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| 石膏礦物纖維在造紙中的應用及其市場(chǎng)前景 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-06-24 10:59:43 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）隨著(zhù)造紙業(yè)的迅猛發(fā)展，導致大規模地砍伐森林。用木材制漿、造紙帶來(lái)了兩大危害：一是全世界森林面積銳減，荒漠化加??；二是污染環(huán)境，直接影響人類(lèi)的健康。
為了研究出一種不使用木材、不污染環(huán)境的制漿造紙工藝，中國礦業(yè)大學(xué)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員在礦物應用研究的過(guò)程中發(fā)現：石膏纖維是很好的造紙材料，同時(shí)又是一種可以規?；a(chǎn)、成本低廉的造紙原料。石膏纖維長(cháng)度在0～3.0mm的中長(cháng)纖維經(jīng)改性處理后，材性柔韌、色白質(zhì)輕、磨耗低、分散性好，適宜于取代草、木漿造紙和大規模地用于現代化工業(yè)造紙。
石膏礦產(chǎn)資源豐富，分布廣泛，磷石膏、氟石膏、硼石膏、鹽石膏、芒硝石膏、檸檬酸石膏以及消煙脫硫石膏等工業(yè)石膏產(chǎn)量也很大，在許多產(chǎn)出地堆積如山，公害嚴重，大都沒(méi)有得到很好的利用。用以生產(chǎn)礦物纖維，成本低廉、工藝簡(jiǎn)單、投資節約，幾乎沒(méi)有任何污染。石膏纖維應用廣泛，特別適宜于各類(lèi)紙張的生產(chǎn)。
1 造紙工業(yè)現狀
1.1 現狀
造紙的主要原料是紙漿，2007年世界紙漿年產(chǎn)量已超過(guò)2.0億t，木材緊缺是全世界面臨的問(wèn)題。根據聯(lián)合國糧農組織測算：1990～2000年全球每年減少890萬(wàn)ha森林，2000～2005年全球每年減少730ha森林。
全球森林面積的1/3主要用于生產(chǎn)纖維和木制品。改革開(kāi)放以來(lái)，中國的造紙工業(yè)發(fā)生了很大的變化，紙業(yè)市場(chǎng)迅速成長(cháng)壯大，目前中國已成為世界紙張的生產(chǎn)、消費大國。1980年中國造紙總產(chǎn)量只有556萬(wàn)t；1995年中國紙與紙板的消費量達到了2650萬(wàn)t，躍居世界第三位；2002年中國造紙總產(chǎn)量達到了4300萬(wàn)t；2006年中國造紙總產(chǎn)量達到了近6600萬(wàn)t。同期，美國紙與紙板的總產(chǎn)量為8 407.3萬(wàn)t，消費量為9050萬(wàn)t。2007年中國造紙總產(chǎn)量進(jìn)一步飆升，達到了7 787萬(wàn)t，占當年世界總量的20%，紙和紙板年生產(chǎn)量與消費量，僅次于美國，位居世界第二。在2002～2007年間，中國紙與紙板產(chǎn)量年平均增長(cháng)16%。
1.2 市場(chǎng)發(fā)展趨勢
預計2010年，中國木漿、廢紙和非木材纖維的缺口達4350萬(wàn)t/a，其中進(jìn)口木漿和廢紙的總量若能達到3500萬(wàn)t/a，缺口尚有850萬(wàn)t/a。到2020年前后，中國紙與紙板的人均消費量將達到283kg／人，略低于目前發(fā)達國家的人均消費水平。因此，快速發(fā)展石膏纖維等“以礦代木”的新型造紙原料是中國造紙業(yè)持續發(fā)展的迫切需要。
據此預測2010年的原料需求量如下：
(1) 按木漿比例30%計算，則年需木漿3 000萬(wàn)t。而目前國產(chǎn)木漿不足10%，如果規劃的林漿紙一體化項目能夠湊效，國產(chǎn)漿達到15%，即年供1 500萬(wàn)t，還有1500萬(wàn)t/a的缺口需要進(jìn)口。
