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文献综述

1世界造纸工业概况[^[1]]

1.1.1 纸和纸板的生产量

2017年全球纸和纸板总生产量为4.1969亿t，比2016年的4.1088亿t增加2.0％。各大品种生产量分别是新闻纸2136万t，比2016年2312万t减少7.6％；印刷书写纸9832万t，比2016年9951万t减少1.2％；生活用纸3768万t，比2016年3630万t 增加3.8％；瓦楞材料（瓦楞原纸和箱纸板）1.7031亿t，比2016年1.6144亿t增长5.5％；其他纸板5886万t，比2016年5793万t增长1.6％。

1.1.2废纸回收率和废纸利用率[^[2]]

2017年，我国在废纸回收方面基本保持平稳增长。从表1可以看出，我国废纸回收量总体上持续增加，2017年突破5000万 t，达到历史最高值5286万 t，较2016年增加了322万 t，增长了6.5%。废纸回收率也从2008年的39.4% 增加到2017年的48.5%，达到历史最好水平，较2016年提高了0.9个百分点。在废纸利用方面，废纸消耗量从2008年的5549万 t 持续增加到2017年的7858 万 t，创历史新高。废纸利用率从2008年的69.5% 提高到2013 年的73.4%，达到历史最好水平，2017年为70.6%，较2016年再次减少了1.4个百分点。目前，我国废纸利用率较高，已达到世界较高水平，但近几年呈下降趋势；而废纸回收率增长较慢，仍在世界较低水平徘徊。

表1 近年来我国废纸回收与利用情况

1.1.3 纸浆进口量

2017年纸浆净进口量较多的国家有中国、德国、意大利、韩国、法国5个国家，他们的净进口总量为3358.7万t。与2016年相比，其中中国、法国纸浆净进口量分别增长12.7％、5.1%；德国、意大利、韩国分别下降11.8％、2.7％、0.7％。除上述5个国家外，纸浆净进口量较多的国家还有土耳其（125万t）、日本（107万t）和印度（97.8万t）。纸浆净出口量较多的国家有巴西、加拿大、智利、印度尼西亚、芬兰5个国家，他们的总净出口量为3292.7万 t。与2016年相比，其中巴西、加拿大、印度尼西亚、芬兰的净出口量分别增长3.6%、3.5%、24.5%、7.4% ；智利下降3.5%。纸浆净出口量较多的国家还有瑞典（274.7万t）、乌拉圭（233.1万t）、俄罗斯（203.5万t）、葡萄牙（100.4万t）。

2 废纸处理技术

1.2.1 制浆方法的最佳化[^[3]]

废纸处理技术和方法的最佳化应是：首先根据准备生产的规格、纸种、质量来选择并确定由诸如制浆、筛选、除渣、浮选、洗涤、热分散、漂白等操作单元有机组合起来的废纸处理生产流程，而后在各操作单元中选用最适用的操作方法和设备，以达到最终的流程和处理技术的最佳化。

过去废纸制浆的目的是为了纤维（包括纤维束和纸碎片）的完全疏解，油墨与纤维的完全分离以及油墨颗粒的碎解以获得适宜为下续工序处理的废纸浆。这样，往往需要较长的碎浆时间，废纸中的胶粘物也随着被碎解成细小颗粒。在当今胶粘物问题日趋严重的情况下，用常规制浆方法造纸会产生严重的生产问题。为了防止胶粘物的碎解而引起的一系列问题，可采取如下几种方法：(1)使用连续式水力碎浆机碎浆，刀盘下抽提孔板的连续出料可限制施加于纤维和废杂质（包括胶粘物）的机械力，以防止纤维强度被弱化以及废杂质的碎解，使更多的原生胶粘物颗粒能在细筛时被除去。(2)使用疏解废纸较温和的鼓式碎浆机。(3)温和碎浆法，这是近期兴起的一种节能、降耗、提高产量的方法。此方法的主要做法是：①尽量缩短碎浆时间以避免原生胶粘物的碎解，促进原生胶粘物在细筛处的去除。②碎浆的温度不宜过高。③去除胶粘物之后，在细筛和预浮选之间进行一段低浓高速热分散处理这样可以弥补并解决由于低碎浆时间导致的脱墨较差和斑点数（S p e c k s）较高的不足。

