由于廢紙中含有各種性質不同的雜質需要除去,故廢紙制漿的關鍵問題是篩選凈化,整個廢紙制漿流程實際可歸納為碎解與凈化問題。由于塑料及其他合成材料在造紙工業中的應用,使得廢紙制漿篩選、凈化復雜化,并相應地需要采用新的方法與設備。對于經過印刷而涂染上各種染料和油墨的廢紙的脫墨問題,實際也就是交貨過程的一個主要環節。現為敘述方便起見,按以下幾個階段進行介紹。
1、廢紙的碎解
廢紙碎解是廢紙制漿流程的第一步。目前廣泛采用水力碎漿機碎解廢紙。它具有良好的疏散作用而無切斷作用,在處理含有砂石、金屬硬物等雜質的廢紙時,不臻損壞設備,所以是一種可靠和有效的碎解設備。碎解后還要進一步通過疏解機將小紙片充分疏解分散,才能轉入下面的凈化、篩選和濃縮等過程。
(1)水力碎漿機 水力碎漿機有立式和臥式、單轉盤和雙轉盤、間歇操作和連續操作等不同型式。通常使用的立式單轉盤水力碎漿機。可以間歇操作,也可以連續操作。它的主要構件是槽體、轉盤(或轉子)和底刀環。一般轉盤的賀周速度為1000m/min,槽體直徑為1-6m,容量0.34-57m3,生產能力4-200t/d。我國目前水力碎漿機立式的容積有1m3、2m3、5m3、9m3、(分別配用22kW、40kW、55kW、75kW電動機)等幾種型號;臥式有容積2.5m3、5m3兩種。
立式水力碎漿機通常安裝在地面,在連續操作時,由膠帶運輸機運送到碎漿機的槽體上,由人工(或機械)將捆包繩索或鐵絲包分散投入槽內,當間歇操作時,由于無絞索裝置,故需將繩索剪斷,將鐵絲先行除去,才能將成包廢紙投入槽內。間歇式水力破碎機和連續式水力碎漿機工作情況如圖3-17所示。間歇式水力碎漿機碎漿濃度為6%-8%,篩板孔眼范圍較大,約6-8mm。它的優點是對漿料碎解比較穩定,能正確掌握下料、加水量和時間。為保證化學藥品同油墨的充分接觸,需要脫墨的漿料以采用間歇式為宜。在沒有疏解機、多段篩、磨漿機等設備的情況下,為了得到完全的疏解,也要采用間歇式。
間歇式碎漿大多用于廢紙的疏解,特別適用于廢紙脫墨、舊箱紙扳、舊雙掛面牛皮卡的疏解。間歇式碎漿要求纖維100%疏解并給予加入化學品或加熱的充裕時間,加料時通過控制料重和加入水 量,以保證所要求的疏解濃度,直至充分混合;疏解完畢,化學反應完成后一次性放料。這種碎漿機直徑為0.6~0.7m,最大的一次可裝料14.5t。
連續式碎漿大部分用于產量高的工廠,它不要求纖維的完全疏解,纖維抽出后做進一步的處理。其工作原理如圖3-18所示。轉子葉片的設計保證了孔板不會堵塞,扁平向下的葉片強化漿流從孔板通過,而有后緣的葉片則將任何殘留于底板孔內未疏解的紙漿或污染物從孔內脫出。根據廢紙所含雜質程度的不同,底板開孔分為兩種:一種是開大孔,孔徑為9.5~25mm(?般為16mm),其主要目的是將一些輕、重雜質保持較大的原狀通過孔板,以便在下?工序中除去,獲得較清潔、較高質量的廢紙漿;另一種底板則是開小孔,孔徑為4.5~6.4mm,適用于較清潔的廢紙原料如紙盒和瓦楞紙切邊等。小孔底板可根據需要十分容易地更換為大孔底板。連續式碎漿機配套有自動絞繩裝置、廢物井和去除輕、重雜質的抓斗,抓斗既可抓起沉于廢物井底的重雜質,也可除去浮在廢物表面的輕雜質。為了使后續工序能夠有序地進行,連續式水力碎漿機的紙漿濃度必須得到有效的控制。
(2)碎漿后的疏解 由于使用水力碎漿機將廢紙達到完全碎解所消耗的動力太大(碎解率達到75%以上時,動力消耗大增,疏解提高也很慢),故廢紙后期的碎解任務由疏解機繼續去完成,借以節約電耗。
目前,國產的疏解機類型很多,如高頻疏解機、單軸式疏解機、雙軸式疏解機等。但根據德國歐區-威斯公司的經驗,在典型的廢紙處理流程中(見圖3-19),如果將水力碎漿機的篩孔由12mm放大為20mm,約有10%未經完全疏解開的紙片,再用纖維分離機代替一般的高頻疏解機,則水力碎漿機的電耗可由30kW·h/t漿減少為15kW·h/t漿。由于纖維分離機的分離性能良好,可分離輕質雜物和塑料薄膜、聚苯乙烯泡沫塑料等,而且動力消耗還比用高頻疏解機少耗22kW·h/t漿,即總計由52kW·h/t漿降為28kW·h/t漿,節約動力達46%,因此,在該機北歐較為廣泛采用。