Меню сайта

загрузка...

Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Химикаты из древесины

Переработка макулатурной массы

Понятие макулатуры и область применения макулатурной массы. Под макулатурой понимают все виды бумажно-картонных изделий, утративших первоначальную ценность, и отходы их производства, пригодные для повторного получения волокнистой массы. Макулатура является крупным резервом вторичных волокон, используемых в качестве полноценного заменителя свежих волокнистых полуфабрикатов в производстве картона и бумаги.

Ресурсы макулатуры постоянно возрастают с увеличением производства и потребления бумаги и картона. Мировое потребление вторичного волокна составляет около 25 % всех волокнистых материалов, расходуемых на выработку бумаги и картона. Это составляет около 37 млн. т макулатуры в год.

Возврат макулатуры в СССР в настоящее время достиг 20— 22 % массы вырабатываемой бумаги и картона и составляет более 2,1 млн. т в год. Исходя из технической возможности и экономической целесообразности, 80—90 % перерабатываемой макулатуры используют в производстве тароупаковочных видов картона и бумаги и промышленно-технических видов картона. В СССР макулатурные волокна входят в композицию более 40 видов картона и бумаги. За рубежом макулатура широко используется также для выработки санитарно-гигиенических и бытовых видов бумаги.

Технологические схемы переработки макулатуры. Качество макулатуры как сырья для картонно-бумажного производства определяется природой исходного волокна, числом циклов его переработки, однородностью макулатуры по композиционному составу, загрязненностью и засоренностью различными примесями и включениями. Сбор вторичного сырья проводится заготовительными организациями Главвторсырья, которые также производят предварительную его сортировку по видам, характеру и природе волокон на определенные сорта. Рассортированное и упакованное вторичное сырье направляется на картонные и бумажные фабрики для переработки.

На предприятия макулатура поступает в кипах. В технологи ческий поток производства картона и бумаги она поступает в виде макулатурной массы — водной волокнистой суспензии, получаемой переработкой макулатуры по определенным схемам. Подготовку макулатурной массы проводят по двум схемам — при низкой (1,5—2 %) и высокой (3,5—4,5%) концентрации. Первая схема более проста и включает: роспуск макулатуры на волокна, очистку волокнистой массы и размол; вторая—роспуск макулатуры, очистку массы, рафинирование массы без укорочения волокон, сортировку, повторную очистку, размол. Вторая схема более сложна, зато обеспечивает получение макулатурной массы более высокого качества. Для использования макулатурной массы в производстве белой бумаги ее облагораживают.

Роспуск макулатуры представляет собой процесс разделения макулатуры на отдельные волокна без их повреждения. Осуществляется эта операция в гидроразбивателях — аппаратах, обладающих простотой устройства и обслуживания, небольшим расходом энергии и высокой производительностью (от 15 до 850 т/сут). Гидроразбиватели отличаются конструктивными особенностями, производительностью и могут работать как периодически, так и непрерывно. Вертикальный гидроразбиватсль состоит из металлической или железобетонной ванны цилиндрической формы, книзу переходящей во сферическое днище, снабженной ротором.

Ванну гидроразбивателя наполняют оборотной водой до определенного уровня, который поддерживается непрерывной подачей воды, и приводит в движение ротор. Макулатуру очищают от крупных посторонних включений — веревок, проволоки, тряпок и т. п. Затем россыпью, а в больших аппаратах кипами вместе с предварительно разрезанной проволокой загружают в ванну. Ротор создает сложный вращательный гидродинамический режим движения содержимого ванны, благодаря чему макулатура размокает и разбивается на волокна. Готовая макулатурная масса через отверстия подроторной плиты поступает в приемную коробку и из нее на очистку.

Для удаления из ванны крупных засорений перед пуском гидроразбивателя в работу в нее опускается проволочный канат,, на конец которого под влиянием вращательного движения массы навиваются веревки, куски проволоки, тряпок и т. п. Образовавшийся жгут непрерывно удаляется из массы лебедкой. Концентрация массы в гидроразбивателе непрерывного действия поддерживается в пределах 2—4,5 %, периодического — до 6 %.

Макулатурная масса после гидроразбивателя подвергается очистке от металлических включений на магнитных очистителях (удаляются скрепки, иголки, куски железа и другие металлические включения). Тяжелые примеси и сор удаляются в центробежных очистителях (циклонах) и вихревых очистителях (центри-клинерах). Очистка макулатурной массы чаще проводится на очистителях массы высокой концентрации (2—6 %) марки ОМ (принцип действия центриклинеров).

