废纸造纸(具体描述及应用)

废纸制浆废纸是重要的可再生资源，废纸的回收利用是解决造纸工业面临的原料短缺、能源紧张和污染严重等三大问题的有效途径。近十多年来，世界各国高度重视废纸资源的利用，废纸的回收利用率逐年增长，处理废纸的技术不断改进和完善，用废纸浆制成的纸和纸板的产量和品种也逐年增多。过去30多年中世界废纸销量急剧增长，从1970年的约3000万吨增加到2006年的1.95亿吨。预计到2012年，世界废纸消费量大约到2.5亿顿。我国自20世纪90年代以来，废纸消费量逐年增加，废纸浆占造纸用浆的比例年提高。废纸浆量第一节概述由1990年的392万吨增加到2006年的3380万吨，废纸浆占造纸用浆的比例由1990年的28.1%提高到2006年的56.0%。我国以废纸为原料生产包装纸和新闻纸的产能增长在世界上最为引人注目。一、废纸回用的意义1、节约原料，增加生成全世界木材年需求量20亿M3以上，年增长率不低于25％；生产1T再生新闻纸浆比生产1T磨木浆节约木材2M3，生产1T高白度废纸脱墨浆比生产1T漂白化学浆节约木材5M3。2、减少污染，保护环境废水的污染负荷轻，耗水量少，无废气污染，减少木材砍伐率，有利于生态平衡和保护环境。3、节省能源，降低能耗生产1T再生新闻纸浆比生产1T磨木浆节约能耗75％左右，生产1T高白度脱墨浆较生产1T化学浆节约能耗50％以上。4、节约投资，降低成本投资只需原浆浆厂的25－30％，废水处理设施的投资低于原浆浆厂，废纸浆的原材料成本、能耗、投资低，其生产成本比原浆低。1990年主要用浆种比例14%58%28%2002年主要用浆种比例21%32%47%木浆用量非木浆用量废纸浆用量二、造纸工业纤维原料结构的变化中国2001年美国等17个国家和地区废纸回收利用情况1995年以来我国废纸回收利用情况2005年前我国计划投产的在建或拟建大型废纸回收项目2001－2002年我国废纸来源及价格情况2000－2002年不同废纸进口量与用汇数2、我国废纸利用快速增长的原因国家政策支持造纸原料结构调整纤维原料短缺废水处理投资少、成本低废纸处理设备较成熟可靠、投资少、见效快提高产量、降低成本减少森林砍伐、保护环境和生态平衡我国废纸处理技术装备水平50多套具有国际先进水平的进口设备，大部分为国产设备我国废纸回收利用存在的主要问题废纸回收利用率低，大量废纸资源被浪费未建立废纸回收的市场体系没有统一标准和检测方法评价废纸的品质废纸制浆的共性技术难题脱墨、脱胶、白度、得率、回用次数我国废纸回收利用存在问题的对策分类收集，制定标准创办交易市场，扩大产业规模制定相应的废纸回收政策法规，鼓励发展废纸回收，对废纸回收企业与利用企业给予一定的优惠政策和税收减免，对造纸工业使用废纸比例作出明确规定。努力做好国内废纸回收工作，充分利用国外废纸资源加快研制开发大型、高效成套废纸处理设备加强宣传教育三、废纸的分类及收集（一）废纸的分类一般按废纸的来源和废纸纤维的种类来划分，但世界各国废纸分类的方法和标准均有较大差异。国外废纸的分类联合国粮农组织按用途将废纸分为4大类：新闻纸和书籍废纸、纸板箱废纸、高质量废纸及其他废纸。美国废纸的分类美国将废纸分为3大类：纸浆代用品、可净化的废纸和普通废纸。纸浆代用品：白纸与白纸的切边，这类废纸经打散后不作进一步处理即可作为成浆使用。可净化的废纸：经脱除印刷油墨后可成浆使用。普通废纸：包括旧报纸、旧瓦楞纸箱和混合废纸等。另一更细的分类法是将废纸分为47种，另列特殊等级7种。每个类别的废纸均有明确的质量标准。欧洲废纸的分类欧洲标准委员会（CEN）在布鲁塞尔的管理中心采用新版欧洲标准EN643－欧洲废纸和废纸板标准目录，于2001年12月12日批准。欧洲纸张工业协会和欧洲废纸协会完全支持该项用于废纸的新标准，并将促使其在会员中推行。