CN101492329A - 一种用造纸泥浆制备的纤维复合物颗粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用造纸泥浆制备的纤维复合颗粒及其制备方法。该纤维复合物颗粒是用造纸泥浆制备得到，本发明得到的纤维素复合物颗粒具有一致的堆密度，很少的突出纤维，良好的流动性和吸水、吸油能力。本发明制备方法利用废弃的造纸泥浆制备，符合环保要求和循环经济的要求，有效的进行废物利用产生了巨大的经济效益和社会效益。

Description

一种用造纸泥浆制备的纤维复合物颗粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及环保废物利用，尤其涉及一种用造纸泥浆制备的纤维复合颗粒及其制备方法。

背景技术

环境保护和循环经济是国家可持续发展最重要的基础，目前国内水体环境污染中最大的COD排放量来源于造纸行业，其排放量占全国工业排放量的三分之一。造纸行业是一个分散性大，污染性强的行业，目前我国造纸工业污水排放量约占全国污水排放量的10％-12％，排放污水中化学耗氧量约占全国总排放量的40-％-45％。随着国家产业升级措施的实施，目前国内多采用废纸回收利用的造纸模式，逐步淘汰了污染严重的草浆造纸法工艺。造纸泥浆的合理处理是造纸产业废水处理最重要的环节，通常造纸原料中有20％-30％的固体成分在造纸过程中无法利用，进入废水处理系统，在添加絮凝剂沉淀以后形成造纸泥浆。目前造纸泥浆没有合适的处理方法，基本采用机械脱水以后填埋或焚烧的方法，既污染环境也浪费资源。

目前国内在技术方面已经对造纸污泥的利用进行了研究。中国专利ZL200510104235.6公开了一种用造纸污泥制备的中密度板及生产方法，以造纸污泥为原料，经机械脱水、成型及复合成含水率为60％-80％的湿的中密度板，然后将湿的中密度板放入压榨烘干机中进一步脱水、高压定型、高温烘干而制成中密度板成品。本专利的使用需要大量的投资，不适合广泛推广，而且所制成的成品板中添加了淀粉和硫酸铝，产品的耐水性差。

中国专利CN01258128.3公开的板材是一种复合纸层，复合纸层是由若干纸张粘结压合而成。这种板材是由复合纸制成的轻质板材，用于包装板材、装饰材料等场合，使用范围不广，环保效果并不明显。

中国专利ZL 01126523.X公开了一种利用造纸污泥生产塑料填充料的方法，它包括对污泥烘干、粉碎步骤，得到一种轻质的不均匀颗粒。该方法制备的颗粒质轻，可以采用低密度的塑料粒子，减少了塑料的用量，用于替代木粉。是一种有前途的造纸污泥处理方法，但是用这种工艺筛选的填充料其实只是造纸污泥中的轻质纤维成分，造纸污泥中50％的重质造纸添加剂依然作为废物处理，不能完全消除造纸污泥的污染问题。

中国专利CN 1887553A公开了一种利用造纸废弃填料制备硬质颗粒的方法。该专利利用造纸工业中碳酸钙制备人造沙粒，用于替代天然的石英砂。该专利利用复杂的设备和工艺制备人造沙粒，制备成本高，推广效益不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用造纸泥浆制备的纤维复合物颗粒。

本发明的另一目的在于提供一种利用造纸泥浆制备的纤维复合物颗粒的制备方法。

为了解决背景技术中存在的问题，本发明采用如下技术方案：

一种用造纸泥浆制备的纤维复合物颗粒，其特征在于所述的纤维复合物颗粒是用造纸泥浆制备得到。

该复合物颗粒包括纤维40％～80％、高岭土10％～40％、碳酸钙8％～30％。

所述的复合物颗粒还包括添加剂0.1％～5％和不大于1％的二氧化钛。

本发明还提供一种纤维复合物颗粒的制备方法，所述的纤维复合物颗粒是通过下列步骤制备的：

1)脱水：将脱墨并回收造纸长纤维的造纸泥浆挤压或离心至水份含量为50％～90％；

2)预处理：用酸碱调节剂将初步脱水后的造纸泥浆调整pH至弱碱性。

3)水份调节：调整这种泥浆的水份含量，直到泥浆可机械粉碎为止；

4)调节纤维长度：调整泥浆中纤维的长度至0.1～15mm；

5)调整理化性能：泥浆的物理和化学性能使其满足事先预定的标准；

6)制颗粒：搅拌或挤压，使泥浆中中纤维相互缠绕并粘结成颗粒；

7)表面处理：在旋转设备中翻滚颗粒，使颗粒形成光滑的表面，必要时增加颗粒的水份使其表面突出的纤维与颗粒充分的粘附；

8)干燥：干燥所形成纤维复合物，使其水份含量小于15％；

9)筛分：筛分干燥后的纤维复合物颗粒，使形成大小均匀的规格。

在制备步骤(2)中所述的酸碱调剂是氢氧化钙。

在制备步骤(5)中所述的调整理化性能包括用着色剂来调节颗粒的颜色；用杀菌剂来控制颗粒的微生物含量；用香料来调节颗粒的气味；用纸浆纤维来调节颗粒中纤维的含量和用高岭土或碳酸钙来调节颗粒的密度。

