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在造纸工业中聚合氯化铝(PAC)的应用

来源:润邦环保001 发布时间:2020-11-01 09:14:35 阅览: 次浏览

  在造纸工业中聚合氯化铝(PAC)的应用

  在造纸工业中,聚合氯化铝主要用于松香中性施胶沉淀剂、助留剂和助滤剂,此外还部分用于污水和清水处理(造纸)。

  1)聚合氯化铝用作松香中性施胶的沉淀剂 由于世界范围内资源的短缺,造纸原料变得越来越珍贵,尽可能用更便宜的碳酸钙填料代替纤维变得更加实用。因此,在20世纪80年代中期,欧洲率先采用松香中性施胶技术生产中性纸,碳酸钙可在生产过程中用作填料。这项技术成功的关键之一是用聚合氯化铝代替传统的明矾作为施胶沉淀剂。 由于聚合氯化铝在中性甚至碱性范围内仍能保持较高的正电,而不是像Al2(SO4)3那样快速形成Al(OH)3沉淀,而且由于聚合氯化铝的预水解作用,它不会使体系的酸碱度降低到Al2(SO4)3那样低,因此聚合氯化铝是中性施胶的理想新铝源,其施胶酸碱度可达7.5。 继欧洲之后,北美和许多其他地区的造纸厂相继采用了这一技术,将酸性造纸转变为中性造纸。用这种方法进行中性施胶不仅大大降低了生产成本,而且克服了一些不可避免的缺点(如打滑、施胶度难以控制等)。)当使用合成胶料时(如AKD等。)进行中性施胶。尽管如此,由于聚合氯化铝是一种处于亚稳态的复杂无机聚合物,在使用中仍存在许多问题,如是否能合理选择以及产品本身的稳定性等,这些问题需要在今后的研发中进一步解决。

  2)聚合氯化铝用作助留助滤剂 湿部化学是研究纸张脱水成型过程中各种细小组分、添加剂和纤维之间相互作用的表面和胶体化学规律。中国造纸工业主要使用非木质纤维原料,其中以禾本科纤维原料为主。由于草浆纤维短,杂细胞含量高,纸张强度差,在造纸过程中很难过滤水分。因此,研究湿部化学在中、碱性条件下的造纸,并使用各种添加剂来改善留着性和水过滤性能是湿部化学的一个研究方向。 用作助留剂 目前,许多理论认为细小纤维和填料在纸张中的滞留主要通过两种方式实现,即机械截留和胶体絮凝。随着对保留机制的不断深入研究,后者的作用被认为更加重要。机械保留主要是由于颗粒在逐渐形成的纸结构中的机械保留。这种机制类似于过滤,它只适用于纸的较长纤维部分。它不能解释细组分高保留率的原因,也不能解释助留剂的保留效果。 越来越多的研究集中在细纤维和填料的留着机理上。这些研究建立了许多不同的概念和模型,为解释和发展保留机制、优化工艺流程提供了理论基础。胶体絮凝包括凝聚和絮凝。凝聚是指由低分子量和高电荷密度的无机盐或聚合物引起的胶体悬浮液的絮凝。产生的絮状物是细小且紧密聚集的沉淀物,其主要通过电荷中和、非均相凝聚和修补来实现。 絮凝是指使用长链聚合物将胶体结合在一起,这使得胶体悬浮液失去稳定性并导致絮凝。产生的絮状物是粗糙、松散和多孔的块状物。絮凝主要通过桥接絮凝和网络絮凝来实现。 用作助滤剂 由于纸张的脱水过程将直接影响纸张质量和造纸机的运行性能,而水过滤性能的改善可以提高生产率、改善纸张成形和降低干燥部的能耗,因此改善纸张的水过滤性能是湿部化学研究的重要内容之一。正常情况下,几乎所有助留剂和电荷中和剂都具有助滤剂的功能,因此硫酸铝、聚合氯化铝、阴离子淀粉、聚电解质和微粒助留体系都可以起到助滤剂的作用。

  3)聚合氯化铝的其他用途 随着造纸工艺逐渐由酸性向中碱性转变,白水封闭度不断提高,高得率纸浆和涂布碎纸的数量不断增加,纸浆中阴离子杂质的问题越来越突出。如果不及时处理,将严重影响造纸机的运行和纸张质量。实践证明,电荷相对较低的聚合氯化铝是一种很好的杂质捕集剂,它能与这些阴离子杂质结合并沉积在纤维上,从而不仅控制了阴离子杂质对纸浆的干扰,而且改善了纸浆的水过滤性能,因为即使是少量的阴离子纤维降解产物也会对纸张的水过滤产生很大影响。 同时,聚合氯化铝可以很容易地吸附在纤维表面,也可以吸附带负电的填料和细纤维,使它们更多地留在纸内;与其他有机聚合物的协同作用可以有效提高细粒物料的截留率,改善浆料的水过滤性能。 此外,聚合氯化铝还能有效控制树脂屏障,其原理与消除阴离子杂质相同。与Al2(SO4)3相比,聚合氯化铝能更有效地将树脂固定在纤维上,聚合氯化铝的使用能大大减少硫酸钡等不溶性物质的沉积。

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