纤维配比和废纸(二次纤维)浆
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《涂布加工纸技术手册》第182页（8112字）
上一章节已经提到机械木浆类为原纸板的纤维原料之一，作为废纸的组成大多是化学木浆和机械木浆的混合纤维来说，如果脱墨、净化以至漂白得恰当，当然也可以作为漂白原纸和漂白、未漂原纸板的纤维原料。由于世界性地认识到二次纤维(废纸)的回收利用是一种大大节约能源改善环境污染的措施，近年来一些造纸发达的国家的造纸废纸利用率已达40%以上，2000年预计世界回收废纸将占全部纸张生产原料的40%左右。当今造纸工业中使用的废纸中有20%是经过脱墨处理的，在有的低定量涂布原纸生产及原纸板生产的面浆、底浆中均配用了相当大量的脱墨废纸浆。
以废纸为原料，废纸浆的生产，以大范围而言，专门生产废纸浆的单位是为数不多的，大部分的废纸浆生产线(碎浆、净化、脱墨、漂白)在纸厂及综合性涂布加工纸厂内设置，所以在这里有必要一提，所谓废纸的生产线的设计目的及原则是：①高效分散，杂质分离；②脱墨时纤维受力小；③应用洗涤、浮选脱墨；④洗涤、细筛、漂白。
脱墨废纸浆生产线全工序(生产线示意见图3-12)：
图3-12 脱墨废纸浆生产线
1)废纸碎浆
在碎浆工段中，将废纸先进行解离，目的为除去废纸上的涂料、胶粘剂以及各种杂物的第一步，同时使油墨从纤维中解离出来，也为后期脱墨做准备。碎解好的浆泵入后续工段。碎浆在高浓情况下通常是在间歇式的水力碎浆机中进行的。近年新型流程有的使用连续转鼓式碎浆机进行，这种设备实际上起着轻度碎浆、初步脱墨及粗筛的功能，是一台回转鼓式双区碎浆机，为纸与脱墨剂以及水一起被加入高温纤维离解区，在浓度为14%～18%的情况下解离，鼓筒慢速旋转，浆料亦缓慢向排渣部移动，这种轻缓处理可以保持浆的强度减少塑料、粘着物造成的障碍；第二区装有一套狭缝式筛鼓，对纤维进行清洗，杂质在筛鼓表面被除去，筛浆区浓度为3%～5%，这种鼓式筛对用于杂质含量高的废纸更为合适而不损害良浆的质量。这种浆系统处理后的废纸，杂质含量少，碎解时最大地保留纤维物理强度，动力消耗低和最小的维修需求，这是与其它除渣及槽式水力碎浆系统相对而言的。关于用水力碎浆机系统的废纸碎解，除粗渣净化等本书不再赘述。转鼓式碎浆机见图3-13。
图3-13 转鼓式碎浆机
2)初筛和净化
图3-14为废纸浆筛选(初筛)和净化(除渣)流程。用鼓式碎浆机对废纸处理，第一步在筛筒中进行粗筛选后，使用高浓除渣机去除杂质如沉淀金属、沙粒等，一般均为低压型，工作浓度在1%～5%范围。
图3-14 废纸浆筛选和净化流程
3)浮选脱墨
在浮选脱墨过程中，上一个工段中从纤维中分离出来，而且伴随着纤维的油墨小颗粒用微小气泡带动从原浆(原纤维)中脱出，浮选的基本原理如下：
——空气被充入原浆中，产生足够的微小气泡；
——充满油墨的泡沫从悬浮的浆料(纤维)中除去；
——油墨颗粒粒子由于表面活性剂的作用与气泡相结合。
浮选可在一个敞口或封闭容器中，或旋转器中进行。浮选浆液中加入的脱墨化学品经常有：
——氢氧化钠及表面活性剂用于油墨解离；
——硅酸钠磷酸钠作为分散剂；
——较高熔点脂肪酸皂用于聚集油墨；
——钙盐基与皂化物的相互作用可聚集粘性物。
为了提高脱墨脱色效率，同样漂白化学剂如H2O2可用于浮选工段。这里不再介绍圆形、方型的箱槽式浮选装置，这里介绍瑞典某公司研制的螺旋分离器的废纸浮选脱墨技术。见图3-15，是一个简单的压力装置，它与常规脱墨浮选一样，但同时又将废纸浆中轻杂质分离，两者结合在一起，工作浓度为1%～3%，它的运转原理，如离心除渣器一样。运转时注入的空气速度很快，并很好地与纸浆混合在一起，这意味着油墨可以在短时间内粘附在气泡的表面，并被立即分离出去，这种装置可适用于油墨颗粒粒度较宽范围，该系统还可除去轻杂质。
图3-15 用于脱墨浮选的螺旋分离器
与常规的离心除渣器相同，单个的螺旋式分离器设备是多段式应用的，良浆和浆渣是通过多段处理以保证最大的净化效率和较好的纤维得率，由于紧凑的设计和造型布置，螺旋分离器只占很小的地面与空间。脱墨浮选装置是脱墨工艺的心脏设备，各设备制造厂都力图在制造气泡和充分发挥化学品作用方面施展设计能力。下面又一例是美国某公司在压力制浆的总体概念上发展了压力式浮选槽(图3-16A、B)，其操作浓度、化学品投放模式与传统工艺相同，据称由于油墨分散效果好，浮选分离出来的油墨泡沫不需要二段浮选进行纤维回收。
图3-16A 压力式浮选槽脱墨系统
1—压力浮选槽 2—＃1脱墨浆泵 3—＃2脱墨浆泵 4—空压站 5—旋风分离器
图3-16B 美国某公司压力PPM浮选槽
4)细筛和再净化
浮选脱墨之后，还需要用不同的装置除去脱墨浆中残余的细小杂质。首先如重颗粒的沙粒以及粘着物，要使用离心除渣器进行4～5段清除净化，这里宜用小型的离心除渣器。其次使用细孔压力筛，最好选用阶式多段筛浆机系统，最后使用双级缝筛系统除去残余的轻杂质。近年来国外一些设备制造商已能出售3%浓度条件下运行的缝型压力筛。其筛缝宽度亦已达0．15～0．2mm左右的水平。根据筛分浓缩和纤维分选特性，这种压力筛的排渣率在25%～40%的范围内。根据以上参数特点来设计阶式多段筛系统或尾渣筛系统，颗粒杂质的净化率是很高的，单上海地区现在已经有两家以上使用废纸的造纸厂使用了这种细缝型的筛在废纸流程中进行净化。
5)洗浆、分散、漂白后浮选及浓缩
这几个工序根据废纸原料特点或成品要求而设，用普通的制浆高效设备都能达到目的，不再赘述。
总之，根据废纸原料的等级(本书附录有国外通用的废纸种类、等级标准)以及对它的分散、脱墨、净化、漂白的程度还有最终涂布纸成品的质量和成本要求，废纸浆可以任意百分比配入各种厚、薄不同的涂布原纸中。这种趋势将越来越普遍起来。
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