1.2.2 筛选

筛选是为了提高废纸浆的洁净度，特别是采用OCC用来制造挂面纸板时，由于OCC通常含有较多的细小砂砾，所以现在的大型箱板纸厂往往会在废纸处理流程第一回路的筛选系统中，增加一道低浓除渣器来净化纸浆并减少砂砾对设备的磨损。

1.2.3 分级处理

在当今废纸品质日益降低的情况下，根据生产品种和质量的需求，在废纸处理生产线中设置一道分级处理是有利的，主要优势有：1.节约能耗；2.提高废纸浆的质量；3.能合理使用分级处理后的各纤维组分。

废纸的脱墨[^[4]]是根据油墨的组成和特性，通过合理的方法来破坏油墨粒子对纤维的粘附力，通过加入化学药品降低废纸上的油墨的表面张力，从而达到润湿、渗透、乳化、分散等目的；或者通过机械外力、化学和热协同等方式来破坏油墨与纤维间的结合力，使印刷油墨粒子与纤维脱离分散在浆料中，并从纸浆中分离出去。

脱墨是一个物理化学过程，使带有印刷油墨的废纸通过若干单元系统，通过物理、化学的作用，把油墨从纤维上分离出来的过程整个过程大致可分为3个工序[^[5]]：疏解分离纤维，通过机械和化学品的共同作用将预浸的废纸分散为浆料；油墨颗粒从纤维上面脱离，通过碎浆、疏解、揉搓、分散等作用使油墨粒子分散变小，并从纤维中分离出来；脱离下来的油墨颗粒从纸浆中清除掉，通过筛选、除渣、浮选、洗涤等作用将废纸浆料中油墨清除。最早的传统脱墨方法就是洗涤法，它针对的油墨粒子的有效范围要小于40mu;m，最佳的范围是1～10mu;m，洗涤法适合用于活版印刷，胶版印刷和苯胺印刷油墨粒子的去除。不适合使用洗涤法脱墨的有激光打印，照相复印，紫外光固化等。这些印刷油墨粒子由于颗粒较大且难以扩散所以不适合使用洗涤法脱墨。而浮选法是现在国内目前主要的脱墨方法。浮选法脱墨的原理是利用不同颗粒或物质表面物理化学的特性即油墨的亲水性的不同对它们进行分离。浮选法的优点是纤维流失少，得率高，一般在90%～95。但浮选法也有一定的弊端，即部分纤维会进入到固体废弃物从而造成损失。

1.3 废纸脱墨的影响因素

1.3.1废纸种类[^[6]]

纸张种类有很多，但常常用于脱墨的废纸有废旧新闻纸、废旧杂志纸和混合办公废纸等。由于废纸种类不同，其纤维构成也不同，而且油墨的组成和性质也不同，特别是连接料，因此所采用的脱墨方法也有所不同。

1.3.2印刷方式[^[7]][^[8]]

印刷方式包括有压印刷与无压印刷，其中，有压印刷易脱墨，而无压印刷油墨比一般油墨牢固、耐磨、耐火、耐酸碱，不溶于绝大部分溶剂，所以碱法脱墨对其不起作用。无压印刷废纸包括激光打印纸和静电复印纸等，不同于传统的印刷废纸，其脱墨难度更大。

1.3.3脱墨碎浆工艺[^[9]]

碎浆浓度提高可增加纤维之间的摩擦力、剪切力和揉搓力，并且废水少，能耗低，可以提高脱墨效果。碎浆时间缩短，脱墨效果增强；时间过长可能会导致油墨粒子重新沉积在纤维上。适当提高碎浆温度可以促进油墨的软化、分散加快反应，但温度过高，含机械浆的废纸将返黄，白度下降。脱墨时间、PH值、疏解程度均对脱墨有一定影响。

脱墨是为了去出废纸中的油墨，提高纤维的再生利用率，这是废纸回收利用不可或缺的环节。废纸脱墨技术从使用很多的化学药品、碱性条件逐渐向少使用或尽可能不使用化学药品、中性条件、环境保护型转变。但每种新型的脱墨技术都存在利弊，很多新的方法都只停留在试验室研究阶段。

4 废纸制浆的设备选型[^[10]]

1.4.1 水力碎浆机

目前，废纸的碎解，广泛采用的是水力碎浆机。水力碎浆机分为立式和卧式两种。立式型的水力碎浆机的叶轮和筛板设置在底部，卧式型的水力碎浆机的叶轮和筛板设置在侧面。由于废纸中所含的杂质很多，为了减少叶轮和筛板的磨损，通常采用卧式水力碎浆机。筛板的孔径一般可取phi;10～16mm，碎解的浓度为2.5%～3.5%。

