纸浆(paper pulp;pulp )是以植物纤维为原料,经不同加工方法制得的纤维状物质。
一、纸浆的分类
1、按制造方法分为化学浆(包括烧碱法纸浆、硫酸盐法纸浆、亚硫酸盐法纸浆等)、机械浆(包括磨石磨木浆、盘磨机械浆、热磨机械浆等)和化学机械浆3大类;
2、按原料品种分为木浆、草浆、竹浆、棉浆、废纸浆等;
3、按加工深度分为本色浆、半漂浆、漂白浆、精制浆等;
4、按木浆对木材的得率分为化学浆(得率为40~50%)、高得率化学浆(得率为50~65%)、半化学浆(得率为65~84%)、化学机械浆(得率为85~94%)、机械浆(得率为94~98%);
5、按用途将企业自用的纸浆称为自用浆,作为商品出售的称为商品浆。
对于某一种具体品种,则常以几种不同分类方法综合命名,例如漂白硫酸盐针叶木浆、本色亚硫酸盐苇浆、杨木磨木浆等,以便于使用者根据其名称,而能大体了解纸浆的性能与用途。
在各类纸浆中,化学浆仍占有最大比重,占总浆产量的71%,机械浆占21%,化学机械浆因发展较晚,相对产量较少,但增长速度较快。由于废纸回收利用率不断提高、及纸张所用填料和涂料的量相对增加,纸浆用量相对减少,因而纸浆的增长速度一般低于纸及纸板的增长速度。
一、古代手工造纸工艺流程
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造纸术是中国四大发明之一。蔡伦,字敬仲,东汉桂阳郡人(今湖南耒阳,公元61-121年)。东汉和帝时期,经过了蔡伦的改进,形成了一套较为定型的造纸工艺流程,其过程大致可归纳为以下几个步骤:
1、原料的收集和处理。
就是将植物原料按照需要进行收集(如有些植物原料需要皮,而有的却需要茎秆),并将收集到的原料进行一定的处理如切碎、晾晒等;
2、纤维的分离。 就是用沤浸或蒸煮的方法(需要在碱性物质的配合下,如石灰、草木灰等)使植物纤维原料并分散成纤维状; 3、磨(打浆)。 就是用臼捣的方法进一步的使其分散为纤维,并使纤维产生一定的分丝纤帚化,而成为可用纸浆; 4、抄纸。 就是把纸浆掺水使其成为一定浓度的悬浮液,然后用抄纸器(竹帘等)捞浆,使纸浆在捞纸器上均匀交织成薄片状的湿纸幅; 5、压榨。 就是把抄好的湿纸幅叠放在一起,采用负重压榨的方法脱去湿纸幅中的水分; 6、干燥。 就是把湿纸幅晒干或晾干,揭下就成为纸张。 如今,在湿法造纸生产中,其生产工艺与中国古代造纸法仍没有根本区别。竹子的纤维硬、脆、易断,技术处理比较困难,用竹子造纸的成功,表明中国古代的造纸技术已经达到相当成熟的程度。 |
二、现代纸浆的生产工艺流程
以木材为原料制成的纸浆,约占纸浆量的90%以上。木材制成纸浆的过程工艺可大致分为机械、化学和半化学三类。根据不同工艺所得纸浆分别称为机械浆、化学浆和化学机械浆。
1、机械制浆法
纸浆
2、化学制浆法
将木片浸入适当化学品的水溶液中,以高温高压进行蒸煮,使木片中的木素溶出,从而得到完整的纤维素,经后续工序后制成纸浆,该种方法制得纸浆称为化学浆。
硫酸盐法和亚硫酸盐法是两种基本的化学制浆方法,由硫酸盐法制得的纸浆称为硫酸盐木浆,由亚硫酸盐法制得的纸浆称为亚硫酸盐木浆。20世纪30年代,硫酸盐法由于可以利用各类不适用于亚硫酸盐制浆的木材,开始逐渐占据优势,故目前主流制浆企业多采用硫酸盐法生产纸浆。化学浆的纤维长且破裂强度高,故用途不一。
纸浆期货标的物漂白硫酸盐针叶木浆(以下简称漂针浆)采用化学制浆法,其工业制造流程主要包括原料采贮和削片、蒸煮、洗涤、筛选、漂白、烘干、切片和打包等工序。
