木材造纸过程及污染

1、木材造纸 工设 造纸过程 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 古代造纸过程 “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。 现代造纸 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

2、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。 造纸原料 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)。 木材纤维在世界造纸原料中占90%以上，在中 国约占20% 第一步 制浆 木材制浆的基本过程 根据制浆方法的不同，木浆可分3类： 机械浆(又称磨木浆) 半化学浆(scp)和化学机械浆(c

3、gp) 化学浆(cp) 机械浆(又称磨木浆) 主要包括磨石磨木浆磨石磨木浆、木片磨木浆木片磨木浆和热磨木片磨木浆热磨木片磨木浆。 磨石磨木浆磨石磨木浆(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

4、印刷性也好。缺点是电耗较高。 热磨木片磨木浆热磨木片磨木浆 (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。 半化学浆 (scp)和化学机械浆 (cgp) 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。 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

5、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。 化学浆(cp) 主要包括酸性亚硫酸盐浆亚硫酸盐浆(sp)和硫酸盐浆硫酸盐浆(kp)。 前者是用亚硫酸氢盐亚硫酸氢盐（盐基为钙、镁、钠、铵）与游离二氧化硫在 130150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。 硫酸盐浆硫酸盐浆又称牛皮纸浆，是木片用烧碱和硫化钠在160170下蒸 煮所得。强度比酸性亚硫酸盐浆高，对原料的适应性

6、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。 第二步 造纸 纸和纸板的抄造 由木材原料制成的纸品可分为纸纸和纸板纸板两大类。 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

7、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） 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。 抄造 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、打浆、加填、施胶、 净化、成型、脱水、压榨、干燥、压光、卷取净化、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

8、料用水稀释后在抄纸机上形成组织均匀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。的纸页的过程。 手工抄纸 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。 打浆、加填 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

9、不透明度和平滑 度。 施胶、净化 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。 成型、脱水、压榨、干燥、 处理好的纸浆通过管道，经过专门的设备(专业上叫 “流浆箱流浆箱”)喷到网子（专业上叫“成形网成形网”）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。 湿纸再经由专门的辊子（专业上叫“压榨辊压榨辊”）挤 压，最后贴在许多个大铁钢（专业上叫“烘缸烘缸）缸 面上彻底干燥完毕，并且卷成大卷。

10、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。 压光、卷取 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。 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。 流浆箱 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） 网部、压榨部 网部 纸浆在网部脱水成形。上网纸浆浓度为0.11.2%， 出伏辊时纸页干度度为1525%，成形纸干度为 9095%。 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4850%。 烘干部 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9295%；提高纸的强度；增加纸的平滑度； 完成纸的施胶。 消耗木材 消耗木