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一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法

文檔序號:10608410閱讀:1265來源:國知局
一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法,該方法包括:一、將打印廢紙粉碎后和蒸餾水混合攪拌,得到混合料;二、將混合料抽濾,向濾渣中加入混合溶劑,攪拌均勻后超聲處理;三、將超聲處理后的物料抽濾得到濾渣,蒸餾水洗滌,得到綜纖維素;四、向綜纖維素中加入氫氧化鈉溶液,水浴加熱,然后抽濾得到濾渣,將濾渣用蒸餾水洗滌至洗滌液呈中性,得到纖維素半成品;五、按照四的方法對纖維素半成品進行處理,干燥后得到質量純度為98.2%以上的纖維素。本發(fā)明利用物理和化學結合的方法,從打印廢紙中提取出纖維素,提取的纖維素純度可達98.2%以上,纖維素回收率可達77.8%以上。
【專利說明】
一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于纖維素分離制備技術領域,具體涉及一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法。
【背景技術】
[0002]廢紙,泛指在生產生活中經過使用而廢棄的可循環(huán)再生資源,包括各種高檔紙、黃板紙、廢紙箱、切邊紙、打包紙、企業(yè)單位用紙、工程用紙、書刊報紙等等。在我國,廢紙的循環(huán)再利用程度與西方發(fā)達國家相比較低,雖然我國廢紙利用率(利用量/產量)高達49%,但廢紙回收率(回收量/消費量)卻低于30%。而且我國造紙的廢紙原料的進口依賴度逐年上升,2003年已經高達40 %。國內廢紙的回收率卻沒有改善,且回收的廢紙也大量被技術落后的小企業(yè)加工成紙板、衛(wèi)生紙等低檔次產品,沒有發(fā)揮廢紙的資源價值,還帶來嚴重的二次污染。
[0003]目前有一種化學處理的方法,即用冰醋酸與亞氯酸鈉先進行化學處理,以除掉其中的大部分木質素,此方法廣泛用于各類廢料提取纖維素的木質素去除,然后加入一定含量的氫氧化鈉再次處理,從而除去其中的半纖維素,這種方法雖然比較簡單,但是其中用到了許多化學藥劑,且強堿過多,廢液不易處理。
[0004]生活中廢紙是困擾人們的污染源之一,人們通常是使用焚燒和填埋等方法處理,既浪費資源又污染環(huán)境。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足,提供一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法。該方法利用物理和化學結合的方法,從打印廢紙中提取出纖維素,提取的纖維素純度高,純度可達98.2%以上,且有效的回收了打印廢紙中的大部分纖維素,纖維素回收率可達77.8%以上,提取的纖維素可廣泛應用于其他領域。
[0006]為解決上述技術問題,本發(fā)明采用的技術方案是:一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法,其特征在于,包括以下步驟:
[0007]步驟一、將打印廢紙粉碎,然后將粉碎的打印廢紙和蒸餾水按照1:(25?40)的質量比混合,在65 °C?85 °C下攪拌Ih?2h,得到混合料;
[0008]步驟二、將步驟一中所述混合料抽濾,得到濾渣,向所述濾渣中加入混合溶劑,攪拌均勾后在50°C?70°C下超聲處理I 1min?130min ;所述混合溶劑由丙酮、乙醇和水按照5:3: (2?5)的體積比混合均勻制成,混合溶劑加入的體積為打印廢紙質量的10?30倍,其中體積的單位為HlL,質量的單位為g ;
[0009]步驟三、將步驟二中超聲處理后的物料抽濾得到濾渣,將濾渣用蒸餾水洗滌,得到綜纖維素;
[0010]步驟四、向步驟三中所述綜纖維素中加入質量濃度為3%?6 %的氫氧化鈉溶液,在磁力攪拌條件下水浴加熱至80°C?90°C后保溫IlOmin?130min,然后抽濾得到濾渣,將濾渣用蒸餾水洗滌至洗滌液呈中性,得到纖維素半成品;所述氫氧化鈉溶液加入的體積為打印廢紙質量的25?30倍,其中體積的單位為mL,質量的單位為g;
[0011]步驟五、按照步驟四的方法對步驟四中所述纖維素半成品進行處理,干燥后得到質量純度為98.2%以上的纖維素。
[0012]上述的一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法,其特征在于,步驟二中所述超聲處理的功率為100W,超聲波的頻率為40KHZ。
[0013]上述的一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法,其特征在于,步驟二中所述混合溶劑加入的體積為打印廢紙質量的15?25倍。