具体制造流程中,首先取全树长原木,将其剥皮并削成较小木片,经筛选的合格木片用氢氧化钠(NaOH)和硫化钠(Na2S)溶液蒸煮1至2小时。蒸煮液视有效化学成分浓度,可能补充部分回收蒸煮液以提高效率。
蒸煮过程将除去木质素,使木材分解成纤维素纤维。蒸煮后的粗浆经洗浆机洗涤后,用筛浆机除去过大的碎片得到细浆。细浆经多段漂白和浓缩后,制成湿浆板并送入干燥机干燥。
最后经切片和打包后,所得纸浆即可以浆包形式交货。
3、半化学制浆法
综合了化学法和机械法。木片首先用化学品局部软化或蒸煮,后用机械法完成其余的浆化作用,该方法制得纸浆称为化机浆,主要用于和化学浆混合抄造涂布印刷书写纸、未涂布印刷书写纸和包装用纸及纸板等。
4、废纸纸浆
利用使用过的废纸或印刷厂裁切下的纸边为原料,经过机械力量搅拌并经漂白或脱墨处理而制成的。
废纸纸浆的纤维强度和性能,是废纸所用的纸浆种类决定的。但是由于纤维再次遭受药液侵蚀,或受机械力的损伤,所以较原来纤维性质为差。根据废纸纸浆原废纸的质量高低,分别用于抄造印刷纸、书写纸、纸板及较低档的纸张。
漂白硫酸盐针叶木浆制浆流程
木浆的生产过程具有循环经济的特点,其中水资源循环利用率可超过90%,使用过的蒸煮液经蒸发、燃烧、苛化后,碱回收率可达95%以上,制浆过程剩余的有机物可以用来燃烧发电,实现能源自我供给。
不同的木浆种类,如漂针浆与漂阔浆的生产流程基本相同,主要区别在于漂针浆的生产流程相比漂阔浆多一道回收松节油的工序,且生产工艺的参数设置(如蒸煮时间)有所不同。因此,一条木浆生产线既可以生产漂针浆,又可以生产漂阔浆。但两种浆不能同时生产,须将生产设备进行全面清洗,改变其中相关参数和部分工序之后,才能用于生产另一种浆。
二、纸浆的应用
木浆由于其纤维长、破裂强度高、拉伸强度好等特点,成纸具有耐折、耐破、撕裂强度高等特性,多用于生产涂布印刷书写纸、未涂布印刷书写纸、卫生用纸原纸和特种用纸原纸等纸及纸板,所得纸及纸板再经造纸厂加工后制得纸制品并流入市场,如图书、打印纸、餐巾纸等。
非木浆由于其原材料易得、产地较近、价格低廉等因素,较多用于生产卫生用纸原纸、包装纸及手工纸等,如本色竹浆抽纸、宣纸等。
废纸浆根据原料质量不同,经不同工艺处理后可用于生产新闻纸、包装纸及纸板等,如瓦楞原纸、白板纸及箱板纸等。
纸浆的详细用途
三、木浆行业供需状况
国内的木浆需求稳定增长。2017 年1-4月,木浆累计产量为563万吨,同比减少0.64%。从进口来看,2017年4月,阔叶浆进口量为90万吨,同比增长高达48.12%。
全球总量和市场:
据报告,2015 年全球纸浆产量共 18093.4 万吨,相比 2014年略降 0.23%。其中北美洲仍然是最主要的纸浆生产地占比 36.2%,欧洲占 25.2%,亚洲占 21.95%,拉美占 14.03%,大洋洲占 1.58%,非洲占 1.04%。
从国别上看,纸浆最大的生产国是美国产量 4850.4 万吨,紧接着是巴西 1722.6 万吨,加拿大 1700万吨,中国 1683.3 万吨,瑞典 1108.7 万吨,以上前五国纸浆总产量占全球纸浆产量的61.16%。
从产品类别看,2015 年产量最大的是化学木浆为 13445.2 万吨,占纸浆总产量的 74.31%其次是机械木浆,产量为 2534.2 万吨,占纸浆总产量的 14.01%,半化学木浆产量为 899.5 万吨,占比为 4.97%,其他纤维浆产量为 1214.5 万吨,占比 6.71%。
国际纸浆产量分布
全球纸浆产品类别分布