木材造纸过程及污染

木材纤维在世界造纸原料中占90%以上，在中国 约占20%
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第一步 制浆
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木材制浆的基本过程 根据制浆方法的不同，木浆可分3类： ①机械浆(又称磨木浆) ②半化学浆(SCP)和化学机械浆(CGP) ③化学浆(CP)
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①机械浆(又称磨木浆)
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主要包括磨石磨木浆、木片磨木浆和热磨木片磨木浆。
磨石磨木浆(GP)分白色和褐色两种。 白色磨木浆是原木直接在磨木机中磨碎所得色泽较白的纸浆，成纸吸墨性强、
不透明度高、成本低，但纤维较短、强度较差、不宜长期保存，主要用于抄 造新闻纸、印刷纸和纸板。 褐色磨木浆是将原木汽蒸后磨浆所得，色较深,纤维较长,强度较好，主要用于 生产纸板和包装纸。
木片磨木浆 (RGP)是木片经水洗后在盘磨机中解离纤维并精磨而成，适用于各 种针叶材木片。浆中长纤维组分较磨石磨木浆多，所以强度较大，滤水性好， 不透明性和印刷性也好。缺点是电耗较高。
主要适用于阔叶材木片。 化学处理方法有中性亚硫酸盐法、冷碱法、硫酸盐法、
碱性亚硫酸盐法等。
半化学浆和化学机械浆的区别仅在于化学处理程度的不 同。
后者的化学处理条件较缓和，机械作用较强烈，其性质 比较接近于机械浆，常用于生产瓦楞纸板、包装纸、新 闻纸，其漂白浆也可制书籍纸和印刷纸。磺化木片磨木 浆是近几年来发展起来的化学机械浆，得率高、强度好、 能耗低，可代替部分化学浆。
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现代造纸
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现代制浆造纸始于19世纪，以后传入中国。造 纸原料由韧皮纤维扩大到草类，再发展为木材。
木材制浆造纸发展很快。世界主要纸浆和纸生 产国家有美国、加拿大、日本、苏联、中国、 瑞典、芬兰、联邦德国等。
纸和纸板总产量已超过 1亿吨。方法由原始的发 酵法逐步发展为机械制浆、化学制浆（亚硫酸 盐法和碱法）、半化学制浆、化学机械制浆等， 并发明了长网造纸机、圆网造纸机和近代的夹 网造纸机。
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网部、压榨部
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网部 纸浆在网部脱水成形。上网纸浆浓度为0.1~1.2%，
出伏辊时纸页干度度为15~25%，成形纸干度为 90~95%。 由此可见，网部脱水量占总脱水量的90%以上。
压榨部 利用机械压榨作用进一步脱水提高纸幅干度。同时
增加纸的紧度及纸的强度，改善纸的表面性质（如 平滑度）。纸机压榨部多提高1%干度。烘缸部蒸汽 消耗量减少5%。采用新式复合压榨，湿纸页出压榨 部的干度可达48~50%。
纸板可分为包装用纸板（如箱板纸、瓦楞纸板等），工业技术 用纸板（如电绝缘纸板），建筑用纸板，装饰和印刷（如字型 纸板）用纸板等。
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抄造
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纸和纸板的抄造有湿法和干法两种。 湿法以水为纤维悬浮的介质，干法以空气为介质。
干法造纸只适用于抄造某些特殊纸(如烟嘴纸等)。 湿法应用较广，其过程是纸浆经打浆、加填、施胶、
净化、成型、脱水、压榨、干燥、压光、卷取等工 序加工成纸或纸板。
抄纸是将纸料用水稀释后在抄纸机上形成组织均匀 的纸页的过程。
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手工抄纸
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手工抄纸是中国古老的造纸技术，现只在制传 统纸(如宣纸等)时继续沿用。
原料(檀皮、桑皮、稻草等)经石灰沤制和日晒， 再经舂料或碾料而 成浆，用水稀释并 使浆料悬浮，在纸 槽中用竹帘捞造而 成纸。
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工设
造纸过程
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木材制浆造纸是指将木材纤维解离成纸浆再抄 造成纸的生产过程。
造纸过程大致分为两大步： 第一步 制浆 第二步 造纸
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古代造纸过程
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“汉代造纸工艺流程 图”形象地再现了两 汉时期的造纸术，将 麻头、破布等原料经 水浸、切碎、洗涤、 蒸煮、漂洗、舂捣、 加水配成悬浮的浆液、 捞取纸浆、干燥后即 成为纸张。
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第二步 造纸
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纸和纸板的抄造 由木材原料制成的纸品可分为纸和纸板两大类。
纸和纸板按米秤量 (克/米2)或厚度区分 一般米秤量在 225克/米2以上或厚度在0.1毫米以上的为纸板，
小于上述标准的为纸，但也有例外，纸和纸板的种类已多达 5000种以上。
纸大体可分为文化用纸（如新闻纸、印刷纸等），工、农业技 术用纸（如电绝缘纸、卷烟纸等），包装用纸(如纸袋纸、牛皮 纸等)和生活用纸（如卫生纸等）
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施胶、净化
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施胶 可提高纸页的抗水性，多用松香或松香衍生物
的皂化物作施胶剂。
