楊木加工剩余物制漿的生產實踐

孫永康 王偉 李慶良

濮陽龍豐紙業有限公司 河南濮陽 457400

制漿造紙產業技術增長點薄弱，大多數企業之間的工藝生產的技術壁壘很小，為了提高企業自身競爭力，制漿造紙技術必須要要從廉價、安全、穩定的原料供給等方面做突破。特別是，近年來國內很多制漿造紙產業過于以外進口紙漿，導致我國造紙業的原料安全性非常低，抗市場波動能力很弱。因此，提高木材纖維在制漿造紙原料中的使用比例，已經逐漸成為了行業新的競爭點之一。以楊木為例，我國楊木分布廣泛，人工種植面積廣泛，生長周期段；楊木莖干中纖維長度短、細胞壁薄、導管多；楊木莖干中纖維素、半纖維素含量高，占到了70%以上；化學組成分析限制楊木莖干中的酯類有機物含量低，木質色澤淺紙漿工藝所需要的漂白化學劑量少。楊木的特征決定了楊木纖維可以作為一種優質的制漿造紙原料來源。而根據我國“用材林”應用統計數據來看，我國每年生產處的2000萬噸木材中就有上千萬噸木材沒有得到資源化利用，造成了嚴重的資源浪費。因此，有效的將楊木加工剩余物作為制漿造紙技術原料必將成為制漿造紙行業未來發展趨勢之一。本文以某“用材林”林場的楊木加工剩余物為原料，使用漂白化學機械法進行制漿生產[1]。

1 實驗方法

1.1 制漿原料

使用的楊木加工剩余物的水含量為35.6%，肉眼觀察表面沒有霉變情況。使用的漂白化學試槳板采購于市場漂白針葉木化學槳板商品。

1.2 制漿設備與工藝

使用浙江杭州國樂化工設備廠生產的JXM-100型號雙螺桿制漿機和國產300型高濃盤磨機對原料進行制漿。具體制漿工藝如下：篩選干凈整潔的楊木剩余物木片進行常溫浸泡，浸泡后的木片在105℃的汽蒸倉重預熱20min。預熱后的木片首先進行雙螺旋擠壓。擠壓后的物料浸漬在化學藥劑中，一段浸漬后使用JXM-100型號雙螺桿制漿機磨漿，并在磨漿的過程中不斷加入一段浸漬使用的化學藥劑。磨漿結束后，漿料和化學藥劑一同進入到反應倉內進行深化反應。反應結束后，使用盤磨機進行二次浸漬和二次研磨。完成后，對漿料進行消潛、洗滌、篩選、凈化、抄片等[2]。此外，還要對反應倉外排廢水進行集中收集、檢測、處理。具體工藝流程如圖1所示。

圖1 漂白化學機械漿工藝流程圖

1.3 紙漿性能測試

紙漿性能測試前需要進行消潛、酸化、洗滌、篩選、脫水濃縮預處理。

2 結果與討論

2.1 磨漿能耗

化學浸漬過程是影響浸漬后木片磨漿能耗的重要因素，圖2表示四組工藝條件下磨漿能耗與加拿大游離度（CSF，下同）之間的關系。從圖2四條曲線可以看出，化學藥劑中的氫氧化鈉和雙氧水濃度是影響磨漿能耗的關鍵因素，隨著兩種化學藥劑濃度增加，磨漿能耗逐漸降低。這說明，當關鍵性化學藥劑濃度提高時，浸漬過程中楊木剩余物木片軟化效果更好，磨漿時能耗更低。

圖2 不同工藝條件下磨漿能耗曲線

2.2 松厚度

機械漿的松厚度隨著浸漬也化學藥劑濃度增加而降低。這是因為，當藥劑中的氫氧化鈉含量增加時，楊木剩余物木片浸漬效果提高，磨漿時跟多的楊木纖維被分絲帚化，整體表現為紙漿的松厚度降低。因此，根據本小節研究，技術人員建議生產單位應當根據目標紙張松厚度要求，選擇適宜的藥劑配比、濃度[3]。

2.3 強度性能

隨著浸漬化學藥劑量增加，抗張強度、耐破強度隨之增加。這與浸漬效果增加，導致紙漿纖維磨漿時分絲帚化強度增加機理特性有關。而撕裂強度曲線表明，當化學藥劑用量較低時（P1，P2），撕裂強度隨化學藥劑用量增加而提高.但是進一步提高化學藥劑用量（P3，P4），撕裂強度與CSF關系曲線出現先增加后降低曲線。技術人員推測，這可能與紙漿纖維長度均值有關。

2.4 光學性能

隨著化學藥劑用量增加，紙漿白度逐漸提高，光散射系數和不透明度逐漸降低。

3 輕型紙質量性能

根據上一小節的制漿工藝研究，選擇P2工藝對純楊木加工剩余原料以及70%木加工剩余料+30%漂白針葉木化學漿進行加工，并制備成輕型紙，檢測輕型紙質量。質量性能檢測結果表明，兩種輕型紙的松厚度、抗張指數、白度、不透明度、平滑度和表面吸收質量都滿足輕型紙質量標準。這表明，楊木加工剩余原料可以作為制備高品質輕型紙原料的潛力。