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淺析廢紙回收再利用的四大難題
 
http://www.hnckzkzs.com  2006-04-14 中國廢品網

   廢紙(wastepaper,WP)是一種長纖維和短纖維、化學漿和機械漿、纖維和雜質的混合原料。

  目前廢紙主要用來生產新聞紙(newsprint)、箱紙板(linerboard)、瓦楞原紙(corrugatingmedium)、白紙板(carton board)和衛生紙(tissue),技術上可以做到全廢紙抄造。新聞紙、衛生紙和部分紙板的襯層和底層對白度有所要求,需要對廢紙進行脫墨處理。

    廢紙回抄存在著留著濾水差,膠粘物沉積、成紙強度低和白度差等四大難題,并根據實際經驗提出了一些對策,現介紹如下:

    廢紙通常含有大量的細小纖維、填料和雜質,抄紙時需要使用助留劑,改善網部的留著和濾水狀況。
                 
    然而廢紙中的雜質以及廢紙脫墨的殘余脫墨化學品會干擾助留劑的作用,使助留劑失效或效率下降。
 
    近年來,我國陸續引進了一批現代化的大型高速紙機,其中新聞紙機最高設計車速已達1800m/min,牛皮箱紙板和瓦楞原紙機1000m/min,涂布灰底白紙板機600m/min。車速提高,紙漿在紙機流送系統內受到的剪切力也隨之加大。據報道,當車速從305m/min提高到1000m/min時,流漿箱整流器、勻漿輥、案板和噴漿上網對纖維壁所造成的最大剪切力分別提高了5~11倍。

    大型高速紙機為了保證良好的成紙勻度,在流漿箱和網部的設計上注重漿料的湍動和纖維的分散;為了實現短距離短時間脫水,網部設計普遍采用強力脫水方式,紙漿脫水迅速。在這種條件下使用廢紙抄造,網部留著變得更加困難。

    助留劑有單元、雙元、微粒和超微粒四種系統,其中雙元和膨潤土微粒系統最常應用于廢紙抄紙。 
 
    以下對各種助留系統在廢紙漿中的應用作一簡單介紹。  

    (1)單元系統                            

    主要是陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)。一般來說,單元助留劑受濕部化學條件變化的影響較大、抗剪切力性能較低,因此多用于低車速的小型紙機。

 
  (2)雙元系統    

    雙元助留劑由低分子量、強陽電荷的定著劑和高分子量、低電荷的絮凝劑組成。使用時,首先在紙漿中加入定著劑,然后再在壓力篩之后加入絮凝劑。  

    常用的定著劑有聚胺(PA)、聚二烯丙基一甲基氯化胺(DADMAC)和聚乙烯亞胺(PEI)。加入點可選在紙機漿池出口,第一、第二沖漿泵入口或紙機白水槽。定著劑可以有效地降低廢紙原料中雜質對絮凝劑的干擾,提高絮凝劑的助留效率。

    (3)微粒系統    

    微粒系統是由陽離子聚丙烯酰胺和無機微粒子組成,使用時分別在壓力篩人口和出口處加入。常用的微粒子有膨潤土(也稱皂土)和膠體硅兩類。膨潤土產自自然界,具有很高的比表面積和吸附能力。

    膨潤土和膠體硅雖然同為微粒子,但它們的反應原理有所不同。膠體硅需要在陽電性較強和較為潔凈的濕部環境下才能正常發揮作用,因此不適用于雜質,尤其是陰離子雜質含量高的廢紙原料;膨潤土則對陽電性的依賴性不高,所以常用于廢紙抄紙。

    任何助留系統都有至少一個化學品是高分子聚合物,用來產生助留所需要的絮團。對于傳統的單元和雙元系統來說,高聚物加在紙機壓力篩出口,絮團生成后漿料直接上網。如果需要控制絮團的大小,只能改用分子量較低的高聚物或降低高聚物用量,但這會降低助留劑的整體效果。對于微粒系統來說,高聚物加在壓力篩入口,漿料經過壓力篩的剪切作用,絮團變小。我們知道,纖維絮聚對成紙勻度有負面影響。因此如何在提高網部留著率的同時不增加纖維絮聚,不加大絮團體積,是實現有效助留的關鍵所在。微粒系統在紙漿中形成受控絮團,與雙元系統相比,它受成紙勻度的限制更小,可以發揮更大的作用。

    (4)超微粒系統  

    對于雜質含量特別高的廢紙漿或脫墨漿,可以采用超微粒系統(見圖)。這種系統將膨潤土和最新開發的有機微粒子共用,在陽離子聚丙烯酰胺的配合下,可以有效地實現助留助濾。

    無論使用那種助留系統,從技術上講,助留并不是一件很難的事情,然而助留必須要考慮紙張勻度和投入成本。為了在生產不同紙種時,以合理的成本和良好的成形取得所需的助留助濾效果,就需要借助經驗對助留劑的類型、產品、加入點和加入方式進行優化組合。

    另外,抄紙廠由酸性抄紙改變為堿性抄紙時,一般會大幅降低明礬的用量,甚至停用明礬。明礬和聚合氯化鋁是廉價的無機凝聚劑,用于廢紙漿可以幫助中和漿中的陰離子雜質。因此,即便是堿性抄紙,也應該適量添加明礬或PAC。

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