用新型设备配置的废纸脱墨制浆流程
(福建省轻工机械设备有限公司)
编者：张永龙 郑少斌
摘要：
废纸脱墨制浆是集合碎浆系统、筛选净化系统、浮选洗涤脱墨、洗涤浓缩、热分散系统、漂白为一体的制浆过程。其各个环节和作用效果是相互影响。整条浆料制备生产线的技术及设计方案必须具有较高的成本效率和符合低碳经济要求，以满足生产商的最大利润化要求。
关键词：废纸；油墨；胶粘物；工艺流程；脱墨漂白；热分散
一、概述：
利用废纸原料制浆与直接使用植物纤维原料制浆相比，废纸制浆能大量节约能源、节约植物纤维原料、降低产品成本，还能节省设备投资、减轻环境损害。由此可见，废纸再生利用有着显著的社会效益及经济效益。
废纸制浆的共性技术难题是：脱墨、脱胶、白度、得率、回用次数。而胶粘物是废纸处理过程中最复杂、最困难、最需要认真对待的问题，胶粘物会沉降并粘附于纸机的网、毛毯、压辊、吸水箱、烘缸上面，造成网、毛毯孔眼堵塞，脱水能力下降而被迫停机清洗，使纸张产生透光点或透明点，造成纸机断头，严重干扰生产的正常进行。
二、废纸中杂质的分类及去除方法
造纸过程中, 为了提高纸张的物理性能, 加入了许多添加物及化学品, 但所有这些添加物、油墨及涂料等都变成废纸回收中的杂质。特别是近几年开发出来的有机复合添加物,在回收及处理过程中, 有时会干扰生产，使其在废纸处理中难以去除。一般而言, 废纸中含有1～50 %非纤维性杂质。 杂质种类 大而重的杂质：包括金属螺母、螺丝、铁丝、订针、回形针、砂砾、煤渣、矿渣、金属碎片、大塑料片及玻璃等 中大的轻质杂质：纤维性原料(木片、破布、尼龙网、绳子、石棉纸、合成纤维)；贴层的纸及纸板(纸管、多层牛皮纸袋、多层包装用胶带、透明胶带、PE 涂布纸板)；塑胶、塑胶袋、片状塑胶膜；苯乙烯发泡体；涂胶纸；自粘标签；锡箔或锡箔纸；玻璃纸；片状的杂质，长薄的杂质，纤维团，纤维丝，粗渣 中小的轻杂质：包括成束碎片及涂布后硬化的薄片 小而重杂质：填料类, 包括白土、二氧化钛、碳酸钙及滑石粉等；油墨≤150μm；高粘度粘结剂(柏油、高粘度矿物性腊、某些热熔胶) 去除方法 ·碎浆机(带筛板) ·圆筒筛 ·粗筛 ·高浓除渣器 ·粗筛 ·圆筒筛 ·缝筛 ·缝筛 ·正向除渣器 ·脱墨槽 ·洗涤 ·机械分散 小而轻的杂质：低粘度粘结剂(热溶胶、封签胶、蜡、·逆向除渣器 天然树脂、合成树脂等)；表面施胶剂类, 如淀粉、天·脱墨槽 然树胶或植物胶等 ·洗涤 ·机械分散 溶解性的固体物： ·脱色漂白 染料及木质素；硫酸盐、氯化物、钙、镁离子、淀粉；·脱墨槽 重金属离子(铅、铜、铁、锌、铝) ·洗涤 三、脱墨漂白
脱墨漂白的第一个程序是加入化学品于碎浆机中, 利用碎浆机的物理作用以及加入化学品的化学作用, 将油墨跟纤维分开并对纤维进行漂白；第二个程序是浮选, 浮选是利用空气形成气泡来把油墨粒子带走，有利于提高浆料的白度；第三个程序是利用洗涤的过程将细微的油墨粒子去除；第四个程序是利用热分散系统在高温高浓的条件下通过物理作用及加入化学品的化学作用，将油墨和胶粘物在极小间隙内磨成肉眼看不见的细小颗粒，并通过后道工序将细小颗粒去除，同时漂白剂在高温高浓的作用下对纤维进行漂白。
四、脱墨工艺流程中的主要工序及设备
废纸脱墨制浆生产线具有充分的碎解过程，能将杂质严格地分离开来，并且有较好的洗选能力。生产过程大致分为：废纸的碎解、脱墨、油墨和胶粘物的剥离与去除。尽可能生产出白度高的纸浆，而且纤维保持原有的长度及特性。 A、废纸生产高档文化用纸脱墨流程
链板输送机
散包机 干法排重渣
中浓水力碎浆机 圆筒筛 （鼓式碎浆机） 排渣
高浓除渣器
排渣
一段压力粗筛选 二段压力粗筛选 振框筛 排渣
一段低浓除渣器 二段低浓除渣器 三段低浓除渣器 排渣 浮选槽 排墨渣 去污泥处理系统
一段压力精筛选 二段压力精筛选 振框筛 排渣