英国将废纸分为11类：不含机械浆的白色未印刷废纸不含机械浆的白色已印刷废纸含机械浆的白色和轻度印刷废纸不含机械浆的有色废纸含机械浆的重度印刷废纸有色牛皮纸和马尼拉纸新的牛皮挂面纸板容器废纸、混合废纸、有色卡纸和含杂质废纸。德国将废纸分为低级、中级、高级和保强废纸4大类。后者包括用过的防水或不防水的牛皮纸袋，用过或未用过的纯硫酸盐浆纸、旧瓦楞箱纸等。其他国家废纸分类情况日本将废纸分为9类：上等白纸卡纸、特白中白马尼拉纸、有色道林纸、证券纸、牛皮纸、报纸、杂志纸、瓦楞箱板和硬纸板。我国废纸的分类近期，国家科技部批准了《废纸回收分类标准及相关标准的研究》社会公益研究专项资金项目，并由中国制浆造纸研究院承担，该项目计划在两年时间内具体完成以下3个标准：①废纸回收分类标准；②废纸中胶豁物含量的测定标准；③废纸中油墨残留量测定标准。我国废纸分类各地情况不同。目前全国尚无废纸分类的统一标准，但根据我国废纸的来源和特点，通常可分为以下6类：(1)白色废纸这类废纸也可以看成是纸浆的代用品，其中包括未经印刷、具有比较一致的白度和无有害物的白纸。(2)书籍、杂志废纸这类废纸主要包括印刷厂或书店未发行的和发行后回收的书籍、印刷着色、不含或仅含少量机械浆的废刊物、书籍等。(3)旧新闻纸由成捆的、选择过的旧报纸组成。不包括旧杂志。(4)纸箱与纸板废纸此类废纸包括牛皮纸板、瓦楞纸板切边，旧瓦楞纸箱，各色废纸盒、纸箱、黄、白、灰色纸板等。(5）纸袋纸废纸和牛皮纸废纸这类废纸是指包装水泥后回收的破水泥袋、废牛皮纸袋及其他纸袋和牛皮纸废纸。(6）混合废纸这类废纸属低级废纸，包括部分“垃圾废纸”（从垃圾堆拣来的废纸）。随着办公设备的现代化，办公废纸（如使用过的计算机打印纸、静电复印纸、传真纸等）的数量将会逐年增长，因此，混合办公废纸将成为新的一类废纸。（二）废纸的收集我国废纸的主要来源：印刷厂切下的白纸边和报废的印刷品；出版单位处理的书籍和刊物；机关、企事业单位的废旧公文资料、废旧书刊报纸及各种包装纸箱、纸盒；学校的旧书报和学生练习本；居民的家庭自有的各种旧报纸、废旧图书杂志、包装纸箱等。我国目前的废纸收集渠道：个体收集；废旧物资回收公司收集；造纸厂和纸品加工厂；国外进口废纸；四、废纸中杂质物◆油墨◆油墨的组成：①载色体：油墨的载色体是油墨的主要组成部分，它是决定脱墨难、易的主要因素；②颜料：是不溶于油墨载体中的有色物质，他们以很小的固体颗粒形态分散在载色体中，由于染料易于渗入纸张之中而很少被使用。③调节：调节剂的加入赋予油墨一些特殊的化学或物理特性。胶黏物来源胶带（压敏性）标签纸箱粘合剂自粘合信封各种涂布纸入场券纸日记本粘合剂油墨和涂料中也含有胶黏物。胶黏物性质密度与水接近具有疏水性对温度敏感具有附聚性表面积可变性外形可变性易变形性具有粘合性具有弹性废纸中胶黏物的危害当胶黏物的含量超出可接收程度时，将导致纸机操作问题：沉积于铜网、毛毯毛布、压榨辊和烘缸上；阻止纤维与纤维的结合；增加断头；严重影响纸产品的外观质量：形成孔、洞及其它纸病；印刷过程和其它加工过程中引发一些问题。◆蜡石油蜡和蜡基热熔涂料被广泛应用于纸包装产品增加纤维的湿强度，同时用来防潮。废纸中蜡含量的数量到了一定程度，就会产生一些列的问题，例如纤维中蜡的存在会降低摩擦因数，减少可湿性和纤维间结合力，削弱可印刷性以及产品的能力。纸板上的油点不但影响外观，还妨碍涂料的黏合。五、废纸再生过程性质的变化不同浆种的废纸在循环使用过程中纸浆性质的变化也有明显的差别。（一）化学浆废纸再生过程中性质的变化对于经过打浆的化学浆，循环回用引起裂断长、耐破度和耐折度的显著下降，紧度和伸长率少量下降，而撕裂度、挺度、光散射系数、不透明度和透气度增加。引起这些变化的原因是：废纸在重复碎浆—脱水—干燥等处理过程中，纤维素结构发生一系列变化：纤维素部分游离羟基形成氢键结合；非结晶结构转变为结晶结构，结晶度增加；产生不可逆的角质化，纤维变得挺硬，可塑性降低；吸水后的润胀减少，保水值下降。随着回用次数的增加，纸浆的保水值下降，纸页的厚度增加，紧度、裂断长下降，白度和不透明度有所增加。