CN108755233A - 一种废纸造纸过程中提高网部抄造效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废纸造纸过程中提高网部抄造效率的方法,包括预润浸步骤、疏解击打步骤、粘合剂润浸步骤、混合步骤、合成反应步骤、改性步骤、抄造前混合步骤和抄造步骤,利用利用海泡石表面大量存在的Si‑OH基,而Si‑OH基则具有可以与有机物粘合剂直接作用的特征,使得有机粘合剂能够充分与纤维结合,继而使得活性硅酸钙与纤维能够充分结合。在网部抄造的过程中,抄造前纸浆受到强度剪切也不会降低其粘度和由抄纸用粘剂引起的分散效果也不会降低,提高网部抄造效率,本发明解决了现有活性硅酸钙高加填纸化学助剂消耗量高、易于掉毛掉粉的问题,提高了纸产品质量,进一步完善了活性硅酸钙造纸应用技术,生产过程更加节能环保,清洁无污染。
Description
技术领域
本发明涉及造纸工艺技术领域,具体指一种废纸造纸过程中提高网部抄造效率的方法。
背景技术
目前,废纸造纸的制造一般是通过以下工序来进行的,从原木形成木片后,通过蒸解、洗净、精选、漂白等处理生成原料液体浆的纸浆工序,再通过和已通过杀菌、脱墨等工序的废纸纸浆进行混合,最后将该混合而成的纸浆从流浆箱供给到金属线上脱水,然后利用压榨、干燥等处理生成纸的抄纸工序。
作为纸张的抄纸机已知有圆网抄纸机、长网抄纸机、短网抄纸机等各种类型。当使用这些抄纸机生产薄纸、卫生纸等单位面积重量低的纸时,一般使用用于赋予纸浆分散性的抄纸用粘剂。当使用抄纸用粘剂时,例如在使用聚环氧乙烷(polyethyleneoxide)的情况下,即使在聚环氧乙烷(polyethyleneoxide)浓度较低时,其粘度也高,并且具有拖线性,所以难以与原料液体浆混合。需在水中溶解成为浓度为0.01重量%程度以下的水溶液,调整为具有适当的粘度,再添加到原料液体浆中。
但由聚环氧乙烷类粘剂溶解得出的水溶液受到强度剪切时,水溶液粘度会降低,由抄纸用粘剂引起的分散效果降低。为了不对粘剂水溶液施加大的剪切力,将粘剂添加到筛网和流浆箱之间,这将很大程度上降低纸张的良品率,这是生产者所不愿看到的。
其次,由于废纸造纸的过程中,需要使用较多的植物纸浆方能抄造成纸,而植物纸浆的成本很高,并且过得使用植物纸浆终究不利于环保,这是与绿色环保的生产理念背道而驰的,因此有必要予以改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种废纸造纸过程中提高网部抄造效率的方法,此方法实现了高效抄造和环保造纸的目的,并且减低了废纸造纸的生产成本,提高了纸张质量。
为了实现该目的,本发明所采用的技术方案是,一种废纸造纸过程中提高网部抄造效率的方法,包括以下步骤:
1)粉煤灰脱硅液制备步骤,包括以下子步骤,
1.1)脱硅反应步骤,把二氧化硅含量为30~50wt%的粉煤灰加入到浓度至少为13wt%的氢氧化钠溶液中进行脱硅反应,并且控制脱硅反应温度不超过125℃;
1.2)固液分离步骤,把脱硅反应步骤所得到的浆液进行固液分离,收集得到的液体产物,即为粉煤灰脱硅液;
2)复合浆料备制步骤,包括以下子步骤:
2.1)预润浸步骤,将海泡石与废纸投入润浸池中,加水预润浸10-15分钟,然后搅拌混合均匀;
2.2)疏解击打步骤,把经过预润浸步骤的海泡石与废纸的混合物转移至疏解击打槽,向疏解击打槽泵送白水,通过白水冲送海泡石与废纸的混合物前进,在海泡石与废纸的混合物沿疏解击打槽前进的过程中,通过安装在疏解击打槽上方的多个重锤反复击打疏解击打槽中的海泡石与废纸,对海泡石与废纸进行击打和疏解,得到疏解混合物;
