CN110258168A - 一种废纸造纸污泥用于抄造灰板纸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废纸造纸污泥用于抄造灰板纸的方法。本发明首先将废纸造纸污泥与重质碳酸钙混合，辅以复合分散剂，进行研磨得到符合抄纸要求的颗粒分散浆料；随后，将制得的碳酸钙/污泥浆料分散体系以一定比例加入到废纸浆料中，经打浆、抄片器滤水成形、真空压榨、电热干燥，即得含有造纸污泥的灰板纸。本发明基于DLVO分散稳定理论，结合造纸污泥的物理化学特性，创新强化预处理工艺，巧妙设计填料组合工艺，实现污泥的合理化利用。本发明操作方便，易于生产；所生产的纸页具有较好的表面性能和力学性能。本发明为造纸污泥的资源化合理化利用提供了有效路径，具有重要理论意义和实践价值。

Description

一种废纸造纸污泥用于抄造灰板纸的方法
技术领域
本发明涉及制浆造纸技术领域，具体涉及一种造纸污泥用于抄造灰板纸的方法。
背景技术
废纸造纸是资源化利用的一种途径，但废纸造纸企业在造纸过程中会产生大量污泥。污泥是指基于物理法、化学法、物理化学法、生物化学法处理废水时产生的沉淀物、颗粒物和漂浮物，造纸污泥也是通过这些方法处理造纸废水产生的一种悬浮物。废纸造纸污泥具有成分复杂、含水率高、产量大等特点，属于较难处理的大宗固体废弃物，其主要组分为有机质和无机质，有机质主要为粗蛋白、纤维素、半纤维素和木质素等，无机质主要为造纸过程中添加的填料物质如碳酸钙、滑石粉和高岭土等。造纸污泥的处理处置已成为废纸造纸企业发展的主要瓶颈，而国家和地方政府高度重视造纸污泥处理处置工作，面对造纸产业发展政策的迫切要求，应遵循污泥处理处置资源化、减量化的原则，结合造纸污泥的特点，积极探索造纸污泥资源化合理化利用技术，对实现制浆造纸工业的可持续发展具有重要现实意义。
目前，造纸污泥的处理处置方法主要为焚烧和填埋，具有见效快、处理量大等特点，但存在很多弊端，如焚烧法可达到污泥资源化、稳定化和减量化处理目的，但需要对污泥进行高效脱水预处理。为此，在进入焚烧炉前需要对污泥进行干化处理至较高固含量水平，导致处理成本提高，且焚烧不完全还可能会产生二次污染物；填埋法具有运行成本较低的优势，但存在占用大量土地资源、引起地下水污染和填埋体变形或滑坡等问题。随着环保法规和公众环保意识的增强，填埋法已不再是污泥处置的适宜方法。为解决造纸污泥的合理处理处置问题，学术界工业界开展了大量研究工作。总结来说，造纸污泥资源化利用的方法路径似乎较多，但主要在于生物精炼与填料化利用两大路径。
据了解，造纸污泥的填料化利用，目前主要应用于制备黏土砖、涂层材料、吸附材料等。我们知道，废纸造纸污泥中的无机成分主要为碳酸钙、高岭土、钛白粉及滑石粉等矿物质，有机成分主要为纤维素、半纤维素和木素等组分，从组分上来看，造纸污泥完全具备可用作造纸填料的潜力。基于此，研究造纸污泥的物理化学特性，创新强化预处理工艺，巧妙设计填料组合工艺，实现废纸造纸污泥在纸和纸板中的合理化利用，具有重要理论意义和实践价值。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种废纸造纸污泥用于抄造灰板纸
的方法，以解决废纸造纸污泥填料化利用技术问题，为废纸造纸污泥的资源化合理化利用提供有效路径。
本发明通过如下技术方案实现：一种废纸造纸污泥用于抄造灰板纸的方法，所述的灰板纸由以下重量份原料组成：美废纸浆20份，国废纸浆80份；美废纸浆与国废纸浆总量设为I，初沉池脱水污泥4%I，重质碳酸钙16%I，木薯高取代阳离子淀粉0.5%I，六偏磷酸钠0.5% I，羧甲基纤维素钠0.1% I，其制备方法包括如下步骤：
