CN105239449A - 一种粉煤灰无机纤维纸浆及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉煤灰无机纤维纸浆及其制造方法。将粉煤灰、白云石、镁矿石、炭黑等材料混合均匀后，输送到高温熔炉中炼化，炼化的液浆离心添加原料0.05％的纤维固化剂，离心甩丝加工成纤维。植物纤维与粉煤灰无机纤维的比例为3～7:7～3。纤维总量为0.1％～10％，与软化剂1～2％，增稠剂0.05～0.3％，改性剂0.14～0.2％，改性增稠剂0.5％，粘结剂2～3％，水余量；经高温搅拌打浆1.5h后，将上述粉煤灰纤维纸浆采用常规方法输送至造纸机上抄纸，干燥后即可得纸品。本发明方法适用于工业规模生产，粉煤灰无机纤维可代替部分造纸木浆，节省原木损耗，保护森林资源，降低成本。

Description

一种粉煤灰无机纤维纸浆及其制造方法

技术领域

本发明涉及纸浆及其制造方法领域，特别是一种粉煤灰无机纤维纸浆及其制造方法。

背景技术

由于我国近期电力工业仍以火力发电为主，每年粉煤灰排量在2亿吨以上，粉煤灰的排放浪费大量水资源、储灰厂占用大量耕地，尽管粉煤灰综合利用领域不断扩大，但每年的利用率也只有70％左右。

据统计，2013年我国纸浆产量同比下降2.75％，但木浆产量增长8.89％，这无疑有利于提升国内纸浆产品对纸浆现货市场的影响力度。同时也表明，我国纸浆制造业产能正在向生产木浆靠拢。近10年，我国木浆的产量已由2004年的238万吨增长至882万吨，增幅达270％。我国纸浆行业对外依存度较高。2013年，纸浆进口量增长2.31％，达1685万吨。废纸进口量有所下降，但仍达2924万吨。中国造纸协会的统计数据显示，进口的纸浆量占我国纸浆总消耗量的42.46％。

我国纸品及原料大量进口，需要大量外汇，自己生产化学纸浆浪费大量水资源，又造成环境的污染，因此发明一种粉煤灰无机纤维纸浆，即为粉煤灰综合利用找到了新途径，又降低了纸品成本、节省木材，减少资源浪费，保护环境。

发明内容

本发明提供了一种粉煤灰无机纤维纸浆，本发明利用粉煤灰制备无机纤维，并应用于造纸技术。本发明既为粉煤灰综合利用找到了新途径，又节省木材、降低了纸品成本，减少资源浪费，保护环境。

为达到上述目的，本发明提供了一种粉煤灰无机纤维纸浆，其特征在于，所述粉煤灰无机纤维纸浆为悬浮液，其中，各成分质量配比为：

所述软化剂为两性离子表面活性剂或阳离子表面活性剂；

所述增稠剂为聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素(CMC)、烷基烯酮二聚体合成类中的一种；

所述改性剂为氢氧化钙、氢氧化钠及纳米碳酸钙中的一种或几种物质的混合物；

所述改性增稠剂为改性淀粉；

所述粘结剂为表氯醇树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯类乳液、丙烯晴与丙烯酸丁酯的聚合物、聚乙烯醇；

所述纸浆纤维为植物纤维与粉煤灰无机纤维的混合物，两种纤维混合质量比例为3～7:7～3。

优选方式下，所述软化剂为阳离子聚丙烯酰胺、十二烷基二甲基胺乙内酯、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中一种或几种物质的混合物。

优选方式下，所述改性增稠剂为氧化淀粉、阳离子淀粉、阴离子淀粉、磷酸酯淀粉和双醛淀粉中一种或几种物质的混合物。

优选方式下，所述粉煤灰无机纤维的制备过程包括：

S1、原料合成：将粉煤灰、白云石、镁矿石、炭黑按照粉煤灰80～85wt％、白云石10～13wt％、镁矿石4～7wt％，炭黑1.0～2.5wt％的比例混合；

S2、计量上炉：将混合均匀的原料输入高温熔炉炼化，原料1600℃～1700℃煅烧40～60min制成液浆；

S3、纤维制备：上述煅烧制成的液浆添加原料0.05％的硅酸铝，经甩丝处理，制得粉煤灰无机纤维。

本发明还提供了上述粉煤灰无机纤维纸浆的制备方法，其特征在于，制备过程如下：

S1.粉煤灰无机纤维制备：

S11、原料合成：将粉煤灰、白云石、镁矿石、炭黑按照粉煤灰80～85wt％、白云石10～13wt％、镁矿石4～7wt％，炭黑1.0～2.5wt％的比例混合；

S12、计量上炉：将混合均匀的原料输入高温熔炉炼化，原料1600～1700℃煅烧40～60min制成液浆；煅烧过程中产生的废气废水自动输入到蒸压砖生产线使用，实现零排放；

