Преимущества и недостатки использования макулатуры

Технологическая схема переработки макулатуры для производства газетной бумаги включает диспергирование и двухступенчатую отбелку ММ, а также две ступени флотации и две ступени промывки ММ с целью удаления печатной краски и повышения белизны. Данная макулатура обычно содержит МДМ, в частности ДДМ (дефибрерная древесная масса) или ТММ (термомеханическая масса) из хвойной древесины или ХТММ из лиственной древесины. Газетная бумага массой менее 45 г/м? из ММ, содержащей МДМ, имеет более низкую прочность, чем газетная бумага из целлюлозы и ТММ.

Для производства LWC- и SC-бумаги, имеющей более высокие показатели механической прочности и белизны, чем газетная бумага, необходимо использовать макулатуру с повышенным содержанием беленой целлюлозы. При повышенном содержании МДМ в ММ могут возникнуть трудности по обработке оборотной и сточной воды из-за увеличения содержания растворенных и коллоидных веществ.

При подготовке ММ для производства газетной бумаги разволокнение макулатуры осуществляется в узле разволокнения. Полученная ММ подается в аккумулирующий бассейн, а далее в гидроциклон для отделения грубых тяжелых примесей. Отходы узла разволокнения макулатуры направляются на обезвоживание и утилизацию. Сортирование ММ при средней концентрации массы (MC) производится на сортировках с круг лыми отверстиями в три ступени по каскадной схеме. Сортированная ММ направляется на флотационную установку для удаления частиц печатной краски, липких веществ и сгустков загрязнений.

При грубой очистке ММ отделяются тяжелые загрязнения, такие как песок, фрагменты стекла и т.д. Необходимо избегать потери волокна при удалении отходов. Грубодисперсные отходы узла разволокнения макулатуры и грубого сортирования ММ обезвоживаются на винтовом прессе. Тяжелые отходы грубой очистки ММ обезвоживаются путем седиментации в специальных камерах. Мелкие тяжелые отходы тонкой очистки ММ не отделяются при седиментации, поэтому обезвоживаются на ленточном фильтре вместе с отходами тонкого сортирования и флотошламом.

Промывка и сгущение ММ позволяют удалить присутствующие в сус пензии тонкодисперсные примеси и повысить концентрацию ММ до 30 %. На данной операции завершается первый цикл водопользования - контур 1. При последующем диспергировании ММ осуществляется отделение остаточных частиц печатной краски от волокна, а также размягчение и равномерное распределение частиц липких веществ на поверхности волокон. Высокая концентрация массы (HC) при отбелке ММ пероксидом водорода наиболее эффективна для данной операции. По завершении отбелки осуществляется вторая ступень флотации ММ.

Беленую ММ промывают и сгущают до концентрации 30 %, что позволяет предотвратить нежелательный перенос химических веществ и примесей на дальнейшие операции технологичес кого процесса. На данной операции завершается контур 2.

Отбелка ММ восстановительными реагентами позволяет значительно повысить белизну и чистоту полученного волокнистого полуфабриката, но может быть исключена из технологической схемы по экономическим соображениям. Далее осуществляются тонкая очистка с одновременной деаэрацией и тонкое сортирование беленой ММ.

Концентрация является основным параметром эффективной эксплуатации оборудования при сортировании и очистке ММ. Содержание зольных элементов незначительно влияет на вязкость суспензии и параметры сортирования, поэтому концентрация ММ должна соответствовать оптимальным условиям эксплуатации используемого оборудования.

В первом контуре концентрация ММ уменьшается до 0,8 % для эффективной очистки в гидроциклонах и последующего сортирования (LС) с использованием сортировки с щелевыми отверстиями. Концентрация ММ повышается во втором контуре после промывки и сгущения. Повышенное содержание зольных элементов в ММ требует регулирования их содержания в фильтрате от промывки, т.к. удаление зольных элементов (частиц наполнителей и меловальных покрытий) и других твердых веществ снижает выход ММ. При высоком содержании частиц зольных элементов в фильтрате увеличивается нагрузка на оборудование локальной очистки оборотной воды.

В первом контуре водопользования при разбавлении оборотной водой, содержащей зольные элементы, происходит увеличение их содержания в ММ до первой ступени флотации. При флотации ММ осуществляется избирательное удаление частиц печатной краски, наполнителей и мелких волокон. Дальнейшее снижение содержания зольных элементов в ММ происходит при промывке и сгущении, а затем на второй ступени флотации. В контуре БДМ сохраняется некоторое количество частиц наполнителя в сис теме короткой циркуляции, что позволяет сократить до минимума расход свежего наполнителя. Концентрация ММ и содержание наполнителя в контуре БДМ оказывает определенное влияние на качество формования бумажного полотна.

Присутствие частиц липких веществ в значительной степени снижает оптические свойства и чистоту ММ, а также влияет на стабильность работы БДМ.

Крупные частицы липких веществ удаляются при очистке, сортировании и флотации ММ. Значительное уменьшение площади липких веществ - от 2000 до 1000 мм?/кг - происходит при МС и LC сортировании на щелевых ситах. Диспергирование ММ также способствует снижению содержания частиц липких веществ за счет их отделения от волокна и последующего удаления из суспензии на второй ступени флотации. При подаче на БДМ содержание липких веществ в ММ составляет менее 100 мм?/кг.