盘式浓缩机 白水
双网压浆机 去污水处理中心
热分散机
高浓漂白塔
一段低浓除渣器 二段低浓除渣器 三段低浓除渣器 排渣
浮选槽 排墨渣 去污泥处理系统
高速洗浆机 斜筛回收纤维
双网压浆机 白水 回用于前段
盘式热分散机 还原漂白塔 多盘浓缩机 贮浆塔
B、废纸生产中高档生活用纸脱墨流程
链板输送机
中浓水力碎浆机 圆筒筛 （鼓式碎浆机） 排渣
高浓除沙器
排渣
一段压力粗筛选 二段压力粗筛选 振框筛 排渣
一段低浓除渣器 二段低浓除渣器 三段低浓除渣器 排渣 浮选槽 排墨渣 去污泥处理系统
一段压力精筛选 二段压力精筛选 振框筛 排渣
高速洗浆机或斜筛
双网压浆机 白水 回用于前段
盘式热分散机及螺旋组合 浆池
本公司废纸生产高档文化用纸脱墨流程目前在山东××纸业在使用中，福建××纸业、贵州××纸业等设备在交货或安装中；废纸生产中高档生活用纸脱墨流程目前在东莞××纸业、惠州××纸业、江苏××纸业在使用中，其他东莞××纸业、东莞××纸品、××纸业等厂家在交货中。 这些厂家生产线都是由本公司提供全套设备：含中浓度碎浆机系统、除渣系统、筛选系统、ZFC脱墨浮选系统、盘式热分散系统、洗涤系统，其中关键设备碎浆、筛选、脱墨、洗涤浓缩、热分散系统技术接近国际先进水平，居国内领先地位。制浆工艺流程由福建轻机与厂家技术工程师共同完成，原料为国内废书刊纸或掺37#美废，生产的各系列品种纸。
碎浆系统
由于废纸中的废杂质日益增多（主要是胶粘物、油墨和蜡），碎浆是否得当对后续工序有很大的影响。碎浆的主要目的及要求有六个：（1 ）充分疏解废纸纤维，最大限度地使油墨和纤维分离，使原先交织成纸页的纤维最大限度地离解成单根纤维而又最大限度地保持纤维的原有形态和强度；（2 ）尽量不要使轻、重杂质被碎解成细小颗粒（特别是胶粘物），从而增加后续工序去除这些杂质的困难和负担；（3 ）将较大的轻、重杂质尽量在制浆系统中除去；(4 )分散废纸到单根纤维，必须不含纤维束（残留碎片约1-2%），即碎浆机的疏解率要高；(5 )去除印刷油墨和其它憎水性的杂质，包括：细小纤维或絮块；(6 )强烈混合和分布脱墨化学品。
碎浆操作的效果影响后续工序的效率、脱墨过程中的浆料性能和成品浆的性能。高浓碎浆非常适用于废纸脱墨制浆中的纤维离解和油墨分离。 高浓碎浆的优点：
良好的碎浆可控性；可减少对杂质的碎解，以利其后杂质更好的去除；可降低能耗；节省化学品；油墨的去除也更完全；高浓度可以增加纤维与纤维的互相磨擦, 有助于油墨从纤维上脱落；杂质不易变小、变细,而影响后段的处理。
我公司的高浓碎浆机主要结构由转子、槽体、筛板、传动部份组成，转子型式为三螺旋变径变距，螺旋叶向下延伸到底端的底盘上。废纸投入碎浆槽后形成15－17％浓度浆料借螺旋作用由上而下、由外朝里、从中央推向外园周向上回流，强化浆料循环。这种转子形式是揉性疏解，它不同于低浓的伏克斯转子，它能有效地避免了转子的强烈冲击，防止杂质碎解而细化，有利于后续工序将其去除。
高浓碎浆机的筛板是废纸制浆一系列分离杂物过程的第一道工序。筛板的作用是大规格杂物的净化过程，同时又使后续的设备例如粗浆泵、高浓除渣器等得到保护，免受粗重杂物的冲击及磨损。因为废纸原料中常夹杂着金属、非金属废料，所以筛板材质要选用坚硬耐磨的材料。筛板常常分成几片，以便于更换。筛孔一般是圆孔，有些筛板的圆孔扩展成倒锥形，有利于浆料的顺利通过。筛孔按连续等边三角形排列，可令筛板在保持最大开孔率的同时具有最好的强度和刚度。筛板孔径φ10mm或φ12mm，稀释后的浆料通过筛板进行筛选，良浆通过筛板。渣质由排渣口排出，进入园筒筛筛选，园筒筛孔径φ8mm，通过园筒筛的良浆流入碎浆机后良浆槽内，渣质去除。为了使疏解后的浆料尽快稀释通过筛板，在碎浆机槽体底侧和接浆槽底部设有一定规格的水管以保证浆料能在规定的时间内通过。