针叶木浆与阔叶木浆主要不同是：随循环回用次数的增加，针叶木浆的撕裂因子提高，而阔叶木浆的撕裂因子下降。（二）机械浆废纸再生过程中性质的变化随着回用次数的增加，紧度、裂断长和耐破度提高，撕裂强度也略有增加，而光散射系数下降。如下图所示。（三）影响废纸浆性质的因素1.打浆工艺化学浆打浆越强烈，打浆度越高，循环回用后纸浆质量变化越大，抗张强度的下降就越多。总的来说，经打浆的化学浆经循环回用后，润胀显著减少，纤维长度降低，细小纤维含量增大。而未经打浆的化学浆，在其后回用过程中，纸页的抗张强度会有所上升。2.抄造环境纸页抄造时的化学环境会影响干燥和回用后纸浆纤维的润胀。在酸性条件下抄造的未漂化学浆回用后其润胀和强度均比碱性条件下抄造低。废纸中的松香胶和硫酸铝会引起循环潜力（纸浆强度等）的进一步损失，这可能是由于施了胶的纤维维持其疏水表面，在一定程度上阻碍了纤维间结合。3.压榨工艺对于中度打浆的化学浆，重的湿压榨会引起纤维润胀的损失。对经湿压、未干燥和湿压和干燥的纤维的润胀度均随湿纸页干度的提高而降低，但大多数影响是在干度35%时产生。对机械浆，对回用纤维的润胀性影响甚为。5.压光工艺无论是化学奖还是机械浆，随着对纸页压光强度的增加，压光对回用纤维品质的负面影响也增大。6.印刷加工印刷主要影响废纸浆的光学性。7.消费和收集纸张（品）和废纸收集者将不同类型的废纸混合在一起，会降低的废纸中的杂质（污染物）影响其回用性能。H8.回用过程废纸回用包括机械、化学和热处理过程，对纤维会造成形态、尺寸、表面性能、长短纤维比例的变化。废纸的来源不同，其纤维种类、成分以及性能差异甚大。对废纸进行分类纸，可以达到分级使用，物尽其用的目的。1.废纸的拣选分类联合国粮农组织按废纸用途将废纸分为四大类：旧新闻纸（ONP）、旧纸板箱废纸（OCC）、旧杂志（OMG）混合办公废纸（MOW）。第二节备料2.废纸的输送由于每日耗用废纸量都很大，为了水力碎浆机的装料需要，装设有运输机。链板输送机皮带输送机3.散包机由于进口废纸用大型液压打包机打包，密实度很高，故一些大型碎浆系统的带上往往安装有散包机以拆散压缩打包的废纸捆。散包机的作用：节约碎浆机的疏解时间、动力消耗和除尘。第三节废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩一、废纸的离解废纸的离解包括碎解和疏解两个阶段。（一）废纸的碎解1.碎解的目的使废纸离解，使原先交织成纸页的纤维最大限度地离解成单根纤维而又最大限度地保持纤维的原有形态和强度。2.碎解设备废纸碎解的设备主要有水力碎浆机和圆筒式碎浆机。水力碎浆机是国内外常用的碎解设备：从结构形式上分为立式和卧式；从操作方法上可分为连续式和间歇式；从碎浆浓度上可分为低浓和高浓。圆筒式碎浆机是近年出现的高浓连续碎浆设备。目前废纸碎解大多采用高浓碎浆机，与低浓碎浆相比，高浓碎浆的优点：可减少对杂质的碎解，以利其后杂质更好的去除；可降低能耗；节省化学品；油墨的去除也更完全。表5－2高浓碎解与低浓碎解系统的比较碎解方法废纸种类纸浆浓度/%单位能耗/kWh·t-1停留时间/min排料孔径/mm低浓连续OCC3～4.530～455～818低浓间歇5～830～4510～203～16高浓连续旧报纸15～2015～2515～204～10高浓间歇12～1820～255～1010～20链板机鼓式碎浆机底部浆槽白水塔去粗筛滤液B碎浆化学药品排空几种常用的碎浆设备介绍（1）立式间歇水力碎浆机这种设备主要适用于碎解浆板、车间内部回抄损纸和外构杂质少的废纸。主要是靠转子转动产生的机械作用和水力作用来达到碎解废纸的目的，其中水力作用是主要作用。这种水力碎浆机的操作浓度一般为6%~8%，筛板的筛孔范围较大，多数在Φ5~22mm之间。优点：a）浆料碎解程度比较稳定，便于掌握投料量、加水量、脱墨时间及反应温度。b）如流程中没有疏解机、多段