S13、纤维制备：上述煅烧制成的液浆添加原料0.05％的硅酸铝，经甩丝处理，制得粉煤灰无机纤维；

S2.将S1制得粉煤灰无机纤维切段，除渣，按如下质量配比制浆：

所述软化剂为两性离子表面活性剂或阳离子表面活性剂；

所述增稠剂为聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素(CMC)、烷基烯酮二聚体合成类中的一种；

所述改性剂为氢氧化钙、氢氧化钠及纳米碳酸钙中的一种或几种物质的混合物；

所述改性增稠剂为改性淀粉；

所述粘结剂为表氯醇树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯类乳液、丙烯晴与丙烯酸丁酯的聚合物、聚乙烯醇；

所述纸浆纤维为植物纤维与粉煤灰无机纤维的混合物，两种纤维混合质量比例为3～7:7～3；

S3.打浆搅拌：将以上溶液升温至90±5℃条件下搅拌1.5h，获得分散均匀的浆液，降温至40℃，即为粉煤灰无机纤维纸浆。

优选方式下，步骤S2所述粉煤灰无机纤维直径为1～10um，长度为15～60mm；粉煤灰无机纤维切断长度为4～6mm。

优选方式下，步骤S2所述除渣方法为除渣器湿法除渣或悬浮沉降除渣；所述常规除渣器湿法除渣为将水与粉煤灰纤维均匀混合，其中水含量为75～85wt％，将混合液输入常规除渣器除渣；所述悬浮沉降除渣为将水与粉煤灰纤维均匀混合制成浆液，使所述浆液流经陈沙盘，除去其中的粗纤维和渣球。

优选方式下，步骤S2所述软化剂为阳离子聚丙烯酰胺、十二烷基二甲基胺乙内酯、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中一种或几种物质的混合物。

优选方式下，步骤S2所述改性增稠剂为氧化淀粉、阳离子淀粉、阴离子淀粉、磷酸酯淀粉和双醛淀粉中一种或几种物质的混合物。

粉煤灰无机纤维纸浆的应用效果：将粉煤灰无机纤维纸浆送入抄纸机压榨处理，抄纸后得到的半成品经烘干处理，即为纸品。

具体实施方式

实施例1

1、粉煤灰无机纤维的制备

(1)原料合成：将粉煤灰、白云石、镁矿石、炭黑等材料按照粉煤灰80％、白云石13％、镁矿石4.5％，炭黑2.5％的比例混合。

(2)计量上炉：将混合均匀的原料按量输入到高温电熔炉中炼化，原料通过1700℃的高温煅烧40min制成液浆。

(3)纤维制备：上述煅烧制成的液浆经熔炉底部流向高速离心机中离心，离心后液浆浓度变大，添加原料0.05％的硅酸铝，液浆成为纤维絮状棉时及时甩出，制得粉煤灰无机纤维。

2、粉煤灰无机纤维纸浆的制备

(1)将粉煤灰无机纤维切成6mm小段，利用除渣器除渣。按如下配比制浆：

(2)打浆搅拌：将以上溶液升温至90±5℃条件下搅拌1.5h，获得分散均匀的浆液，降温至40℃左右，即为粉煤灰无机纤维纸浆。

3、将粉煤灰无机纤维纸浆送入抄纸机压榨处理，抄纸后得到的半成品经烘干处理，即为纸品。

实施例2：

1、粉煤灰无机纤维的制备

(1)原料合成：将粉煤灰、白云石、镁矿石、炭黑等材料按照粉煤灰84％、白云石10％、镁矿石4％，炭黑2％的比例混合。

(2)计量上炉：将混合均匀的原料按量输入到高温电熔炉中炼化，原料通过1650℃的高温煅烧50min制成液浆。

(3)纤维制备：上述煅烧制成的液浆经熔炉底部流向高速离心机中离心，离心后液浆浓度变大，添加原料0.05％的硅酸铝，液浆成为纤维絮状棉时及时甩出，粉煤灰液浆转化为粉煤灰无机纤维。

2、粉煤灰无机纤维纸浆的制备

(1)将粉煤灰无机纤维切成6mm小段，利用除渣器除渣。按如下配比制浆：

(2)打浆搅拌：将以上溶液升温至90±5℃条件下搅拌1.5h，获得分散均匀的浆液，降温至40℃左右，即为粉煤灰无机纤维纸浆。

3、将粉煤灰无机纤维纸浆送入抄纸机压榨处理，抄纸后得到的半成品经烘干处理，即为纸品。

实施例3：

1、粉煤灰无机纤维的制备

(1)原料合成：将粉煤灰、白云石、镁矿石、炭黑等材料按照粉煤灰81％、白云石10％、镁矿石7％，炭黑2％的比例混合。

(2)计量上炉：将混合均匀的原料按量输入到高温电熔炉中炼化，原料通过1600℃的高温煅烧60min制成液浆。

(3)纤维制备：上述煅烧制成的液浆经熔炉底部流向高速离心机中离心，离心后液浆浓度变大，同时添加原料0.05％的硅酸铝，液浆成为纤维絮状棉时及时甩出，粉煤灰液浆转化为粉煤灰无机纤维。