该制备方法得到的纤维复合物颗粒在翻转和使用过程中都不会掉灰尘，颗粒的脆碎度小于15％。

该制备方法得到的纤维复合物颗粒的堆密度为0.6～1.2g/ml。

该制备方法得到的纤维复合物颗粒的修止角小于35度。

该制备方法得到的纤维复合物颗粒是弱碱性的，pH范围为7.0-8.5。

该制备方法得到的纤维复合物颗粒具有良好的吸水性能和吸油性能，其吸水力为自身重量的15％-150％；吸油力为自身总量的15％-95％。

该制备方法得到的纤维复合物颗粒选取的颗粒大小在4-60目之间。

本发明得到的纤维素复合物颗粒具有一致的堆密度，很少的突出纤维，良好的流动性和吸水、吸油能力。本发明制备方法利用废弃的造纸泥浆制备，符合环保要求和循环经济的要求，有效的进行废物利用产生了巨大的经济效益和社会效益。本发明的纤维复合物颗粒的起始原料是造纸泥浆，造纸泥浆可以是脱墨后的纸浆或者回收纸浆后的泥浆。造纸纸浆是采用废纸法，如废纸、报纸和其他包装材料，造纸产生的泥浆。这些泥浆大约含有40％～90％的纤维和约10％～60％的填料(如高岭土、碳酸钙、二氧化钛、其他植物纤维等)。造纸过程中得到的造纸泥浆大约含有90％，在进行成分分析和pH调整后，脱水处理，可以采用各种传统的脱水方法，优选的挤压脱水、离心脱水、晾干、烘干等方法，直到得到40％～50％含水量的固体。粉碎得到的脱水处理到理想湿度的造纸泥浆，各种传统的粉碎方法都可以采用，通常采用的是机械粉碎机和气流粉碎机，调整泥浆中的纤维长度至0.1～15mm，其中有选的0.6～6mm；粉碎后的造纸泥浆需要进行理化指标的控制，根据不同的使用目的，添加着色剂、高岭土、碳酸钙、抑菌/杀菌剂、芳香机等添加剂，以控制最终产品的颜色、密度、微生物指标和气味等。当本发明涉及的纤维复合物颗粒用于农业领域时，农药或化肥可以在颗粒干燥以前加进去，当然在干燥以前加进去的农药或化肥必须能够耐受颗粒干燥的温度。在进行理化指标调整以后，通过混合和添加水份，泥浆混合物被制成大小一致的颗粒。可以采用各种传统的制粒方法，优选的是圆筒制粒机、圆盘制粒机、挤出滚圆机、离心制粒机等设备。在搅拌过程中，泥浆中的纤维相互缠绕，连结在一起，形成颗粒，颗粒的大小由水/固体的比例，滚制时间，纤维和填料的比例等来决定。纤维复合物被制成球形或者长条状颗粒的形式。将得到的颗粒转入翻滚设备中，进行一定时间的翻滚。优选的翻滚时间是1～60min，优选的是15～20min。通过翻滚，可以使颗粒表面突出的纤维粘附到颗粒表面上，使颗粒和颗粒之间不容易聚集。在必要的时候，可以通过向颗粒表面喷洒水使颗粒具有光滑的表面。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：来自造纸厂的去除油墨后的压干泥浆含有25-30％的固体，其中固体含有45.3％的纤维和54.7％的填料，填料包括碳酸钙和高岭土。这些原料由环保部门进行重金属和杀虫剂的检测，以符合环保的要求。用饱和氢氧化钙溶液调节泥浆的pH至7.5，然后这些泥浆转入滚筒烘干机中进行干燥，进风温度120℃，出风温度60度；干燥泥浆至其中含有55％的固体和45％的水份，将干燥后的泥浆转入高速粉碎机中进行粉碎。粉碎后的泥浆转入槽形混合机中，按比例添加杀菌剂和银灰色着色剂，混合10～30min。将混合后的泥浆被放入圆盘造粒机中，向翻滚的泥浆纤维喷水，使形成球形的光滑颗粒。将得到的球形光滑颗粒转入滚筒烘干机中进行干燥，进风温度120℃，出风温度70度，直到纤维复合物颗粒的水份低于5％。这些材料用4/60目地标准筛筛分。所得到的纤维复合物颗粒具有如下理化性能所示：