(2) 廢紙漿比例達到50%，到2010年年需廢紙漿5 000萬(wàn)t，廢紙近6 250萬(wàn)t。其中，國產(chǎn)廢紙回收率若達到45%，年可供4 500萬(wàn)t，尚有缺口1 750萬(wàn)t/a。
(3) 非木材纖維比例按20%計算，則年需2 000萬(wàn)t，較目前年供900～1 000萬(wàn)t，增加1 100萬(wàn)t左右，
若減少非木材纖維用量，無(wú)疑將使木漿和廢紙供應產(chǎn)生更大的缺口。非木材纖維中竹漿、葦漿會(huì )充分利用；紅麻、芨芨草、皇竹草、麥稻草及其他非木纖維也會(huì )得到重視和開(kāi)發(fā)，但利用過(guò)程中的污染問(wèn)題嚴重，必須投入巨資加以認真治理。
1.3 造紙業(yè)污染嚴重，環(huán)保壓力大
“九五”以后，國家一再出臺政策對重點(diǎn)水污染源進(jìn)行治理，尤其是造紙業(yè)的污水治理，關(guān)閉了全國所有年產(chǎn)5 000t以下的造紙廠(chǎng)，并且將再一次大規模整合，萬(wàn)噸以下的小紙廠(chǎng)將首當其沖，面臨關(guān)閉或是轉產(chǎn)。
造紙工業(yè)呼喚新生產(chǎn)技術(shù)的重大突破，呼喚新型的造紙工業(yè)原料。以徹底解決傳統造紙業(yè)的污染，解決造紙資源的短缺。采用石膏纖維作為新型的造紙原料之后，造紙原料和超標排放將不再是關(guān)、停中小企業(yè)的理由。因此，大批中小企業(yè)將賴(lài)以生存下去，從而可以為社會(huì )減少大量存量資產(chǎn)的浪費損失。事實(shí)上，讓一部分中小企業(yè)生存下去，對于滿(mǎn)足社會(huì )多樣化的需求是有利的。
2 石膏纖維是“以礦代木”的造紙新材料
石膏纖維是上世紀初美國人發(fā)明的一種纖維狀單晶新材料，稱(chēng)之為石膏晶須。由于當時(shí)生產(chǎn)工藝復雜，價(jià)格昂貴，應用受到限制。1975年，石膏纖維生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)入日本，受到了各個(gè)方面的高度重視，到20世紀80年代，日本率先規?；a(chǎn)出了石膏纖維，并作為增強劑在陶瓷、塑料中使用。此后，其他發(fā)達國家對石膏纖維的研制、開(kāi)發(fā)和應用也受到高度關(guān)注。
目前，日本石膏纖維的年產(chǎn)銷(xiāo)量已達到50萬(wàn)t以上，其用途已擴展到汽車(chē)、電子電氣、儀器儀表、機械制造等許多領(lǐng)域，并高價(jià)出口到國外。石膏纖維是以天然石膏礦物為原料，經(jīng)人為控制的轉晶、改性、干燥等工藝制成的一種無(wú)機針狀單晶體材料，其晶體直徑和長(cháng)度可以在生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)改變工藝和配方加以調整，它可以是厘米級、微米級等不同尺寸長(cháng)度的長(cháng)纖維或短纖維，在單晶體中具有高度有序的原子排列結構，幾乎沒(méi)有多晶材料中存在的各種缺陷。由于其晶體結構十分完整，使其具有驚人的力學(xué)強度、優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì)和優(yōu)異的機械性能。
石膏纖維可以廣泛地用作造紙原料，它不但可以取代填料，也可以部分或全部代替紙漿，用于生產(chǎn)各類(lèi)工業(yè)紙張。它特別適宜于生產(chǎn)各類(lèi)板紙、瓦楞紙等工業(yè)用紙，也適宜于生產(chǎn)各類(lèi)不燃紙板，也可以廣泛地用于生產(chǎn)食用飯盒、容器等纖維模制品。
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