Содержащиеся в макулатурной массе неразработанные кусочки бумаги, картона и пучки волокон отделяют сортированием. На старых предприятиях применяются так называемые протирочные сортировки СМ (сортировки для макулатурной массы). В современных технологических схемах для сортировки макулатурной массы широко используют односитовые напорные сортировки типа СЦН. Производительность сортировок зависит от диаметра отверстий сит и концентрации массы и колеблется от 30 до-500 т/сут воздушносухого волокна. Отходы сортирования подвергают размолу, после чего сортируют. Хорошее волокно направляют в гидроразбиватель, а отходы — в сток.

Макулатурная масса отличается большой неоднородностью по степени помола волокон, поэтому при необходимости для выравнивания степени помола или доведения ее до определенной величины массу подвергают размолу. Размол макулатурной массы ничем не отличается от размола целлюлозы и выполняется на том же оборудовании (см. раздел II).

Низкая белизна макулатурной массы, обусловленная главным образом типографской краской и естественным процессом старения, препятствует ее широкому использованию в композиции санитарно-гигиенических, писчих, печатных, тетрадных и других видов бумаги. Для возможности замены части дорогостоящей целлюлозы в композиции этих бумаг макулатурной массой ее подвергают облагораживанию — обесцвечиванию и отбелке.

Технологическая схема обесцвечивания макулатуры представляет обычный процесс подготовки макулатурной массы с добавлением операций по отделению от волокна типографской краски и ее диспергированию, удалению диспергированной краски из волокнистой суспензии, отбелке макулатурной массы. Одновременно с этими операциями удаляются сажа, жиры, воски и загрязнения. Отделение печатной краски от волокна обычно совмещается с роспуском макулатуры и ее предварительной очисткой. Отделение краски от волокна осуществляется разрушением химической связи между краской и волокном сочетанием механических, химических и термических воздействий. Химико-механическая обработка проводится в гидроразбивателях или бассейнах при температуре 40—60 °С.

Отделяемая краска диспергируется , и частицы ее поддерживаются во взвешенном состоянии при помощи поверхностно-активных веществ (ПАВ), например, марок ОП-7 и ОП-10. Для завершения процесса отделения краски массу после роспуска выдерживают в аккумулирующих бассейнах в течение 1—2 ч. Удаление диспергированной краски из волокнистой массы осуществляют методами флотации либо промывки. Наиболее широко распространен метод флотации; более эффективной его разновидностью является пенофлотация. Облагороженная масса используется вместо дефибрерной древесной массы в производстве супёркаландрированных и мелованных видов бумаги с пониженной массой. Содержание вторичного волокна в их композиции составляет 70—90 %.

При повышенных требованиях к белизне макулатурной массы ее отбеливают. Для этого используют перекиси натрия и водорода, совмещая отбелку с роспуском макулатуры. А при необходимости осуществляют дополнительную отбелку в отбельных башнях в две или три ступени по схемам X—Г или X—Щ—Г.

Экономическая эффективность и перспективы использования макулатурной массы. При оценке экономической эффективности Использования макулатуры установлено, что себестоимость 1 т макулатурной массы ниже себестоимости 1 т небеленой целлюлозы на 37,5%, 1 т полуцеллюлозы — на 10,7%, 1 т древесной массы — на 13,7 %. Расчеты показывают, что приведенные затраты в производстве макулатурной массы в 2,2 раза меньше, чем в производстве целлюлозы, в 1,3 раза меньше, чем в производстве полу-целлюлозы. Применение 1 т макулатурной массы взамен полуцеллюлозы экономит 3,4 м3 древесины, а взамен древесной массы —2,1 м3 древесины.

Однако, несмотря на высокую экономическую эффективность применения макулатуры, использование ее в производстве целлюлозно-бумажной продукции еще недостаточно. По данным Моегипробума, ресурсы макулатуры к 1985 г. должны составить 4560 тыс. т (36,4 % объема потребления бумаги, картона против 22% в настоящее время), т. е. имеется значительный свободный остаток макулатуры, использование которого является важной народнохозяйственной задачей. Тенденция увеличения использования вторичного волокна сохранится и на период до 2000 г.