净化： 净化的目的在于去除纸料中相对大的杂质，如
金属屑、煤渣等。净化设备的原理是利用密度 差来选分杂质。常用设备：锥形除渣机。
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成型、脱水、压榨、干燥、
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处理好的纸浆通过管道，经过专门的设备(专业上叫 “流浆箱”)喷到网子（专业上叫“成形网”）的面 上，网子的背面有真空箱一直吸收网子里的水，从 而也就把液体的纸浆慢慢的吸成了有一定强度的湿 纸。
热磨木片磨木浆 (TMP)是木片经短时间蒸气预处理后，在一定压力(温度)下， 用盘磨机解离纤维所得。浆中含长纤维多，纤维束少,强度比木片磨木浆好,但 白度较低。
后两种浆主要用于抄造新闻纸、印刷纸、包装纸和纸板，生产电耗较高。
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②半化学浆 (SCP)和化学机械浆 (CGP)
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木片先经化学处理，再经机械磨碎制成，具有介于化学 浆和机械浆之间的性质和得率。
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打浆、加填
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打浆可使纤维润胀、分丝、细纤维化，增加纤 维表面积，从而增加纤维之间的结合与交织， 增加纸页强度和匀度。以保证抄成的纸和纸板 能取得预期的质量要求。
有时还加入某些高分子有机助剂，如高分子聚 合物、变性淀粉或羧甲基纤维素等，以提高纸 张强度。
纸料中加入填料可提高纸张的不透明度和平滑 度。
湿纸再经由专门的辊子（专业上叫“压榨辊”）挤 压，最后贴在许多个大铁钢（专业上叫“烘缸）缸 面上彻底干燥完毕，并且卷成大卷。
大卷的纸辊再在复卷机上进一步卷成符合客户要求 的成品纸。
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压光、卷取
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压光：压光机用以提高纸的平 滑度、光泽度和厚度均匀性。
取卷：将出压光机的纸在线卷 成卷筒
复卷：卷纸机上卷成的卷筒两 边不齐，而且纸幅太宽，必须 纵切复卷成卷筒纸或横切成平 板纸。
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烘干部
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烘干部的作用： 继压榨部后脱出湿纸的水分，使成纸干度提高
到92~95%；提高纸的强度；增加纸的平滑度； 完成纸的施胶。
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20 消耗木材
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消耗木材
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造纸的主要原料是木材，消耗纸张，实际上是 在消耗森林资源。
目前，全球每年纸张总需求为3.25亿吨，人均 用纸量为52千克，地球上平均每年消失的4000 平方千米的森林的木材中，有不少用于造纸。
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造纸原料
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除木材外，凡富含纤维素、且其形态适于造纸 的植物皆可用作造纸原料。常用的木材纤维原 料有鱼鳞云杉、沙松云杉、臭冷杉、红松、落 叶松、马尾松、杨树、桦树和椴树等；
非木材纤维原料有竹类、草类(稻草、麦草、芦 苇、蔗渣等)，韧皮纤维类(麻皮、桑皮、檀皮等) 和棉花纤维类(棉短绒等)。
有关资料显示，制造1吨纸，需要砍掉17棵树， 而且在造纸的过程中还会排出大量废水，污染 河流，使环境受到严重破坏。
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22 造纸污染
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造纸污染
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结束
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③化学浆(CP)
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主要包括酸性亚硫酸盐浆(SP)和硫酸盐浆(KP)。 前者是用亚硫酸氢盐（盐基为钙、镁、钠、铵）与游离二氧化硫在
130～150℃下蒸煮所得的纸浆，色浅，易漂白，适于制造各种质量的 纸张，特别是高级纸和人造丝。 由于此法对原料要求高，强度较低，已逐渐被硫酸盐浆取代。
硫酸盐浆又称牛皮纸浆，是木片用烧碱和硫化钠在160～170℃下蒸煮 所得。强度比酸性亚硫酸盐浆高，对原料的适应性强，碱回收技术成 熟，但色深，漂白性差，浆得率较低。主要用于纸袋纸、牛皮纸、纸 板、电容器纸及其他工业用纸，漂白后也可用于各种文化用纸。预水 解硫酸盐浆是木片在硫酸盐蒸煮前先经预水解，以降低原料中的半纤 维素含量，提高成品浆的化学反应能力，从而制得α－纤维素含量高, 易于化学加工的精制浆(又称溶解浆)，用于制造粘胶纤维、玻璃纸和 其他纤维素衍生物。
包装：用定量不小于120g/平 方米的包装纸卷到卷筒纸上， 形成外包装。
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流浆箱
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流浆箱是现代纸机的关键部位。其结构和性能 对纸页的形成和纸张的质量具有决定形作用。
其主要任务：能有效的分散纤维。沿纸机横向 均匀的分布纸料。（决定纸幅的横向定量分布）
喷浆稳定，确保浆速与网速相协调。（决定纸 幅的纵向定量分布）