步骤（1）：美废、国废纸浆的预处理
对美废纸浆、国废纸浆分别进行打浆、疏解，预处理至打浆度为26 °SR，随后混合得到国废/美废浆料水相分散体系1。
步骤（2）：初沉池脱水污泥与碳酸钙进行混合研磨
依次将初沉池脱水污泥、重质碳酸钙加入水中，加入分散剂六偏磷酸钠、羧甲基纤维素钠，调控体系固含量及pH值，进行高速研磨，得到碳酸钙/污泥浆料水相分散体系2。
步骤（3）：湿法成形制备灰板纸
首先，将步骤（2）制得的分散体系2以一定比例加入步骤（1）制得的分散体系1，混合后经再次打浆处理，随后加入木薯高取代阳离子淀粉，进行疏解混合，然后经抄片器滤水成形、真空压榨、电热干燥，即得含有造纸污泥的灰板纸。
进一步的，本发明中所述灰板纸的重量份原料均为绝干料，步骤（2）所述污泥与重质碳酸钙的比例为1: 4，所述六偏磷酸钠与羧甲基纤维素钠的比例为5:1，所述浆料体系固含量为40%，pH值为7.5，所述的浆料研磨时间为15分钟、研磨速度为5000转/分。
更进一步的，步骤（3）中的浆料混合后经再次打浆处理至打浆度为32 °SR, 抄造的灰板纸定量为120g/m2。
本发明的有益效果：
其一，本发明充分利用废纸造纸污泥的物理化学特性，追根溯源，创新性地将造纸污泥与常用商业化填料重质碳酸钙进行控制性研磨，得到尺寸均匀、符合抄纸要求的混合填料。
其二，设计了后续打浆工艺程序，有利于碳酸钙/污泥浆料与废纸纤维的充分吸附，强化氢键结合，改善成纸表面性能与力学性能。
其三，在湿部抄造体系中，引入了木薯高取代阳离子淀粉、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素钠，有利于提高无机填料在纸浆体系中的分散稳定性，提升助留助滤效果，显著改善灰板纸抄造性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例 1
步骤（1）：对美废纸浆、国废纸浆分别进行打浆、疏解，预处理至打浆度为26 °SR，随后混合得到国废/美废浆料水相分散体系1。
步骤（2）：以绝干重量计算，依次将40克初沉池脱水污泥、320克重质碳酸钙加入水中，加入分散剂2克六偏磷酸钠、0.4克羧甲基纤维素钠，调控体系固含量为40%及pH值至7.5，进行高速研磨，得到碳酸钙/污泥浆料水相分散体系2。
步骤（3）：首先，以纸浆绝干重量计算，将步骤（2）制得的分散体系2以10%比例加入步骤（1）制得的分散体系1，混合后经再次打浆处理至打浆度为32 °SR，随后加入木薯高取代阳离子淀粉，进行疏解混合，然后经抄片器滤水成形、真空压榨、电热干燥，即得含有造纸污泥的灰板纸。
实施例 2
步骤（1）：对美废纸浆、国废纸浆分别进行打浆、疏解，预处理至打浆度为26 °SR，随后混合得到国废/美废浆料水相分散体系1。
步骤（2）：以绝干重量计算，依次将40克初沉池脱水污泥、320克重质碳酸钙加入水中，加入分散剂2克六偏磷酸钠、0.4克羧甲基纤维素钠，调控体系固含量为40%及pH值至7.5，进行高速研磨，得到碳酸钙/污泥浆料水相分散体系2。
步骤（3）：首先，以纸浆绝干重量计算，将步骤（2）制得的分散体系2以20%比例加入步骤（1）制得的分散体系1，混合后经再次打浆处理至打浆度为32 °SR，随后加入木薯高取代阳离子淀粉，进行疏解混合，然后经抄片器滤水成形、真空压榨、电热干燥，即得含有造纸污泥的灰板纸。
实施例 3