2.3)碎纸步骤,通过疏解击打槽将疏解混合物输送至碎浆桶中,在碎浆桶在进行碎浆处理后,然后依次经过除渣处理、过滤处理和筛选处理后得到混合纸浆,最后将混合纸浆输送入储浆池备用;
2.4)粘合剂润浸步骤,向储浆池加入有机粘合剂,在搅拌均匀后,静置润浸,润浸时间不低于30min,制得悬浮液;
2.5)混合步骤,向储浆池投入粉煤灰脱硅液,粉煤灰脱硅液的重量投入比例为每吨悬浮液投入0.2-0.5千克粉煤灰脱硅液:将悬浮液与粉煤灰脱硅液搅拌均匀,制得混合浆料;
2.6)合成反应步骤,向储浆池中加入石灰乳和铝盐催化剂进行反应,石灰乳和铝盐催化剂的重量投入比例为每吨悬浮液投入0.6-0.8千克的石灰乳以及0.01-0.02千克的铝盐催化剂,并控制反应体系中的钙硅比为0.7~0.8,反应完成后调节反应产物的Ph值为8~9,得到复合浆料;
3)再生纸制浆步骤,使用废纸和废纸箱为制浆原料,依次经过碎浆处理、除渣处理、过滤处理和筛选处理后得到再生纸纸浆;
4)抄造步骤,包括以下子步骤:
4.1)抄造前混合步骤,把再生纸纸浆和复合浆料同时泵送到流浆箱中,流浆箱中的再生纸纸浆和复合浆料的重量配比为,每吨再生纸纸浆配比300-450千克复合浆料,制得抄造前纸浆;
4.2)成纸步骤,将流浆箱中的抄造前纸浆输送至网站抄造成型,再依次经过压榨处理和烘干处理,得到成纸。
进一步的,在所述脱硅反应步骤中,所述脱硅反应时间不少于1.5小时,其中所得的粉煤灰脱硅液的浓度不低于300g/L。
进一步的,在所述预润浸步骤中,先对废纸进行预处理,预处理是依次对废纸进行切条、除杂、浸湿和洗净。
进一步的,在所述疏解击打步骤中,沿疏解击打槽的延伸方向,在疏解击打槽的上方间隔垂吊多个重锤,在海泡石与废纸的混合物通过疏解击打槽的过程中,使各重锤按设定的时间差自由落下并击打在海泡石与废纸的混合物之上。
进一步的,在重锤击打海泡石与废纸的混合物之后,通过钢绳提拉重锤上升复位,并将重锤的提升高度控制在50-80cm,将相邻两个重锤自由下落的时间差控制1-2秒,相邻两个重锤的间隔距离控制在10-20cm,使海泡石与废纸的混合物在沿疏解击打槽前进的过程中不断受到各个重锤的击打。
本发明和现有技术相比所具有的优点是:本发明利用利用海泡石表面大量存在的Si-OH基,而Si-OH基则具有可以与有机物粘合剂直接作用的特征,使得有机粘合剂能够充分与纤维结合,继而使得活性硅酸钙与纤维能够充分结合,在网部抄造的过程中,抄造前纸浆受到强度剪切也不会降低其粘度和由抄纸用粘剂引起的分散效果也不会降低,提高网部抄造效率,本发明解决了现有活性硅酸钙高加填纸化学助剂消耗量高、易于掉毛掉粉的问题,提高了纸产品质量,进一步完善了活性硅酸钙造纸应用技术,生产过程更加节能环保,清洁无污染。
另一方面,本发明采用活性硅酸钙/纤维复合浆料作为造纸填料,得到的纸张灰分明显高于单纯采用活性硅酸钙作为造纸填料的纸张灰分,并且纸张的抗张指数、松厚度等各项指标均能达到使用要求,并且在30~45%的高加填量的情况下,无需加入大量的造纸用助剂,本发明解决了现有活性硅酸钙高加填纸化学助剂消耗量高、易于掉毛掉粉的问题,提高了纸产品质量,进一步完善了活性硅酸钙造纸应用技术,生产过程更加节能环保,清洁无污染。
具体实施方式
以下上述仅为本发明的较佳实施例,并不因此而限定本发明的保护范围。