实施例2：来自造纸厂的去除油墨后的压干泥浆含有27％的固体和73％的水份。其中泥浆固体中含有73.2％的纤维和26.8％的高岭土填料。这些原料由环保部门进行重金属和杀虫剂的检测，以符合环保的要求。用饱和氢氧化钙溶液调节泥浆的pH至7.5，同时添加4％的粘土和/或水和50％的木质素磺酸钙溶液，以控制堆密度和吸水力，用搅拌机混合均匀。这种湿泥浆直接使用滚模挤出颗粒机被制成大小均匀的颗粒，这些颗粒随后在流化床干燥器中干燥，干燥温度120度，直到水份的含量少于5％。这个干燥机同时安装了4目和60目的两套筛网，直接收集4/60目的干燥纤维复合物颗粒的产品。这些产品的物理性能如下所示：

实施例3：来自造纸厂的去除油墨后的压干泥浆含有49％的固体和51％的水份，其中固体含有56.6％的纤维和43.3％的碳酸钙和高岭土的填料。这些原料由环保部门进行重金属和杀虫剂的检测，以符合环保的要求。用粉碎机将泥浆粉碎。将粉碎后的泥浆转入圆筒制粒机(圆筒造球机)中，配制稀释后的杀菌剂水溶液，将其喷洒到泥浆上，使泥浆的水份达到59.8％，旋转制粒。将得到的球形颗粒转入烘箱中，在120度条件下干燥至水份的含量为2％左右。所做成的产品具有以下的物理性能：

Claims (10)

1、一种用造纸泥浆制备的纤维复合物颗粒，其特征在于所述的纤维复合物颗粒是用造纸泥浆制备得到。

2、根据权利要求1所述的纤维复合物颗粒，其特征在于该复合物颗粒包括纤维40％～80％、高岭土10％～40％、碳酸钙8％～30％。

3、根据权利要求2所述的纤维复合物颗粒，其特征在于所述的复合物颗粒还包括添加剂0.1％～5％和不大于1％的二氧化钛。

4、根据权利要求1所述的纤维复合物颗粒的制备方法，其特征在于所述的纤维复合物颗粒是通过下列步骤制备的：

1)脱水：将脱墨并回收造纸长纤维的造纸泥浆挤压或离心至水份含量为50％～90％；

2)预处理：用酸碱调节剂将初步脱水后的造纸泥浆调整pH至弱碱性。

3)水份调节：调整这种泥浆的水份含量，直到泥浆可机械粉碎为止；

4)调节纤维长度：调整泥浆中纤维的长度至0.1～15mm；

5)调整理化性能：泥浆的物理和化学性能使其满足事先预定的标准；

6)制颗粒：搅拌或挤压，使泥浆中中纤维相互缠绕并粘结成颗粒；

7)表面处理：在旋转设备中翻滚颗粒，使颗粒形成光滑的表面，必要时增加颗粒的水份使其表面突出的纤维与颗粒充分的粘附；

8)干燥：干燥所形成纤维复合物，使其水份含量小于15％；

9)筛分：筛分干燥后的纤维复合物颗粒，使形成大小均匀的规格。

5、根据权利要求4所述的纤维复合物颗粒的制备方法，其特征在于制备步骤(2)中所述的酸碱调剂是氢氧化钙。

6、根据权利要求4所述的纤维复合物颗粒的制备方法，其特征在于制备步骤(5)中所述的调整理化性能包括用着色剂来调节颗粒的颜色；用杀菌剂来控m制颗粒的微生物含量；用香料来调节颗粒的气味；用纸浆纤维来调节颗粒中纤维的含量和用高岭土或碳酸钙来调节颗粒的密度。

7、根据权利要求4所述的纤维复合物颗粒的制备方法，其特征在于该制备方法得到的纤维复合物颗粒在翻转和使用过程中都不会掉灰尘，颗粒的脆碎度小于15％。

8、根据权利要求4所述的纤维复合物颗粒的制备方法，其特征在于该制备方法得到的纤维复合物颗粒的堆密度为0.6～1.2g/ml。

9、根据权利要求4所述的纤维复合物颗粒的制备方法，其特征在于该制备方法得到的纤维复合物颗粒的修止角小于35度。

10、根据权利要求4所述的纤维复合物颗粒的制备方法，其特征在于该制备方法得到的纤维复合物颗粒是弱碱性的，pH范围为7.0-8.5。