近来对鼓式碎浆机用于脱墨浆碎解日益广泛，对是使用鼓式还式高浓碎浆机哪个合理的问题，一直是业界争论的问题。在大型脱墨纸浆生产线上，单个碎浆机的体积限制了产量，这可能会导致需要若干台碎浆机来解决此问题。在这种情况下，一台连续运行的鼓式碎浆机
在投资、生产成本和易于操作等方面，成为更具吸引力的解决方案。但目前废纸碎解中小产量的大多采用高浓碎浆机，其新的开发点也在不断的被挖掘中，如在连续碎浆、动力消耗方面等。
鼓式碎浆机处理的浆料便于杂质的处理，因为它碎解下来的杂质较为完整。它容易获的较高洁净度的浆料。它的吨浆能耗低15-20KWH/吨。在大或超大生产能力的生产线上，应用它对浆料进行碎解尤为合适，深受欢迎。
但用于处理脱墨浆废纸时，对油墨的回吸造成成浆的油墨点多、白度低、光学性能较差。要生产高质量的脱墨浆，特别是生产品质要求高的文化用纸，在生产能力在200吨/d以下的生产线配置上，我公司倾向使用选用高浓碎浆机。 碎解工艺：（1）碎解温度:提高温度可加速废纸的软化，利于碎解和脱墨，增加浆料流动性，加快回流速度，减少动力消耗。但碎解温度必须适当，温度太高会造成胶粘物的软化造成挤过压力筛的孔、缝难以去除。我们认为在45-50度间较为合适。（2）碎解浓度:提高浆浓可相应提高化学品的浓度，强化化学反应。亦可提高设备的效率。（3）碎解时间:碎解时间视设备型式、废纸种类和纸浆质量要求而定。
品质好的高浓碎浆机，疏解度高，碎解时间短，放浆速度快、生产能力大。本公司高浓碎浆机碎解时间在15-20min/锅。在国内处于领先地位。
高浓除渣器
碎解后的浆料稀释后以3%左右的浓度由浆泵以0.25Mpa压力送入高浓除渣器进浆口，经园锥管高速回转的作用，较重的杂质获得足够的离心力而抛向器壁，浆流向下作螺旋运动，细浆沿出浆管向上作螺旋运动，重渣靠重力沉降到集渣室中排除。集渣罐中的渣质由PLC控制闸阀定时排出。利用杂质与纸浆相对密度不同的原理将废纸中的石块、砂、铁钉、玻璃及书钉等颗粒较大、密度大于水的重杂质除去，并保护其后的设备。
筛选系统
压力粗筛主要除去由高浓除渣器流入的纸浆悬浮液中的塑料颗粒、泡沫、绳结、碎纸片,塑料片,胶粘物及纤维束等杂物。粗筛必须能够控制杂质负荷量的变化，并保护后续工序，尤其是能保护细筛工序。粗筛一般分为三段, 第一及第二段使用压力筛, 第三段可以使用压力筛也可以使用振框平筛。
工作原理:压力筛的筛选区主要由筛鼓和转子组成,当转子回转时,转子上的旋翼在靠近筛板面处产生压力脉冲,在两次脉冲之间,来自输浆泵的压力将水和良浆通过筛板的开口来完成筛选的过程，而渣浆在旋转压力的作用下从底部出口排出。筛子的顶盖可以聚集和排除浆料中的空气和轻质杂质。
筛板的波形角度和筛孔或筛缝大小及开孔率影响筛选效率，转子和机壳的设计也会影响筛选的特性和效率。转子的几何形状对筛选效率，可能运行的纸浆浓度，出浆能力以及能耗等方面有着重要的影响。采用先进的超声检测技术，可以直接测量到浆流通过筛鼓的情况，从而得以确定频率、振幅以及转子脉冲的最合适的相互作用点，既能保证筛鼓的最佳洁净度，又能得到最高的筛选效率。
压力筛的能力与效率取决于：压力差；浆流在筛板表面流动的状态及进入孔（缝）处的浆流受力情况，即筛板的形状结构、开孔（缝）形式及转子（旋翼）的形状和作用。新型孔筛板--波形筛板：筛选浓度提高，生产能力大能耗低，效率高，纤维损失少，浆质好。 孔筛：除去长形、面积较大的扇形杂质。
缝筛：通常是使用只有(0.15mm) 缝的压力筛,以去除微小的杂质。通常小于0.15mm的杂质仍会通过筛板, 必须靠分散机加以分散。缝筛：除去小方块形及面积较小的扁平形杂质。
实践证明：脱墨浆在筛选中，0.12～0.15mm筛缝，0.8～1.0%进浆浓度，能保证整个筛选系统胶粘物去除率达到88%。