硫酸盐化学竹浆生产工艺探讨

刘代能

摘要：目前我国造纸工业规模不断扩大，创造了较为可观的经济效益和社会效益，其中竹子作为一种代表性的造纸原料，属于显微原料范畴。即便竹子造纸相较于弱于木纤维造纸性能更低一些，但经过大量的实践生产经验了解到，竹子仍然是一种优质的造纸原料，可以满足多种类型的产品需求。本文就硫酸盐化学竹浆生产工艺展开分析，把握技术要点，做好各环节的质量把控，切实提升竹浆生产水平。

关键词：造纸行业;竹浆工艺;硫酸盐;竹片水洗

硫酸盐化学注浆生产工艺，是造纸生产的主要工艺技术之一，经过长期生产实践积累了丰富的经验，技术水平得到了大幅度提升。很多纸和纸板均可以选择竹子代替，生产高质量的产品。我国的地域较广，竹林面积广阔，有着丰富的造纸原料储备，因此积极推动竹浆生产工艺优化改进显得十分必要，有助于实现资源最优化配置和利用，推动造纸工艺创新化发展。综合分析研究硫酸盐化学竹浆生产工艺相关内容，便于积极推动工艺优化改进，为后续生产活动高质量展开提供坚实的技术保障。

1 竹子采伐和存储

造纸所使用的竹子类型多样，超过30多种，不同竹子品类、产地、伐龄等因素差异，相应的对竹浆造纸生产工艺产生不同程度的影响。竹子是造纸生产的主要原料，从采购到生產，需要结合竹子特点灵活选择最佳的生产工艺。目前多数的造纸厂因地制宜，选择当地的一年以上的老竹，综合考量竹子生长年龄和季节，选择最佳的存储方式与时间[1]。竹子类型多，不同类型彼此之间存在显著差异，加之各地区气候条件不同，应遵循区域实际情况来充分调查分析，积累经验，推动生产工艺优化改进，便于最大程度上减少损失，发挥竹子生产工艺优势。

为了实现原料装备合理化运用，可以按照竹竿壁厚划分为两种，一种是薄型竹，竹竿壁厚大概2mm～8mm，杆径大概为2mm～6mm，多属于混生与丛生，是竹子造纸主要原料。另一种则是厚型竹，毛竹最具代表性，杆壁厚10mm～20mm，杆径大概为8mm～20mm，此类竹子坚韧、高达，在造纸原料中应用量较少，主要是以农村输水管道和建筑等领域为主。但随着钢材的替代应用，毛竹材料开始大规模投入到造纸工业生产中，凭借丰富的资源，可以带来较为可观的经济效益。对于竹子原料的堆放存储工作，应结合竹子砍伐季节和生产需要，最佳是2到8个月最佳，分类存储避免霉烂、虫蛀。备料方式的选择，基于压溃切片或削片等方式，合理筛选与清洗残渣后投入使用。经过处理后的竹片可以满足蒸煮药液渗透需要，满足造纸原料需求[2]。

2 竹片蒸煮

由于竹子结构紧密，比重为0.6～0.8左右，因此造纸纤维原料中竹子纤维原料占比较大，由于间歇蒸煮器装锅量较大，导管内部残留空气排出难度较大，不同程度上影响着蒸煮药液的充分渗透。因此，选择硫酸盐竹浆生产工艺十分必要，创设有利的蒸煮工艺条件，参考木浆来确定竹浆蒸煮硫化度、用碱量、时间、温度等参数，结合不同竹子原料品种和粗浆硬度相关要求，预先制浆试验确定各项参数。低硬度待漂浆制取中，温度最高170℃，时间至少5h以上，强力蒸煮。如，某造纸厂选择慈竹生产漂白硫酸盐竹浆挂面单面白纸板，用碱量22.5%，硫化度16.5，在此标准下缩短蒸煮时间和降低温度，并且在此过程中2次小放气，脱木素阶段温度134℃，补充阶段为153℃，调整后粗将获取率从原本53%升高到58%左右，泡沫量少，便于洗涤，大大提升洗涤效果和纸板质量[3]。

3 竹浆漂白

在此阶段，由于竹浆漂洗难度较大，会导致竹子纤维受损，最终产品的强度下降。可以积极采用国外引进的薄型竹二氧化氯多段漂洗方法，优选出C70/D20-E-D-E-D五段漂洗流程，在消耗量合理下可以达到白度91%GE，回色后88%，返黄值PC0.36，聚合度1200左右，漂洗效果良好。竹浆漂白工艺在长期实践经验积累和不断创新下，已经设计出较为可靠的漂白系统，其工艺条件如下：C/D段Cl2和ClO2分别为50%，总有效氯加入量是3.9%，竹浆浓度3%到3.5%范围内，温度在40℃～50%范围内，停留时间为45min。Eo氢氧化钠加入量2.5%、氧气加入量0.5%，停留时间30min，浆塔60min。D段二氧化氯加入量1.2%，浓度9%到10%，温度60℃～70摄氏度，停留时间60min。基于SO2对漂白浆进行处理，并将其在中浓注浆池存储[4]。目前国内全竹浆ClO2漂白技术已经在竹纸业中广泛应用，可以代替传统CEH三段漂白工艺，提升竹浆质量同时，还可以降低漂白期间污染负荷。

4 化学品车间

化学品车间，主要是二氧化氯和氯碱制备构成，液氯为10.6t，氢氧化钠12t，二氧化氯5t。二氧化氯生产选择盐酸还原氯酸钠的R6法，氯碱工段将氢气与氯气输入到HCl合成燃烧器中生成氯化氢气体，并借助脱盐水吸收转化为HCl，部分在发生器和反应槽中使用，部分则输入到洗涤槽中转化为次氯酸钠[5]。排出的盐水通过反应器与冷却器，输入到NaClO3电解槽中，基于除气器排出，将盐水置换为浓氯酸钠，冷却过滤、冷却后，输入到发生器中输出ClO2。由于生产装置紧凑，高自动化水平，基于PLC控制系统统一控制，可以有效提升生产效率。

结论：

综上所述，硫酸盐化学竹浆生产工艺在造纸生产中应用，涉及环节较多，受影响因素多样。因此，结合不同造纸生产需要灵活选择不同的竹子材料，基于先进技术和工艺支持下，严格遵循生产流程来造纸，实现资源优化配置和利用，助力我国造纸产业高水平发展。

参考文献：

[1]尹崇鑫，程金兰，任浩，孙悦，王倩，雷春发. p-TsOH处理对硫酸盐竹浆成纸性能的影响[J]. 纤维素科学与技术，2020，28（02）：41-49.

[2]宋海农，郑艳民，王双飞. 低少污染竹子制浆造纸新技术与我国的竹浆产业化[J]. 竹子研究汇刊，2003（03）：49-54.

[3]杨玲，李文俊，王修朋，杨汉，吴超，李宇，罗燕. 本色硫酸盐竹浆改性制备溶解浆工艺条件的探讨[J]. 纸和造纸，2014，33（06）：1-4.

[4]范尧明，沈霞，李轩，管云. 竹原、竹浆与苎麻纤维形态结构及性能分析[J]. 江苏纺织，2011（06）：55-57.

[5]孙居娟，田俊莹，顾振亚. 竹原纤维与竹浆纤维结构和热性能的比较[J]. 天津工业大学学报，2006（06）：37-40.