硫酸鹽化學竹漿生產工藝探討

劉代能

摘要：目前我國造紙工業規模不斷擴大，創造了較為可觀的經濟效益和社會效益，其中竹子作為一種代表性的造紙原料，屬于顯微原料范疇。即便竹子造紙相較于弱于木纖維造紙性能更低一些，但經過大量的實踐生產經驗了解到，竹子仍然是一種優質的造紙原料，可以滿足多種類型的產品需求。本文就硫酸鹽化學竹漿生產工藝展開分析，把握技術要點，做好各環節的質量把控，切實提升竹漿生產水平。

關鍵詞：造紙行業;竹漿工藝;硫酸鹽;竹片水洗

硫酸鹽化學注漿生產工藝，是造紙生產的主要工藝技術之一，經過長期生產實踐積累了豐富的經驗，技術水平得到了大幅度提升。很多紙和紙板均可以選擇竹子代替，生產高質量的產品。我國的地域較廣，竹林面積廣闊，有著豐富的造紙原料儲備，因此積極推動竹漿生產工藝優化改進顯得十分必要，有助于實現資源最優化配置和利用，推動造紙工藝創新化發展。綜合分析研究硫酸鹽化學竹漿生產工藝相關內容，便于積極推動工藝優化改進，為后續生產活動高質量展開提供堅實的技術保障。

1 竹子采伐和存儲

造紙所使用的竹子類型多樣，超過30多種，不同竹子品類、產地、伐齡等因素差異，相應的對竹漿造紙生產工藝產生不同程度的影響。竹子是造紙生產的主要原料，從采購到生產，需要結合竹子特點靈活選擇最佳的生產工藝。目前多數的造紙廠因地制宜，選擇當地的一年以上的老竹，綜合考量竹子生長年齡和季節，選擇最佳的存儲方式與時間[1]。竹子類型多，不同類型彼此之間存在顯著差異，加之各地區氣候條件不同，應遵循區域實際情況來充分調查分析，積累經驗，推動生產工藝優化改進，便于最大程度上減少損失，發揮竹子生產工藝優勢。

為了實現原料裝備合理化運用，可以按照竹竿壁厚劃分為兩種，一種是薄型竹，竹竿壁厚大概2mm～8mm，桿徑大概為2mm～6mm，多屬于混生與叢生，是竹子造紙主要原料。另一種則是厚型竹，毛竹最具代表性，桿壁厚10mm～20mm，桿徑大概為8mm～20mm，此類竹子堅韌、高達，在造紙原料中應用量較少，主要是以農村輸水管道和建筑等領域為主。但隨著鋼材的替代應用，毛竹材料開始大規模投入到造紙工業生產中，憑借豐富的資源，可以帶來較為可觀的經濟效益。對于竹子原料的堆放存儲工作，應結合竹子砍伐季節和生產需要，最佳是2到8個月最佳，分類存儲避免霉爛、蟲蛀。備料方式的選擇，基于壓潰切片或削片等方式，合理篩選與清洗殘渣后投入使用。經過處理后的竹片可以滿足蒸煮藥液滲透需要，滿足造紙原料需求[2]。

2 竹片蒸煮

由于竹子結構緊密，比重為0.6～0.8左右，因此造紙纖維原料中竹子纖維原料占比較大，由于間歇蒸煮器裝鍋量較大，導管內部殘留空氣排出難度較大，不同程度上影響著蒸煮藥液的充分滲透。因此，選擇硫酸鹽竹漿生產工藝十分必要，創設有利的蒸煮工藝條件，參考木漿來確定竹漿蒸煮硫化度、用堿量、時間、溫度等參數，結合不同竹子原料品種和粗漿硬度相關要求，預先制漿試驗確定各項參數。低硬度待漂漿制取中，溫度最高170℃，時間至少5h以上，強力蒸煮。如，某造紙廠選擇慈竹生產漂白硫酸鹽竹漿掛面單面白紙板，用堿量22.5%，硫化度16.5，在此標準下縮短蒸煮時間和降低溫度，并且在此過程中2次小放氣，脫木素階段溫度134℃，補充階段為153℃，調整后粗將獲取率從原本53%升高到58%左右，泡沫量少，便于洗滌，大大提升洗滌效果和紙板質量[3]。

3 竹漿漂白

在此階段，由于竹漿漂洗難度較大，會導致竹子纖維受損，最終產品的強度下降。可以積極采用國外引進的薄型竹二氧化氯多段漂洗方法，優選出C70/D20-E-D-E-D五段漂洗流程，在消耗量合理下可以達到白度91%GE，回色后88%，返黃值PC0.36，聚合度1200左右，漂洗效果良好。竹漿漂白工藝在長期實踐經驗積累和不斷創新下，已經設計出較為可靠的漂白系統，其工藝條件如下：C/D段Cl2和ClO2分別為50%，總有效氯加入量是3.9%，竹漿濃度3%到3.5%范圍內，溫度在40℃～50%范圍內，停留時間為45min。Eo氫氧化鈉加入量2.5%、氧氣加入量0.5%，停留時間30min，漿塔60min。D段二氧化氯加入量1.2%，濃度9%到10%，溫度60℃～70攝氏度，停留時間60min。基于SO2對漂白漿進行處理，并將其在中濃注漿池存儲[4]。目前國內全竹漿ClO2漂白技術已經在竹紙業中廣泛應用，可以代替傳統CEH三段漂白工藝，提升竹漿質量同時，還可以降低漂白期間污染負荷。

4 化學品車間

化學品車間，主要是二氧化氯和氯堿制備構成，液氯為10.6t，氫氧化鈉12t，二氧化氯5t。二氧化氯生產選擇鹽酸還原氯酸鈉的R6法，氯堿工段將氫氣與氯氣輸入到HCl合成燃燒器中生成氯化氫氣體，并借助脫鹽水吸收轉化為HCl，部分在發生器和反應槽中使用，部分則輸入到洗滌槽中轉化為次氯酸鈉[5]。排出的鹽水通過反應器與冷卻器，輸入到NaClO3電解槽中，基于除氣器排出，將鹽水置換為濃氯酸鈉，冷卻過濾、冷卻后，輸入到發生器中輸出ClO2。由于生產裝置緊湊，高自動化水平，基于PLC控制系統統一控制，可以有效提升生產效率。

結論：

綜上所述，硫酸鹽化學竹漿生產工藝在造紙生產中應用，涉及環節較多，受影響因素多樣。因此，結合不同造紙生產需要靈活選擇不同的竹子材料，基于先進技術和工藝支持下，嚴格遵循生產流程來造紙，實現資源優化配置和利用，助力我國造紙產業高水平發展。

參考文獻：

[1]尹崇鑫，程金蘭，任浩，孫悅，王倩，雷春發. p-TsOH處理對硫酸鹽竹漿成紙性能的影響[J]. 纖維素科學與技術，2020，28（02）：41-49.

[2]宋海農，鄭艷民，王雙飛. 低少污染竹子制漿造紙新技術與我國的竹漿產業化[J]. 竹子研究匯刊，2003（03）：49-54.

[3]楊玲，李文俊，王修朋，楊漢，吳超，李宇，羅燕. 本色硫酸鹽竹漿改性制備溶解漿工藝條件的探討[J]. 紙和造紙，2014，33（06）：1-4.

[4]范堯明，沈霞，李軒，管云. 竹原、竹漿與苧麻纖維形態結構及性能分析[J]. 江蘇紡織，2011（06）：55-57.

[5]孫居娟，田俊瑩，顧振亞. 竹原纖維與竹漿纖維結構和熱性能的比較[J]. 天津工業大學學報，2006（06）：37-40.