1.4.2 纤维分离机

纤维分离机是目前较为成熟的废纸制浆净化设备。纤维分离机属于二级碎解设备，他一般安装在水力碎浆机后，主要利用废纸浆和杂质之间的相对密度差异，去除浆料中的轻、重杂质，同时利用设备中筛缝的大小和水力作用使纤维疏解。它的特点有可以提高现有水力碎浆机的生产能力，节约10%～20%的能量消耗，可以对浆料二次疏解，可以使用较为低级的废纸，降低成本。可以获得干净的浆料，纤维损失较少。

1.4.3 高浓除渣器

高浓除渣器能有效去除废纸浆中比重大的杂质，以保护纤维分离机，减少磨损。高浓除渣器的进浆浓度为3%～3.5%，转盘的转速为1450转/分。

1.4.4 锥形除渣器

锥形除渣器是一种常见的纸浆净化设备，一般分为小型的660型，大型的640型。当净化筛前粗浆以除去较大杂质时，适合选大型号，当净化细浆时，适合选用小型号。锥形除渣器进浆浓度为0.5%～1.0%，进浆压力为0.25～0.35MPa。

1.4.5 旋翼筛

旋翼筛常用的结构式有单股外流式和单股内流两种，为了避免筛孔堵塞，一般选用内流式旋翼筛。同时筛孔要大些，当用于筛选白纸板的面浆时可采用phi;1.8～2.2mm的筛孔。

洗涤设备一般采用侧压浓缩机洗涤，筛后采用圆网浓缩机进行洗涤。废纸浆的打浆设备一般采用锥形高频疏解机，打浆可采用phi;450mm双盘磨。综上在废纸制浆的生产流程中，应当增加纤维分离的设备从而减轻除渣系统的压力，这样可以充分发挥除渣设备的工作能力。至关重要的是对原料的控制，并且在此基础上不能忽视脱墨系统的流程设计，只有这样才能发挥废纸的再生利用价值。

1.5 脱墨污泥

1.5.1 脱墨污泥概述

近年来，废旧纸张已成为我国制浆造纸的重要原料，废纸回用，不仅仅能够降低生产成本，还能够最大限度的保护我国的森林资源，节约大量能源[^[11]][^[12]]。但在纸张在循环回用过程中，绝大部分废纸都要经过脱堪工段，尤其是在生产中高档脱墨浆时，会有数量巨大的脱墨污泥产生。据统计，在一个较为普通的浮选脱墨车间，脱墨污泥的产量占废纸原料重量的8％～15％[^[13]]，结合2015年我国废纸浆产量估算，2014年一年我国的脱墨污泥产量约为507万吨～951万吨，占2014年一年纸浆总产量的6.35％～11.91％，由此可见，我国每年的脱墨污泥产量非常巨大，若不经过妥善处理必然会对自然生态环境造成巨大的破坏，产生严重污染。如何有效的处理数量巨大的脱墨污泥或者将其转化为高附加值的产品，已经成为我国造纸行业及环保行业等待解决的问题。

1.5.2脱墨污泥的处理方法

由于脱墨污泥中含有较多的重金属、苯类有机物等有害物质，我国在2008年正式将脱墨污泥列入《国家危险废物名录》。现在对于脱墨污泥一般采用的方法是焚烧法。通过焚烧法能够将其处理量降低至10%～20%。同时还可以回收污泥焚烧产生的热能[^[14]]。同时脱墨污泥中含有较多的无机成分，主要组成部分为碳酸钙、高岭土和白土等，干脱墨污泥中的无机成分含量高达40%～70%。这些无机成分大多为无机颜料，若能够将有机成分去除，或者将两者分开，能够得到纯度比较高的无机颜料，可以作为填料或者颜料用作造纸回用。还有一种方法就是碱热处理法，碱热处理法全部处理过程均在热水中进行，对环境的影响小，同时减小了能量的消耗，该方法也是分为两个阶段进行：（１）在混合有大量脱墨污泥的热水中加入氢氧化钠等碱性物质，使水溶液呈强碱性，脱墨污泥中的细小纤维和胶黏剂等有机物能够在碱性条件下水解，得到较为纯净的灰白色矿物填料；（２）第二阶段主要是氧化阶段，因水解后剩余的粉末由于油墨的残留而颜色较深且不稳定，因此在热水中通氧以进一步氧化氧化残余油墨，使最终得到白度较高的粉末[^[15]]。

