再生纤维与废纸脱墨技术

再生纤维与废纸脱墨 技术
第3章 再生纤维的加工单元操作
再生纤维的加工处理系统通常比原生纤维的更为 复杂，主要有两个原因：
首先，回收的废纸中通常是各种类型纤维及各种 等级纸的混合，更重要的是它还含有一部分污染 物及一些有害物质，根据它们的来源可以做如下 分类。
①在原纸的生产过程中的添加剂，如填料、染料、 涂料及各种化学助剂。
其主要优点是节约了制浆的动力消耗，减少了对 杂质的碎解，以利其后杂质更好地去除；对于处 理脱墨浆，还可以节省化学药品，油墨的去除也 更完全。
碎浆的另一个任务就是在高浓范围内如何有效地 分离油墨。
进入高、中浓碎浆机的废纸可以是松散的，也可 以是打捆的。
成捆的需要经过人工或自动解捆，然后再投入， 这样可以促进原料在碎浆机里的润湿速度，以缩 短碎浆时间。
3.1.2碎浆设备 碎浆设备通常分两种：
水力碎浆机和圆筒疏解机。
根据处理原料的不同，碎浆机可分为3种： 高浓碎浆机，浓度可高达19％； 中浓碎浆机，浓度可达到12％； 低浓碎浆机，浓度为6％。
高浓和中浓碎浆机通常是间歇操作的，而低浓碎 浆机通常为连续式操作的。
不同等级废纸的碎浆曲线可用来评定碎浆机的操 作特性。
对于间歇式操作，这些曲线表明废纸碎片含量与 时间和动力消耗之间的关系。
废纸碎片是指小的碎纸片或碎纸板片。
碎浆特性取决于原料的湿强度，高湿强度废纸的 比低湿强度废纸更难解离，需较长的制浆时间。
（1）高浓和中浓水力碎浆机
高浓、中浓水力碎浆机通常都是间歇操作，加入
水和原料
碎浆
稀释
放料，如
有必要再分离冲洗残余物。
这种类型碎浆机多用于处理脱墨浆（旧报纸和杂 志纸）或涂布纸。
通常在每次操作后碎浆机都全部清空，ຫໍສະໝຸດ Baidu括粗渣 分离和进一步的冲浆处理设备。
图3-7为废纸处理的高浓碎浆系统，包括碎浆机、 卸料系统、稀释水喂料系统。
(2)低浓水力碎浆机
回收废纸进入低浓水力碎浆机，一般以松散的形 式或打捆的形式均可，因此低浓碎浆机通常用于 人工打包的纸或纸板。
因此这类杂质的去除通常是由安装于水力碎浆机 旁的绞索装置来完成的，如图3-10所示。
据介绍，绞索装置一般用于11m3以上的连续式水 力碎浆机上。
由于绞出的绳索往往缠有各种非纤维杂质，直径 可达200mm左右，甚至更大，因此，国外的绞索 装置配有自控装置和绳索闸刀切断装置，当绳索 每绞2～3m长时将其切断。
3. 1. 2. 2 圆筒疏解机
圆筒疏解机也称圆筒式连续碎浆机是一种新型的 碎浆设备，其结构简单，高效实用，用得最多的 是处理以废旧报纸和杂志纸为主的脱墨浆，同时 在低湿强度褐色浆上的使用也在不断增加。
圆筒疏解机以100～120m/min的圆周速度运转， 直径为2.5～4m,长度达30m,因此需要足够大的空 间，并且通常向放料端倾斜。
在处理需要脱墨的废纸时，还需在制浆阶段加入 一定量的脱墨剂及化学药品、通汽加热等，以期 达到将纤维与印刷油墨、胶粘物等分离的目的。
传统的回收废纸制浆是在水力碎浆机中完成的， 为节约能源，通常只是粗洗及对重杂质进行分离， 然后使用圆筛或高频疏解机进行精细分解。
近年对于回收的湿强度较高的废纸，也有使用蒸 汽爆破法和氧碱法，经过加热蒸煮、添加化学药 品或两者同时使用而制得再生纤维浆的。
根据系统的可接受能力和回收纤维的等级，筛孔 直径可以从6～20mm不等。
孔径的大小只能是满足后面的筛选系统正常工作 ，不致于被过大过多的碎纸片带来超负荷的最佳 值。
对一般容易处理的浆料来说废纸碎片的含量通常 为15～20％，对于较难处理的浆，就要达到20～ 40％。
碎浆机中的铁丝、绳索、塑料片、金属片、布条 等长条形轻杂质多在浆料旋涡的中心部位旋转， 因而，只要将其一端缠住，就会利用旋涡的水力 作用将其搓捻成绳。
一般来说，废纸的处理包括：
废纸制浆，废纸的离解，筛选，净化，浮选与洗 涤，浓缩脱水，混合与贮存。
3.1 制浆 在废纸制浆过程中，制浆的目的是：
在最大限度地保持废纸中纤维的原有强度的情况 下将废纸分散成纤维悬浮液，并将废纸中固体污 染物如砂、石、金属等重杂质及绳索、破布条、 玻璃纸、金属箔、塑料薄膜等体积大的杂质有效 分离。
对于难处理的废纸浆，当加热到75℃时抗张强度 也会进一步下降，如必要，可加入化学药品，可 以达到良好的碎浆效果。
制浆时所采用的适宜的碎解力应该要大于原料的 强度或污染物与纤维之间的粘附力，同时力又不 能过大，否则污染物将会被过度破碎而难以去除。
水力碎浆机的碎浆作用主要是由于转子的机械作 用和转子回转时所引起的水力剪切作用。使废纸 浆料间互相摩擦，最终达到碎浆目的。
②在使用过程中加入的各种物质，如印刷油墨、 涂料、金属箔以及各种胶粘物。
③在回收过程中混入的各种物质，如铁丝、打包 带、沙子、石头、纸夹、文件夹等。
目前，在许多纸和纸板的生产中，正越来越多地 使用回收纤维代替各种原生纤维。因而，相应地 对再生纤维的质量和洁净度就有了越来越高的要 求。
废纸制浆根据所使用的废纸原料不同和生产的最 终产品的种类不同，有不同的处理流程和设备。
另外，在使用绞索装置时，要注意控制碎浆浓度 ，应以3.5～5.5％为宜，这样可以保证浆料有足 够的流动性，又不会因为浓度太低，绳索浮起来 而影响排杂效果。
低浓碎浆机也特别适合于间歇式操作处理湿强度 等级的废纸。还可以通过加热和添加化学药品， 但这要比高浓碎浆机有更高的费用。
根据长期的实践经验，不算加热和添加化学药品 的费用，碎浆时的动力消耗最低要25kW·h/t，但 对于原料能够保持一定的裂断长，即使增加费用 也是必要的。
3.1.1 水力碎浆机制浆原理
水力碎浆机碎浆时，原料的机械强度因润湿而降 低，纤维之间的氢键断裂，图3-1。
湿润后废纸的抗张强度分别下降86％～98％和 60%～80％。
图3-2显示强度的下降速度非常快（低定量纸在 lmin之内可降低95％），因此，废纸的快速完全 润湿对于有效碎浆是相当重要的。