[0014]本發(fā)明與現有技術相比具有以下優(yōu)點:
[0015]1、本發(fā)明利用物理和化學結合的方法,從打印廢紙中提取出纖維素,提取的纖維素可廣泛應用于其他領域。
[0016]2、本發(fā)明提取的纖維素純度高,純度可達98.2%以上,且有效的回收了打印廢紙中的大部分纖維素,纖維素回收率可達77.8 %以上。
[0017]3、本發(fā)明首先將粉碎后的打印廢紙和水混合進行攪拌,對打印廢紙進行預處理,然后采用丙酮、乙醇和水的混合溶劑進行超聲處理,能夠有效去除打印廢紙中的木質素;最后再用堿液進行兩次處理,能夠確保產物中的半纖維素去除干凈,得到高純度的纖維素。
[0018]下面通過實施例,對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細說明。
【具體實施方式】
[0019]利用蒽酮比色法測定打印廢紙的纖維素含量(質量含量)為84.65%,S卩1g打印廢紙中含有8.465g纖維素。
[0020]對比例
[0021]按照傳統(tǒng)強酸堿法提取1g打印廢紙中的纖維素,提取的產物質量為8.06g,其中纖維素含量為80.06%,即約7.1g纖維素被提取出來,纖維素的提取率為71%。
[0022]實施例1
[0023]采用纖維素含量(質量含量)為84.65%的打印廢紙為原料,本實施例包括以下步驟:
[0024]步驟一、將1g打印廢紙粉碎成0.5cm2以下的小碎片,然后將粉碎的打印廢紙和300g蒸餾水混合,在75 °C下攪拌1.5h,得到混合料;
[0025]步驟二、將步驟一中所述混合料抽濾,得到濾渣,向所述濾渣中加入200mL混合溶劑,攪拌均勾后在50°C下超聲處理120min;所述混合溶劑由丙酮、乙醇和水按照5:3:4的體積比混合均勻制成;所述超聲處理的功率為10W,超聲波的頻率為40KHz;
[0026]步驟三、將步驟二中超聲處理后的物料抽濾得到濾渣,將濾渣用蒸餾水反復洗滌3?5次,得到綜纖維素;
[0027]步驟四、向步驟三中所述綜纖維素中加入300mL質量濃度為5%的氫氧化鈉溶液,在磁力攪拌條件下水浴加熱至85°C后保溫120min,然后抽濾得到濾渣,將濾渣用蒸餾水洗滌至洗滌液呈中性,得到纖維素半成品;
[0028]步驟五、按照步驟四的方法對步驟四中所述纖維素半成品進行處理,干燥后得到
8.39g質量純度為99.15%的纖維素,即約8.32g纖維素被提取出來,纖維素的提取率為83.2%0
[0029]實施例2
[0030]本實施例包括以下步驟:
[0031 ]步驟一、將1g打印廢紙粉碎成0.5cm2以下的小碎片,然后將粉碎的打印廢紙和250mL蒸餾水混合,在65 °C下攪拌2h,得到混合料;
[0032]步驟二、將步驟一中所述混合料抽濾,得到濾渣,向所述濾渣中加入150mL混合溶劑,攪拌均勾后在60 °C下超聲處理130min;所述混合溶劑由丙酮、乙醇和水按照5:3:5的體積比混合均勻制成;所述超聲處理的功率為10W,超聲波的頻率為40KHz;
[0033]步驟三、將步驟二中超聲處理后的物料抽濾得到濾渣,將濾渣用蒸餾水反復洗滌3?5次,得到綜纖維素;
[0034]步驟四、向步驟三中所述綜纖維素中加入250mL質量濃度為6%的氫氧化鈉溶液,在磁力攪拌條件下水浴加熱至90°C后保溫llOmin,然后抽濾得到濾渣,將濾渣用蒸餾水洗滌至洗滌液呈中性,得到纖維素半成品;
[0035]步驟五、按照步驟四的方法對步驟四中所述纖維素半成品進行處理,干燥后得到
8.35g質量純度為98.28%的纖維素,即約8.21g纖維素被提取出來,纖維素的提取率為82.1%。
[0036]實施例3
[0037]本實施例包括以下步驟:
[0038]步驟一、將1g打印廢紙粉碎成0.5cm2以下的小碎片,然后將粉碎的打印廢紙和400mL蒸餾水混合,在85 °C下攪拌Ih,得到混合料;
[0039]步驟二、將步驟一中所述混合料抽濾,得到濾渣,向所述濾渣中加入250mL混合溶劑,攪拌均勾后在70°C下超聲處理11 Omin;所述混合溶劑由丙酮、乙醇和水按照5:3:2的體積比混合均勻制成;所述超聲處理的功率為10W,超聲波的頻率為40KHz;
[0040]步驟三、將步驟二中超聲處理后的物料抽濾得到濾渣,將濾渣用蒸餾水反復洗滌3?5次,得到綜纖維素;
[0041 ]步驟四、向步驟三中所述綜纖維素中加入280mL質量濃度為4%的氫氧化鈉溶液,在磁力攪拌條件下水浴加熱至80°C后保溫130min,然后抽濾得到濾渣,將濾渣用蒸餾水洗滌至洗滌液呈中性,得到纖維素半成品;
[0042]步驟五、按照步驟四的方法對步驟四中所述纖維素半成品進行處理,干燥后得到8.14g質量純度為98.54%的纖維素,即約8.02g纖維素被提取出來,纖維素的提取率為80.2%。
[0043]實施例4
[0044]本實施例包括以下步驟:
