CN105239449B - 一种粉煤灰无机纤维纸浆及其制造方法 - Google Patents
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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
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 (3)
1.一种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84wt%、白云石10wt%、镁矿石4wt%,炭黑2wt%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1650℃煅烧50min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%,植物纤维0.5%,粉煤灰无机纤维0.5%,增稠剂0.05%,改性剂0.14%,改性增稠剂0.5%,粘结剂2%,水余量;
所述软化剂为BS-12;
所述增稠剂为羧甲基纤维素;
所述改性剂为氢氧化钠;
所述改性增稠剂为阴离子淀粉;
所述粘结剂为丙烯酸系树脂;
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。
2.根据权利要求1所述粉煤灰无机纤维纸浆的制备方法,其特征在于,步骤S2所述粉煤灰无机纤维直径为1~10μ m ,长度为15~60mm;所述切断后粉煤灰无机纤维长度为4~6mm。
3.根据权利要求1所述粉煤灰无机纤维纸浆的制备方法,其特征在于,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,使所述浆液流经沉 沙盘,除去其中的粗纤维和渣球。
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