2、粉煤灰无机纤维纸浆的制备

(1)将粉煤灰无机纤维切成4mm小段，利用除渣器除渣。按如下配比制浆：

(2)打浆搅拌：将以上溶液升温至90±5℃条件下搅拌1.5h，获得分散均匀的浆液，降温至40℃左右，即为粉煤灰无机纤维纸浆。

3、将粉煤灰无机纤维纸浆送入抄纸机压榨处理，抄纸后得到的半成品经烘干处理，即为纸品。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种粉煤灰无机纤维纸浆，其特征在于，各成分质量配比为：

所述纸浆纤维为植物纤维与粉煤灰无机纤维的混合物，两种纤维混合质量比例为3～7:7～3；

所述软化剂为两性离子表面活性剂或阳离子表面活性剂；

所述增稠剂为聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、烷基烯酮二聚体合成类中的一种；

所述改性剂为氢氧化钙、氢氧化钠及纳米碳酸钙中的一种或几种物质的混合物；

所述改性增稠剂为改性淀粉；

所述粘结剂为表氯醇树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯类乳液、丙烯晴与丙烯酸丁酯的聚合物、聚乙烯醇。

2.根据权利要求1所述粉煤灰无机纤维纸浆，其特征在于：

所述软化剂为阳离子聚丙烯酰胺、十二烷基二甲基胺乙内酯、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中一种或几种物质的混合物；

所述改性增稠剂为氧化淀粉、阳离子淀粉、阴离子淀粉、磷酸酯淀粉和双醛淀粉中一种或几种物质的混合物。

3.根据权利要求1所述粉煤灰无机纤维纸浆，其特征在于，所述粉煤灰无机纤维的制备过程包括：

S1、原料合成：将粉煤灰、白云石、镁矿石、炭黑按照粉煤灰80～85wt％、白云石10～13wt％、镁矿石4～7wt％，炭黑1.0～2.5wt％的比例混合；

S2、计量上炉：将混合均匀的原料输入高温熔炉炼化，原料1600℃～1700℃煅烧40～60min制成液浆；

S3、纤维制备：上述煅烧制成的液浆添加原料0.05％的硅酸铝，经甩丝处理，制得粉煤灰无机纤维。

4.一种权利要求1所述粉煤灰无机纤维纸浆的制备方法，其特征在于，制备过程如下：

S1.粉煤灰无机纤维制备，制作过程包括：

S11、原料合成：将粉煤灰、白云石、镁矿石、炭黑按照粉煤灰80～85wt％、白云石10～13wt％、镁矿石4～7wt％，炭黑1.0～2.5wt％的比例混合；

S12、计量上炉：将混合均匀的原料输入高温熔炉炼化，原料1600～1700℃煅烧40～60min制成液浆；

S13、纤维制备：上述煅烧制成的液浆添加原料0.05wt％的硅酸铝，经甩丝处理，制得粉煤灰无机纤维；

S2.将S1制得粉煤灰无机纤维切段，除渣；按如下质量配比制浆，软化剂1～2％，纸浆纤维0.1％～10％，增稠剂0.05～0.3％，改性剂0.14～0.2％，改性增稠剂0.5％，粘结剂2～3％，水余量；

所述纸浆纤维为植物纤维与粉煤灰无机纤维的混合物，两种纤维混合质量比例为3～7:7～3；

所述软化剂为两性离子表面活性剂或阳离子表面活性剂；

所述增稠剂为聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、烷基烯酮二聚体合成类中的一种；

所述改性剂为氢氧化钙、氢氧化钠及纳米碳酸钙中的一种或几种物质的混合物；

所述改性增稠剂为改性淀粉；

所述粘结剂为表氯醇树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯类乳液、丙烯晴与丙烯酸丁酯的聚合物、聚乙烯醇；

S3.打浆搅拌：将以上溶液升温至90±5℃条件下搅拌1.5h，获得分散均匀的浆液，降温至40℃，即为粉煤灰无机纤维纸浆。

5.根据权利4所述粉煤灰无机纤维纸浆的制备方法，其特征在于，步骤S2所述粉煤灰无机纤维直径为1～10um，长度为15～60mm；所述切断后粉煤灰无机纤维长度为4～6mm。

6.根据权利5所述粉煤灰无机纤维纸浆的制备方法，其特征在于，所述除渣方法为常规除渣器湿法除渣或悬浮沉降除渣；

所述常规除渣器湿法除渣为将水与粉煤灰纤维均匀混合，其中水含量为75～85wt％，将混合液输入除渣器除渣；

所述悬浮沉降除渣为将水与粉煤灰纤维均匀混合制成浆液，使所述浆液流经陈沙盘，除去其中的粗纤维和渣球。

7.根据权利要求6所述粉煤灰无机纤维纸浆的制备方法，其特征在于：

所述软化剂为阳离子聚丙烯酰胺、十二烷基二甲基胺乙内酯、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中一种或几种物质的混合物；

所述改性增稠剂为氧化淀粉、阳离子淀粉、阴离子淀粉、磷酸酯淀粉和双醛淀粉中一种或几种物质的混合物。