1.6 参考文献

1. uarr;

2. [1] 郭彩云, 梁川, 2017年世界造纸工业概况[J], 中国制浆造纸研究院有限公司, (1):57-59.[2] 郭彩云, 2017年国内外废纸市场概况[J], 造纸信息,2018,(09):66-73. uarr;

3. [3] 陈庆蔚, 当代废纸处理技术、方法的最佳化[J],2009, 30(3) :63. uarr;

4. [4] 周亚男, 废纸脱墨技术的研究进展[J], 2016, 35, (10):21. uarr;

5. [5] 陈嘉翔, 水基油墨印刷纸脱墨困难的原因 [ J], 中华纸业, 2007, 28(10):57-60. uarr;

6. [6] 马倩倩, 混合回收废纸中不同纸种对脱墨浆质量的影响[J], 造纸化品，2015(3):56-60. uarr;

7. [7] 李若, 杨涛, 浅谈油墨与印刷方式对废纸回用的影响[J], 林业科技情报, 2015,4(47):109-110. uarr;

8. [8] 孙鹏, 油墨印刷方法对浮选脱墨的影响研究[J], 中国高新科技术企业, 2016(1)58-60. uarr;

9. [9] 俞碧芸, 赵会芳, 王云波等， 碎浆工艺对旧杂志纸脱墨浆性能的影响[J], 造纸科学与技术, 2015,34(1):16-19. uarr;

10. [10] 赵长生, 废纸制浆的生产流程及设备选型[J], 陕西科技大学, 2003, (1): 10-11. uarr;

11. [11] 李学凤, 秦梦华, 废纸回收过程中脱墨污泥的处理及其资源化利用［Ｊ］．造纸科学与技术, 2008, 26: 28-29． uarr;

12. [12] 王秀英．废纸回收利用技术的现状与未来发展方向探讨［Ｊ］．林业科技情报, 2006, 38（3）: 110-111． uarr;

13. [13] 王玉峰，石葆莹．脱墨污泥的处理与资源化利用研究进展［Ｊ］．中国造纸学报, 2012, 27（SL）: 378-379. uarr;

14. [14] Matsuto T, Problems in Leachate treatment systems caused by incineration [J］, Waste Management ＆Research, 1997, 17（6）:505-510． uarr;

15. [15] Johnston J H, Milestone C B，Northcote P T,et al, Alkaline digestion of reject fibre in deinking sludge as a precursor to filler recovery by wet air oxidation[J], Appita Journal, 2000, 53(1):54-58. uarr;

资料编号：[87268]

文献综述

1世界造纸工业概况[^[1]]

1.1.1 纸和纸板的生产量

2017年全球纸和纸板总生产量为4.1969亿t，比2016年的4.1088亿t增加2.0％。各大品种生产量分别是新闻纸2136万t，比2016年2312万t减少7.6％；印刷书写纸9832万t，比2016年9951万t减少1.2％；生活用纸3768万t，比2016年3630万t 增加3.8％；瓦楞材料（瓦楞原纸和箱纸板）1.7031亿t，比2016年1.6144亿t增长5.5％；其他纸板5886万t，比2016年5793万t增长1.6％。

1.1.2废纸回收率和废纸利用率[^[2]]

2017年，我国在废纸回收方面基本保持平稳增长。从表1可以看出，我国废纸回收量总体上持续增加，2017年突破5000万 t，达到历史最高值5286万 t，较2016年增加了322万 t，增长了6.5%。废纸回收率也从2008年的39.4% 增加到2017年的48.5%，达到历史最好水平，较2016年提高了0.9个百分点。在废纸利用方面，废纸消耗量从2008年的5549万 t 持续增加到2017年的7858 万 t，创历史新高。废纸利用率从2008年的69.5% 提高到2013 年的73.4%，达到历史最好水平，2017年为70.6%，较2016年再次减少了1.4个百分点。目前，我国废纸利用率较高，已达到世界较高水平，但近几年呈下降趋势；而废纸回收率增长较慢，仍在世界较低水平徘徊。

表1 近年来我国废纸回收与利用情况

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