实施例一
一种废纸造纸过程中提高网部抄造效率的方法,包括以下步骤:
1)粉煤灰脱硅液制备步骤,包括以下子步骤,
1.1)脱硅反应步骤,把二氧化硅含量为30~50wt%的粉煤灰加入到浓度至少为13wt%的氢氧化钠溶液中进行脱硅反应,并且控制脱硅反应温度不超过125℃;脱硅反应时间不少于1.5小时,其中所得的粉煤灰脱硅液的浓度不低于300g/L。
1.2)固液分离步骤,把脱硅反应步骤所得到的浆液进行固液分离,收集得到的液体产物,即为粉煤灰脱硅液;
2)复合浆料备制步骤,包括以下子步骤:
2.1)预润浸步骤,先对废纸进行预处理,预处理是依次对废纸进行切条、除杂、浸湿和洗净。再将海泡石与废纸投入润浸池中,加水预润浸10-15分钟,然后搅拌混合均匀。
2.2)疏解击打步骤,把经过预润浸步骤的海泡石与废纸的混合物转移至疏解击打槽,向疏解击打槽泵送白水,通过白水冲送海泡石与废纸的混合物前进,在海泡石与废纸的混合物沿疏解击打槽前进的过程中,通过安装在疏解击打槽上方的多个重锤反复击打疏解击打槽中的海泡石与废纸,对海泡石与废纸进行击打和疏解,得到疏解混合物。
沿疏解击打槽的延伸方向,在疏解击打槽的上方间隔垂吊多个重锤,在海泡石与废纸的混合物通过疏解击打槽的过程中,使各重锤按设定的时间差自由落下并击打在海泡石与废纸的混合物之上。
在重锤击打海泡石与废纸的混合物之后,通过钢绳提拉重锤上升复位,并将重锤的提升高度控制在50-80cm,将相邻两个重锤自由下落的时间差控制1-2秒,相邻两个重锤的间隔距离控制在10-20cm,使海泡石与废纸的混合物在沿疏解击打槽前进的过程中不断受到各个重锤的击打。
2.3)碎纸步骤,通过疏解击打槽将疏解混合物输送至碎浆桶中,在碎浆桶在进行碎浆处理后,然后依次经过除渣处理、过滤处理和筛选处理后得到混合纸浆,最后将混合纸浆输送入储浆池备用。
2.4)粘合剂润浸步骤,向储浆池加入有机粘合剂,在搅拌均匀后,静置润浸,润浸时间不低于30min,制得悬浮液;
2.5)混合步骤,向储浆池投入粉煤灰脱硅液,粉煤灰脱硅液的重量投入比例为每吨悬浮液投入0.2-0.5千克粉煤灰脱硅液:将悬浮液与粉煤灰脱硅液搅拌均匀,制得混合浆料。
在利用粉煤灰脱硅液对混合纸浆进行浸润的过程中,混合纸浆应具有适宜的打浆度,保证其能够较好的分丝帚化,从而有利于活性硅酸钙与混合纸浆的充分结合。在本发明具体实施过程中,通常控制混合纸浆的打浆度为65~75叩解度,该打浆度使粉煤灰脱硅液得以渗入混合纸浆纤维腔壁内部、分丝表面及网络空间结构,这样为后续合成活性硅酸钙创造了有利条件,不仅保证了活性硅酸钙与纸浆纤维的充分结合,而且使活性硅酸钙在纸浆纤维内的分布更加均匀。
2.6)合成反应步骤,向储浆池中加入石灰乳和铝盐催化剂进行反应,铝盐催化剂优选氯化铝,粉煤灰脱硅液中的硅酸钠浓度为40~60g/L,石灰乳的浓度为120~180g/L。石灰乳和铝盐催化剂的重量投入比例为每吨悬浮液投入0.6-0.8千克的石灰乳以及0.01-0.02千克的铝盐催化剂,并控制反应体系中的钙硅比为0.7~0.8,反应完成后调节反应产物的Ph值为8~9,得到复合浆料,在完成本步骤之后,增加一中和步骤,通过加入有机酸的方式,除去反应产物中的残碱,比如可使用甲酸或乙酸,也可以是二者的混合物。
3)再生纸制浆步骤,使用废纸和废纸箱为制浆原料,依次经过碎浆处理、除渣处理、过滤处理和筛选处理后得到再生纸纸浆;
4)抄造步骤,包括以下子步骤:
4.1)抄造前混合步骤,把再生纸纸浆和复合浆料同时泵送到流浆箱中,流浆箱中的再生纸纸浆和复合浆料的重量配比为,每吨再生纸纸浆配比300-450千克复合浆料,制得抄造前纸浆;复合浆料是作为造纸填料使用,本发明对于复合浆料在造纸体系中的质量含量不做特别限定,可以按照常规的造纸填料的加填量合理配置。在本发明具体实施过程中,复合浆料干基在造纸体系干基中的质量含量≤45%。通常复合浆料干基占造纸体系干基总质量的30~45%(即复合浆料的加填量为30~45%),最终得到的纸张的抗张指数、松厚度等各项指标均能达到使用要求,并且由于纸张纤维和造纸填料之间结合力较强,从而解决了高加填情况下纸张易于掉毛、掉粉的问题。
本发明利用利用海泡石表面大量存在的Si-OH基,而Si-OH基则具有可以与有机物粘合剂直接作用的特征,使得有机粘合剂能够充分与纤维结合,继而使得活性硅酸钙与纤维能够充分结合,在网部抄造的过程中,抄造前纸浆受到强度剪切也不会降低其粘度和由抄纸用粘剂引起的分散效果也不会降低,提高网部抄造效率,本发明解决了现有活性硅酸钙高加填纸化学助剂消耗量高、易于掉毛掉粉的问题,提高了纸产品质量,进一步完善了活性硅酸钙造纸应用技术,生产过程更加节能环保,清洁无污染。
4.2)成纸步骤,将流浆箱中的抄造前纸浆输送至网站抄造成型,再依次经过压榨处理和烘干处理,得到成纸。
在实际纸张抄造过程中,造纸体系中应含有纸张抄造所必需的造纸用助剂,可根据具体对纸张的需求选择合适的造纸用造纸用助剂,比如抄造工艺用造纸用助剂和成纸用造纸用助剂,本发明在此不做过多限定。在本发明具体实施过程中,加入的造纸用助剂包括取代度为0.01~0.07的阳离子淀粉、烷基烯酮二聚体(AKD)、阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)。发明人研究发现,在复合浆料干基占造纸体系干基总质量30~45%的情况下,即造纸填料的加填量为30~45%时,造纸用助剂的添加量可小于单纯采用活性硅酸钙作为造纸填料时造纸用助剂的添加量。在本发明具体实施过程中,造纸用助剂的加填量可以为:阳离子淀粉:2.5~3.5%、AKD:0.1~0.5%、CPAM:0.03~0.08%(均相对于绝干纤维与造纸填料的质量和),比如阳离子淀粉:3.0%、AKD:0.3%、CPAM:0.05%。
本发明采用活性硅酸钙/纤维复合浆料作为造纸填料,得到的纸张灰分明显高于单纯采用活性硅酸钙作为造纸填料的纸张灰分,并且纸张的抗张指数、松厚度等各项指标均能达到使用要求,并且在30~45%的高加填量的情况下,无需加入大量的造纸用助剂,本发明解决了现有活性硅酸钙高加填纸化学助剂消耗量高、易于掉毛掉粉的问题,提高了纸产品质量,进一步完善了活性硅酸钙造纸应用技术,生产过程更加节能环保,清洁无污染。
以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种废纸造纸过程中提高网部抄造效率的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)粉煤灰脱硅液制备步骤,包括以下子步骤,
1.1)脱硅反应步骤,把二氧化硅含量为30~50wt%的粉煤灰加入到浓度至少为13wt%的氢氧化钠溶液中进行脱硅反应,并且控制脱硅反应温度不超过125℃;
1.2)固液分离步骤,把脱硅反应步骤所得到的浆液进行固液分离,收集得到的液体产物,即为粉煤灰脱硅液;
2)复合浆料备制步骤,包括以下子步骤:
2.1)预润浸步骤,将海泡石与废纸投入润浸池中,加水预润浸10-15分钟,然后搅拌混合均匀;
2.2)疏解击打步骤,把经过预润浸步骤的海泡石与废纸的混合物转移至疏解击打槽,向疏解击打槽泵送白水,通过白水冲送海泡石与废纸的混合物前进,在海泡石与废纸的混合物沿疏解击打槽前进的过程中,通过安装在疏解击打槽上方的多个重锤反复击打疏解击打槽中的海泡石与废纸,对海泡石与废纸进行击打和疏解,得到疏解混合物;
2.3)碎纸步骤,通过疏解击打槽将疏解混合物输送至碎浆桶中,在碎浆桶在进行碎浆处理后,然后依次经过除渣处理、过滤处理和筛选处理后得到混合纸浆,最后将混合纸浆输送入储浆池备用;
2.4)粘合剂润浸步骤,向储浆池加入有机粘合剂,在搅拌均匀后,静置润浸,润浸时间不低于30min,制得悬浮液;
2.5)混合步骤,向储浆池投入粉煤灰脱硅液,粉煤灰脱硅液的重量投入比例为每吨悬浮液投入0.2-0.5千克粉煤灰脱硅液:将悬浮液与粉煤灰脱硅液搅拌均匀,制得混合浆料;
2.6)合成反应步骤,向储浆池中加入石灰乳和铝盐催化剂进行反应,石灰乳和铝盐催化剂的重量投入比例为每吨悬浮液投入0.6-0.8千克的石灰乳以及0.01-0.02千克的铝盐催化剂,并控制反应体系中的钙硅比为0.7~0.8,反应完成后调节反应产物的Ph值为8~9,得到复合浆料;
3)再生纸制浆步骤,使用废纸和废纸箱为制浆原料,依次经过碎浆处理、除渣处理、过滤处理和筛选处理后得到再生纸纸浆;
4)抄造步骤,包括以下子步骤:
4.1)抄造前混合步骤,把再生纸纸浆和复合浆料同时泵送到流浆箱中,流浆箱中的再生纸纸浆和复合浆料的重量配比为,每吨再生纸纸浆配比300-450千克复合浆料,制得抄造前纸浆;
4.2)成纸步骤,将流浆箱中的抄造前纸浆输送至网站抄造成型,再依次经过压榨处理和烘干处理,得到成纸。
2.根据权利要求1所述的一种废纸造纸过程中提高网部抄造效率的方法,其特征在于:在所述脱硅反应步骤中,所述脱硅反应时间不少于1.5小时,其中所得的粉煤灰脱硅液的浓度不低于300g/L。
3.根据权利要求2所述的一种废纸造纸过程中提高网部抄造效率的方法,其特征在于:在所述预润浸步骤中,先对废纸进行预处理,预处理是依次对废纸进行切条、除杂、浸湿和洗净。
4.根据权利要求3所述的一种废纸造纸过程中提高网部抄造效率的方法,其特征在于:在所述疏解击打步骤中,沿疏解击打槽的延伸方向,在疏解击打槽的上方间隔垂吊多个重锤,在海泡石与废纸的混合物通过疏解击打槽的过程中,使各重锤按设定的时间差自由落下并击打在海泡石与废纸的混合物之上。
5.根据权利要求4所述的一种废纸造纸过程中提高网部抄造效率的方法,其特征在于:在重锤击打海泡石与废纸的混合物之后,通过钢绳提拉重锤上升复位,并将重锤的提升高度控制在50-80cm,将相邻两个重锤自由下落的时间差控制1-2秒,相邻两个重锤的间隔距离控制在10-20cm,使海泡石与废纸的混合物在沿疏解击打槽前进的过程中不断受到各个重锤的击打。
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全国勘察设计注册工程师环保专业管理委员会等: "《注册环保工程师专业考试复习教材.2》", 31 May 2011, 中国环境科学出版社 * |
黄俊彦等: "《纸浆模塑生产实用技术》", 31 December 2007, 北京:印刷工业出版社 * |
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