造紙填料預處理方式對比分析

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先量取3份1L填料試樣，分別裝入量筒中，并編號：1#為空白、2#添加0.4ml預處理劑4690、3#添加0.4ml預處理劑DEV210，分別檢測填料顆粒直徑大小d（v，0.5）（μm），優選預處理劑。再量取2#樣2份各50ml，分別攪拌2、4min，然后檢測填料顆粒直徑大小d（v，0.5）（μm）；取3#樣4份各50ml，分別攪拌2、4、8、16min，然后檢測填料顆粒直徑大小d（v，0.5）（μm）；取3#樣2份各25ml，加水稀釋到50ml，分別攪拌2、16min，然后檢測填料顆粒直徑大小d（v，0.5）（μm）；取絕干蘆葦漿2.2g各18份，分別加3ml助留劑P182，其中9份分別加填料1#樣0.9~1.7ml，另9份分別加填料3#樣0.9~1.7ml，攪拌均勻后抄片，同時檢測濾液水濃度。采用成都精新粉體測試設備有限公司生產的JL-1166型激光粒度測試儀（濕法）進行檢測。紙片抄制在陜西科技大學機械廠生產的紙樣抄取器上進行，型號為ZQJ1-B-II，強度性能檢測遵照國家標準要求進行。

1不同預處理劑效果的比較

圖1反映了55級填料GCC及填加2kg/ton預處理劑4690和DEV210后，顆粒直徑大小分布情況。從圖中可以看出，填料GCC細小顆粒較多，數量比例大，填料中添加預處理劑后，顆粒明顯變大，且DEV210預處理效果較4690預處理效果要好。未處理的填料顆粒大小d（v，0.5）（μm）為4.8左右，4690預處理后增大為14.0左右，DEV210預處理后增大為86.4左右。填料經預處理后顆粒越大越好，由于細小填料比表面積較大，嚴重影響系統保留及其它化學品的消耗，因此DEV210預處理后的填料顆粒最大，最容易被保留，為此優選DEV210為預處理劑。

2填料預處理劑后穩定性的比較

圖2反映了填料預處理后再進行攪拌時，顆粒直徑大小變化情況。從圖中可以看出，隨攪拌時間增大，填料顆粒會重新變小，經DEV210預處理后顆粒大小優于經4690預處理后，同時隨攪拌時間增大，經DEV210預處理后顆粒大小范圍窄。經DEV210預處理后填料攪拌16min時，顆粒大小d（v，0.5）（μm）從86.4左右下降為30.2左右，經4690預處理后填料攪拌4min時，顆粒大小d（v，0.5）（μm）從14.0左右下降為11.3左右，說明經DEV210預處理后的填料絮團抗剪切能力強，穩定性更好。由于填料加入紙機濕部系統后會受到漿泵、壓力篩等設備的剪切力作用，預處理后的填料顆粒雖變得較大，但經剪切后填料顆粒會重新變小，不過仍較未進行預處理的填料顆粒直徑大幾倍。

3填料預處理后顆粒大小與濃度、時間的關系

圖3反映了預處理后的填料顆粒大小隨攪拌時間不同而不同，同時隨填料濃度的變化而改變。從圖中可以看出，10%固含量的填料攪拌2min時，顆粒大小d（v，0.5）（μm）62.4左右，攪拌16min時，顆粒大小d（v，0.5）（μm）36.4左右；20%固含量的填料攪拌2min時，顆粒大小d（v，0.5）（μm）86.4左右，攪拌16min時，顆粒大小d（v，0.5）（μm）30.1左右，說明經DEV210預處理后填料顆粒大小與填料濃度成反比，與攪拌時間也成反比。填料預處理后濃度越小，抗剪切能力越強，在生產中填加填料濃度一般控制為12.5-15%較好，且盡可能在壓力篩前加入，這樣可縮短剪切時間，減少預處理后填料受剪切力影響的程度，使用效果會更好。

4預處理與未預處理填料加填后成紙物理強度指標的比較

圖4反映了填料預處理后再加入漿料中，成紙物理指標變化趨勢。從圖中可以看出，噸填料中先添加2kgDEV210，在成紙灰分相同時，成紙撕裂指數變化不明顯，但成紙縱向裂斷長指標明顯上升。例如，灰分為24%時，填料預處理與未預處理時成紙撕裂指數均為4.4kPa.㎡/g，而填料預處理后加填成紙縱向裂斷長為4.1km，填料未進行預處理加填成紙縱向裂斷長為3.7km，裂斷長指標提高了0.4km。而灰分為27%時，填料預處理后加填成紙縱向裂斷長為3.7km左右，說明在成紙物理強度指標接近的前提下，可以提高成紙灰分3%左右。采用填料預處理后能提高成紙強度指標的原因可能為：填料顆粒增大，特別是細小填料含量大量減少后，對纖維之間的結合影響減弱，同時預處理后填料顆粒雖變大，但顆粒柔軟，容易附著在纖維上，從而達到提高紙張強度的目的。

5預處理與未預處理的填料加填后首程留著率的比較

圖5反映了預處理與未預處理的填料加入漿料中，首程留著率的變化趨勢。從圖中可以看出，填料預處理后再加填，首程留著率將明顯提高。例如，灰分為26%左右時，首程留著率為71.1%左右；預處理后填料加填，首程留著率為75.6%，提高了4.5%以上。填料經預處理后，填料顆粒，特別是細小填料顆粒粒徑增大，更容易沉積在纖維上。在相同的填料加入量時，具有較高的保留率。

綜上實驗可知，DEV210預處理后的填料顆粒最大，最容易被保留，抗剪切能力相對更強，為此后續實驗選擇DEV210為預處理劑；預處理后的填料粒徑隨攪拌時間和填料濃度的增加而降低，預處理劑加入條件需要考慮相應的影響因素；采用預處理后的填料加填，可提高填料的加入量，成紙灰分可提高（1～3）%，同時紙張強度指標變化不大；填料固含量越低，其預處理后顆粒增大效果越好，改善漿料濾水性能越好，且首程留著率可提高（3～5）%。總而言之，預處理后的填料在填料留著率及成紙性能方面有較大的提升。（本文作者：劉城鎮、曾志國、黃畢林 單位：赤壁晨鳴紙業有限公司）