Следует учитывать, что перед диспергированием ММ должна быть тщательно очищена от липких веществ. Диспергирование ММ с повышенным содержанием липких веществ может привести к последующей агломерации этих частиц. Агломераты диспергированных частиц образуются в ММ при изменении температуры, величины рН и других факторах. Соединение мелких частиц липких веществ с образованием агломератов происходит в аккумулирующих бассейнах или в контурах водопользования. Частицы липких веществ небольшого размера могут поступать в фильтрат при промывке и сгущении ММ. Использование неочищенного фильтрата для разбавления ММ приводит к возврату частиц липких веществ в основной технологический поток переработки макулатуры.

Важнейшим показателем оптичес кой чистоты ММ является наличие сгустков загрязнений, видимых невооруженным глазом, т.е. размером более 50 мкм. Значительная часть сгустков загрязнений удаляется при флотации. Диспергирование ММ при расходе энергии 75 кВт/ч имеет сущест венное влияние на снижение содержания сгустков загрязнений. Сгустки загрязнений, не удаленные при сортировании и флотации, отделяются от волокон и уменьшаются в размере при диспергировании. Полученная ММ имеет остаточное содержание сгустков загрязнений менее 100 мм?/м?.

Значительная часть частиц печатной краски удаляется из ММ на первой ступени флотации. Оставшиеся частицы печатной краски, прочно прикрепленные к волокнам на данной операции, отделяются от них при диспергировании ММ с последующим удалением на второй ступени флотации. Снижение белизны ММ при диспергировании происходит вследствие равномерного распределения частиц печатной краски и сгустков загрязнений и компенсируется при отбелке окислительными реагентами.

Смешивание отбеливающих и вспомогательных химических реагентов с ММ может производиться в узле диспергирования. Пероксид водорода добавляют в ММ непосредственно перед диспергатором. Отбелка ММ осуществляется в башне отбелки при высокой температуре и концентрации. Значительное повышение белизны ММ происходит после второй ступени флотации.

Завершающей ступенью второго контура водопользования является промывка ММ с отделением фильтрата, содержащего остаточное количество отбеливающих реагентов. Вторая ступень отбелки осуществляется с использованием FAS (формамидин сульфиновой кислоты, formamidine sulfinic acid) или дитионита натрия, при этом необходимо исключить присутствие воздуха и остаточного количества пероксида водорода в ММ.

В современных технологических схемах применяют двухступенчатое сгущение мелких отходов от 1-2 % до 60 % а.с.в. При обезвоживании отходов используют флокулянты - органические полимеры или неорганические абсорбенты. Обезвоживание отходов переработки макулатуры является важной технологической операцией, которую необходимо осуществлять подбором оптимальной комбинации оборудования, обеспечивающей максимальную производительность и экономическую эффективность.

Оптимальное использование воды в процессе подготовки ММ для производства писче-печатных видов бумаги осуществляется за счет создания отдельных контуров водопользования. Свежая вода используется только в контуре БДМ. Фильтраты от сгущения и промывки ММ подвергаются локальной очистке на установках микрофлотации (DAF). Очищенный фильтрат используется в качестве производственной воды в технологической линии подготовки ММ. Небольшое количество фильтрата от обезвоживания отходов используется для разбавления ММ.

Фильтраты контура 2 водопользования подвергаются очистке на установке микрофлотации DAF-2. Загрязненный фильтрат от сгущения отходов возвращается в контур 1 через установку микрофлотации DAF-3. Растворенные и коллоидные вещества распределены в волокнистой суспензии и оборотной воде. Для оценки их содержания используется величина ХПК. Оптимальная система управления водой позволяет контролировать величину ХПК и анион ное загрязнение производственной воды. Повышение концентрации вредных веществ в контуре 2 негативно влияет на формование бумажного полотна и качество продукции.

В данном случае величина ХПК в контуре 1 составляет 4300 мл/л, в контуре 2 - 2400 мл/л, в контуре БДМ - 1100 мл/л. Это означает, что соотношение концентрации ХПК в контурах водопользования технологической линии подготовки ММ составляет приблизительно 100:50:30. Степень рециркуляции очищенного фильтрата в DAF-3 определяет потребление свежей воды всей технологической линии подготовки ММ - от гидроразбивателя макулатуры до прессовой части БДМ.

Технологическая схема получения ММ для производства писче-печатных видов бумаги высокого качества (SC и LWC), в отличие от представленной выше схемы, включает грубое сортирование (МС) с использованием щелевых сит после сортировки (МС) с круглыми отверстиями (рис. 3). Для достижения оптимальной белизны ММ и удаления зольных элементов в контуре 1 устанавливается промывной аппарат. При этом необходимо контролировать удаление мелкого волокна и наполнителя. Фильтрат от промывки ММ далее обрабатывается на микрофлотационной установке DAF-3 для возврата уловленного волокна в поток ММ.

Технологическая схема подготовки ММ для производства писче-печатных видов бумаги включает две ступени отбелки. Отбелка ММ пероксидом водорода не только повышает ее белизну, но и обесцвечивает волокна. Отбелка ММ дитионитом натрия или FAS позволяет дополнительно повысить степень и стабильность белизны ММ.

Диспергирование ММ проводится при высоком УРЭ (более 100 кВт*ч/т). После отбелки восстановительными реагентами осуществляется дополнительный размол ММ для обработки грубых волокон ТММ, что способствует уменьшению содержания грубой длинноволокнистой фракции 14 и 30 меш. Обработка волокон ТММ способст вует улучшению бумагообразующих свойств ММ, используемой для производства SC и LWC.

Макулатурная масса, очищенная от частиц печатной краски (DIP), содержащая волокна целлюлозы, имеет более высокие показатели механичес кой прочности, чем ММ с содержанием МДМ. При использовании DIP для производства писче-печатных видов бумаги в ее композиции также может содержаться значительная доля первичных волокон.

Размещено на Allbest.ru