорода позволяет повысить степень белизны, что улучшает товарный вид конечной продукции.

Пример реализации способа.

Предварительно отсортированную макулатуру марок МС-1(1), МС-2(1), МС-3(1) и МС-10(1), ГОСТ 10700-89, подают в гидроразбиватель 2. Гидроразбиватель предварительно на 1/3 заполняют горячей водой температурой 60-70^oС из бака 1. В гидроразбиватель, до загрузки макулатуры, также добавляют химикаты: гидроксид натрия в количестве 2-3%, 2% силиката натрия, жидкое мыло и 0,08-0,09% синтанола. После 3-5 мин в гидроразбиватель загружают предварительно очищенную макулатуру.

Роспуск макулатуры производят в течение 35-40 мин, затем насосом перекачивают в металлический массный бассейн 3. В конце роспуска в ванну добавляют 3-4% перекиси водорода. Из бассейна массу подают на двухконический уловитель от шлака 4, где под действием центробежной силы из массы отделяют тяжелые включения, которые затем собирают в нижней камере уловителя и вывозятся в отвал.

Очищенная масса под остаточным давлением поступает в напорный бачок вибросита 5, отсортированную массу направляют в массный бак 6, где разбавляют свежей водой, и насосом подают на флотационную установку для удаления краски 7, отходы вывозят в отвал.

На флотационную установку также подают воздух вентилятора. При насыщении воздухом массы легкие частицы краски всплывают в верхней зоне, которые посредством вращающихся скребков собирают к центру и через центральную часть удаляют из потока и далее направляют в канализацию. Очищенную массу отбирают из нижней части установки и, через успокоитель потока, направляют самотеком на вторую ступень дотационной очистки 7, откуда очищенную массу направляют в массный бак 8, а из него подают в ванну сгустителя 9, где обезвоживают, промывают от химикатов свежей водой, разбавляют и направляют в массный бак 10. Там массу разбавляют и насосом направляют на вторую ступень промывки - сгуститель 9. Фильтрат от сгустителей сбрасывают в канализацию, а промытая масса самотеком поступает в массный бассейн 11, откуда ее направляют на мельницу-уловитель 12. Отходы сбрасывают в отвал. Из мельницы масса поступает на вторую ступень размола - коническую мельницу 13, откуда затем ее направляют в массный бассейн 14.

Возможна подача части перекиси водорода в массный бассейн 21. Необходимость подачи перекиси водорода определяют в процессе отработки технологического режима, также возможна подача красителей для подцветки бумаги.

Размолотая масса из бассейна 14 поступает в бак регулирования концентрации 15, состоящий из нескольких отсеков, в один из которых подают массу от насоса, в другой - оборотную воду бумагоделательной машины от насоса (также предусмотрена подача свежей воды).

Из бака регулирования концентрации масса самотеком поступает в массный бак 16, а из него - на конические очистители 17, после которых очищенную массу собирают в коллектор и под действием остаточного давления подают на центробежную сортировку 19. Легкие отходы от конических очистителей удаляют через верхнюю часть конусов и сбрасывают в бак отходов 18. Тяжелые отходы удаляют через нижнюю часть конусов также в бассейн отходов 18.

Отсортированная масса после центробежной сортировки самотеком поступает в массный бак 20, а отходы направляют в канализацию. Из бака 20 отсортированную массу подают в бак постоянного напора (БПН) 21. Из БПН масса, при постоянном давлении и расходе, самотеком поступает в композиционный бассейн 22 и далее в напорный ящик БДМ.

В отличие от аналогов, данный способ изготовления санитарно-гигиенической бумаги позволяет получить конечный продукт с высокой поглощающей способностью.

Режим подготовки макулатурной массы направлен на очистку массы от всех посторонних включений, восстановлению бумагообразующих свойств вторичных волокон и улучшению внешнего вида макулатурной массы. Восстановлению эластичности макулатурных волокон, их гидрофильных и бумагообразующих свойств способствует щелочная обработка при повышенной температуре.

Такая обработка в большей степени влияет на вторичные волокна из древесной массы (газетная, книжно-журнальная макулатура) за счет эффекта вскрытия внутренних резервов механической прочности волокон.

Волокна древесной массы содержат большое количество лигнина, который ограничивает набухание волокон, затрудняет их пластификацию и фибрилляцию, поэтому при повышении доли МС-10 в исходном сырье расход химикатов предлагается брать по верхнему пределу варьирования.

Показатели зависимости поглощающей способности макулатурной массы от соотношения химикатов, представлены на нижеследующей диаграмме (см чертеж).

1. Гидроксид натрия 3%, силикат натрия 2%, жидкое мыло 2%, синтанол 0,09, перекись водорода 4%, синтанол 0,09%.

2. Гидроксид натрия 3%, силикат натрия 4%, жидкое мыло 2%, синтанол 0,09%, перекись водорода 5%, жирные кислоты 0,5%, полифосфат натрия 3%.

3. Гидроксид натрия 1%, силикат натрия 2%, синтанол 0,09% и альфонол, перекись водорода 0,5-1%.

4. Гидроксид натрия 2-3%, силикат натрия 2%, жидкое мыло 2%, синтанол 0,08-0,09%, перекись водорода 3-4%.

Из диаграммы видно, что предлагаемый способ подготовки макулатурной массы и состав химических реагентов позволяют получить санитарно-гигиеническую бумагу с высокой поглощающей способностью.

Так как предлагается способ обработки макулатурной массы с целью повышения ее впитывающей способности, другие качественные показатели для данной заявки не исследовались.

Масса с увеличенной поглощающей способностью (как показано выше), подготовленная заявленным способом, может использоваться для изготовления санитарно-гигиенической бумаги с высокой поглощающей способностью и других массовых видов бумаг.