中、日、美等国均已使用沸石造纸!实现材料、废水技术双突破

近年来,国内外研究人员针对沸石在造纸工业中的应用进行大量实践探索,证明沸石可全面解决以上技术壁垒,将其作为造纸填料,可大幅度改善纸张质量,使纸张具有白度高、孔隙度大、吸水性强等优点;将其应用于造纸废水处理工艺中,能吸附、去除废水中的大量污染物质,尤其是处理重度污染废水效果显著。当前,中国、日本、美国、印尼等国的知名造纸企业已将沸石广泛应用于研发生产中。

01 沸石用作造纸填料

造纸工业中,将纸浆内添加的除造纸纤维之外的材料称为造纸填料,一般分为天然填料和人造填料两大类。人造填料是指经化学反应而制得或化工副产品制成的填料,其具有留着率不稳定、容易过分絮聚等问题,会直接影响到纸产品的白度、不透明度、光泽度、强度、尘埃度等品质标准,并且具有一定的污染性。

(传统造纸填料)

天然填料是指天然矿物经开采及机械加工而使用的填料,其可以在降低生产成本的同时,有效改善纸张性能。当前,国内外研究学者通过对多种天然矿物的试验对比后,发现沸石依托自身规律的多孔隙结构、强吸附性、离子交换性、抗菌性、特殊光泽性(玻璃光泽、丝绢光泽、珍珠光泽)等优点在一众材料中“脱颖而成”,可用其制得白度高(提高2%以上白度)、孔隙度大、吸水性强、透明度低、覆盖性强的纸张产品。并且,这种沸石纸化学性能稳定,不会受酸碱作用,也不易产生氧化或还原反应,对浆料系统干扰小、无负面影响,因此可广泛应用于常规纸张及特殊用纸行业中。

(国内沸石造纸科技成果)

黑龙江省齐齐哈尔造纸厂对沸石粉代替滑石粉作造纸填料进行了试验研究,其结果证明,用沸石粉作造纸填料,成纸的各项物理指标均达到国家标准。经半个月的试验观察,加填沸石粉对造纸机抄造过程无不良影响,造纸机生产运行稳定、正常。齐齐哈尔日 社、太原日 社 、哈尔滨日 社等国内大型 刊单位将沸石纸作为新闻用纸试印,结果表明,沸石纸不掉毛,不糊版,视觉效果优秀,由此证明用沸石代替传统造纸填料是完全可行的

放眼国外,日本造纸产业中已实现沸石填料的商业化生产,并且在此基础上更加深入开发、挖掘沸石特性,如国际知名造纸企业——日本凸版印刷公司宣布开发出了一种可吸附放射性物质的沸石功能纸

众所周知,日本对福岛第一核电站核泄漏事故处理及后续废水排放中,均将沸石作为主要的放射性物质吸附剂来使用。但如对水田等小区域去除放射污染时采用投撒沸石的方法,会存在难投撒均匀且需要花费大量人力、时间等问题。而此次开发的沸石功能纸则可以解决这一问题,其能为客户提供成卷产品,不仅可均匀、简单地铺设在需要去除污染的区域内,而且能成卷存放备用,以便在紧急情况下迅速施工,目前该产品已实现产业化生产。另外,美国、印度尼西亚等国也将沸石作为造纸工业的重点新材料进行研发。

(日本凸版印刷公司)

02 沸石用于造纸废水处理领域

造纸工业作为世界6大工业污染源之一,其废水排放量占我国工业总废水量的10%左右。造纸废水主要为高浓度有机废水,并含木素、残碱、硫化物、氯化物等污染物,其特点是废水量大,COD质量浓度高,废水中的纤维悬浮物多等。当前,国家生态环境部将有效处理造纸废水作为我国工业废水进行达标处理的首要问题。

(造纸废水)

沸石自身具有多规律孔穴结构,其孔穴与一般物质的分子大小相当,直径约在0.3~1nm之间,其比表面积高达400~800m2/g,特殊的物理结构使沸石对水、气体和有机分子具有强大的选择性吸附能力,将沸石应用于造纸废水处理领域中,能够发挥出其出色的对造纸黑液中COD和色度的强吸附能力,并且亦可吸附废水中的Fe3+、Ni2+、Cu2+、Pb2+、Hg2+等重金属离子。南安市康美镇政府项目负责人林庆华通过试验证明,沸石水处理技术对废水的处理强度大,能处理、去除废水中的大量污染物质,净化程度高,可适用于处理污染严重的造纸废水项目。

03 沸石应用于造纸其他领域

目前,沸石也已被更大范围应用于造纸工业的其他领域中。

第一,沸石可用作纸浆漂白助剂。一项德国专利显示 , 在纸浆漂白过程中,沸石与所选择的有机酸具有独特的协同作用,能够很大程度上抵消聚电解质对增白剂的副作用 , 采用高分子量添加剂时 , 可以使白度提高。

第二,沸石可用作纸浆染色助剂。沸石能强烈地吸附基体染料,因此可作为染料的载体之一用于有色纸的生产。研究表明 , 用沸石制得的纸的比色值比其他天然填料要高,同时,沸石可减少染料对紫外线辐射的敏感性。

综上所述,沸石应用于造纸工业中有着多方面的巨大开发潜力,并且具有环保、经济双重效益。当前,国内外科研机构依旧在积极地对其功能进行探索。我们相信,随着沸石造纸产业的相关技术应用研究不断深入与拓展,沸石将赋予纸张更新、更完善的功能,其为整个产业带来的环保、经济效益更是不可估量的,让我们拭目以待!

[1]无机复合造纸填料的合成与性能研究,陶红,吉林大学化学学院

[2]造纸用功能性非金属矿物粉体材料品种及应用,余丽秀等,国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心

[3]造纸非金属矿物粉体材料消费现状与发展趋势,宋宝祥等,中国制浆造纸研究院

[4]造纸无机粉体材料市场概况及开发应用进展(续),宋宝祥等,中国制浆造纸研究院

[5]造纸填料的类型及其特性,朱勇强,上海大学造纸清洁生产技术与工程中心

[6]Gill, RA, Hagemeyer, RW, 1992,未来的前瞻性填充剂

[7]用于 Kocurek、MJ、纸浆和造纸?纸业、佐治亚州亚特兰大、造纸辅助材料等配套行业

[8]Indriati, L., Budi SF, Drajat S., 2001

[9]Torrii, K.,日本天然沸石的利用,国家工业研究所,日本东北

[10]Suryantono 等人,1985 年,Bayah 沸石加工和利用气体和液体模型的应用,通用矿业总局 – PPTM,万隆

素材整理自:知 、万方、Base等

图片来自素材、 络

声明:本站部分文章内容及图片转载于互联 、内容不代表本站观点,如有内容涉及侵权,请您立即联系本站处理,非常感谢!

(0)
上一篇 2021年8月11日
下一篇 2021年8月11日

相关推荐