步骤（1）：对美废纸浆、国废纸浆分别进行打浆、疏解，预处理至打浆度为26 °SR，随后混合得到国废/美废浆料水相分散体系1。
步骤（2）：以绝干重量计算，依次将40克初沉池脱水污泥、320克重质碳酸钙加入水中，加入分散剂2克六偏磷酸钠、0.4克羧甲基纤维素钠，调控体系固含量为40%及pH值至7.5，进行高速研磨，得到碳酸钙/污泥浆料水相分散体系2。
步骤（3）：首先，以纸浆绝干重量计算，将步骤（2）制得的分散体系2以30%比例加入步骤（1）制得的分散体系1，混合后经再次打浆处理至打浆度为32 °SR，随后加入木薯高取代阳离子淀粉，进行疏解混合，然后经抄片器滤水成形、真空压榨、电热干燥，即得含有造纸污泥的灰板纸。
实施例 4
步骤（1）：对美废纸浆、国废纸浆分别进行打浆、疏解，预处理至打浆度为26 °SR，随后混合得到国废/美废浆料水相分散体系1。
步骤（2）：以绝干重量计算，依次将40克初沉池脱水污泥、320克重质碳酸钙加入水中，加入分散剂2克六偏磷酸钠、0.4克羧甲基纤维素钠，调控体系固含量为40%及pH值至7.5，进行高速研磨，得到碳酸钙/污泥浆料水相分散体系2。
步骤（3）：首先，以纸浆绝干重量计算，将步骤（2）制得的分散体系2以40%比例加入步骤（1）制得的分散体系1，混合后经再次打浆处理至打浆度为32 °SR，随后加入木薯高取代阳离子淀粉，进行疏解混合，然后经抄片器滤水成形、真空压榨、电热干燥，即得含有造纸污泥的灰板纸。

Claims (6)

1.一种废纸造纸污泥用于抄造灰板纸的方法，其特征在于：所述的灰板纸由以下重量份原料组成：美废纸浆20份，国废纸浆80份；美废纸浆与国废纸浆总量设为I，初沉池脱水污泥4%I，重质碳酸钙16%I，木薯高取代阳离子淀粉0.5%I，六偏磷酸钠 0.5% I，羧甲基纤维素钠0.1% I，该方法包括如下步骤：
步骤（1）：美废、国废纸浆的预处理
对美废纸浆、国废纸浆分别进行打浆、疏解，预处理至打浆度为26 °SR，随后混合得到国废/美废浆料水相分散体系1；
步骤（2）：初沉池脱水污泥与碳酸钙进行混合研磨
依次将初沉池脱水污泥、重质碳酸钙加入水中，加入分散剂六偏磷酸钠、羧甲基纤维素钠，调控体系固含量及pH值，进行高速研磨，得到碳酸钙/污泥浆料水相分散体系2；
步骤（3）：湿法成形制备灰板纸
首先，将步骤（2）制得的分散体系2以一定比例加入步骤（1）制得的分散体系1，混合后经再次打浆处理，随后加入木薯高取代阳离子淀粉，进行疏解混合，然后经抄片器滤水成形、真空压榨、电热干燥，即得含有造纸污泥的灰板纸。
2.根据权利要求1所述的一种废纸造纸污泥用于抄造灰板纸的方法，其特征在于：以绝干重量计算，步骤（2）所述污泥与重质碳酸钙的比例为1: 4。
3.根据权利要求1所述的一种废纸造纸污泥用于抄造灰板纸的方法，其特征在于：以绝干重量计算，步骤（2）所述六偏磷酸钠与羧甲基纤维素钠的比例为5:1。
4.根据权利要求1所述的一种废纸造纸污泥用于抄造灰板纸的方法，其特征在于：步骤（2）中的浆料体系固含量为40%，pH值为7.5。
5.根据权利要求1所述的一种废纸造纸污泥用于抄造灰板纸的方法，其特征在于：步骤（2）中的浆料研磨时间为15分钟，研磨速度为5000转/分。
6.根据权利要求1所述的一种废纸造纸污泥用于抄造灰板纸的方法，其特征在于：步骤（3）中的浆料混合后经再次打浆处理至打浆度为32 °SR，抄造的灰板纸定量为120g/m2。
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