[0045]步驟一、將1g打印廢紙粉碎成0.5cm2以下的小碎片,然后將粉碎的打印廢紙和350mL蒸餾水混合,在70°C下攪拌2h,得到混合料;
[0046]步驟二、將步驟一中所述混合料抽濾,得到濾渣,向所述濾渣中加入10mL混合溶劑,攪拌均勾后在55 0C下超聲處理130min ;所述混合溶劑由丙酮、乙醇和水按照5:3:3的體積比混合均勻制成;所述超聲處理的功率為10W,超聲波的頻率為40KHz;
[0047]步驟三、將步驟二中超聲處理后的物料抽濾得到濾渣,將濾渣用蒸餾水反復洗滌3?5次,得到綜纖維素;
[0048]步驟四、向步驟三中所述綜纖維素中加入250mL質量濃度為5%的氫氧化鈉溶液,在磁力攪拌條件下水浴加熱至80°C后保溫120min,然后抽濾得到濾渣,將濾渣用蒸餾水洗滌至洗滌液呈中性,得到纖維素半成品;
[0049]步驟五、按照步驟四的方法對步驟四中所述纖維素半成品進行處理,干燥后得到
8.03g質量純度為98.31%的纖維素,即約7.89g纖維素被提取出來,纖維素的提取率為78.9%。
[0050]實施例5
[0051 ]本實施例包括以下步驟:
[0052]步驟一、將1g打印廢紙粉碎成0.5cm2以下的小碎片,然后將粉碎的打印廢紙和300mL蒸餾水混合,在80 °C下攪拌Ih,得到混合料;
[0053]步驟二、將步驟一中所述混合料抽濾,得到濾渣,向所述濾渣中加入300mL混合溶劑,攪拌均勾后在65°C下超聲處理120min;所述混合溶劑由丙酮、乙醇和水按照5:3:4的體積比混合均勻制成;所述超聲處理的功率為10W,超聲波的頻率為40KHz;
[0054]步驟三、將步驟二中超聲處理后的物料抽濾得到濾渣,將濾渣用蒸餾水反復洗滌3?5次,得到綜纖維素;
[0055]步驟四、向步驟三中所述綜纖維素中加入300mL質量濃度為3%的氫氧化鈉溶液,在磁力攪拌條件下水浴加熱至85°C后保溫120min,然后抽濾得到濾渣,將濾渣用蒸餾水洗滌至洗滌液呈中性,得到纖維素半成品;
[0056]步驟五、按照步驟四的方法對步驟四中所述纖維素半成品進行處理,干燥后得到
7.92g質量純度為98.20%的纖維素,即約7.78g纖維素被提取出來,纖維素的提取率為77.8%。
[0057]與傳統(tǒng)方法相比,采用本發(fā)明的方法提取打印廢紙中的纖維素,纖維素的純度和提取率均有顯者的提尚。
[0058]以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實施例,并非對本發(fā)明做任何限制,凡是根據發(fā)明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化,均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍內。
【主權項】
1.一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟一、將打印廢紙粉碎,然后將粉碎的打印廢紙和蒸餾水按照1: (25?40)的質量比混合,在65 °C?85 °C下攪拌Ih?2h,得到混合料; 步驟二、將步驟一中所述混合料抽濾,得到濾渣,向所述濾渣中加入混合溶劑,攪拌均勾后在50°C?70°C下超聲處理I1min?130min;所述混合溶劑由丙酮、乙醇和水按照5:3:(2?5)的體積比混合均勻制成,混合溶劑加入的體積為打印廢紙質量的10?30倍,其中體積的單位為mL,質量的單位為g; 步驟三、將步驟二中超聲處理后的物料抽濾得到濾渣,將濾渣用蒸餾水洗滌,得到綜纖維素; 步驟四、向步驟三中所述綜纖維素中加入質量濃度為3 %?6 %的氫氧化鈉溶液,在磁力攪拌條件下水浴加熱至80°C?90°C后保溫IlOmin?130min,然后抽濾得到濾渣,將濾渣用蒸餾水洗滌至洗滌液呈中性,得到纖維素半成品;所述氫氧化鈉溶液加入的體積為打印廢紙質量的25?30倍,其中體積的單位為mL,質量的單位為g; 步驟五、按照步驟四的方法對步驟四中所述纖維素半成品進行處理,干燥后得到質量純度為98.2 %以上的纖維素。2.根據權利要求1所述的一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法,其特征在于,步驟二中所述超聲處理的功率為10W,超聲波的頻率為40KHz。3.根據權利要求1所述的一種從打印廢紙中分離出高純度纖維素的方法,其特征在于,步驟二中所述混合溶劑加入的體積為打印廢紙質量的15?25倍。
【文檔編號】D21C5/02GK105970709SQ201610364327
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】楊志遠, 賀宇, 劉嬌萍, 李智華
【申請人】西安科技大學
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