摘要：聚合氯化鋁作為一種水溶性無(wú)機(jī)高分子聚合物，一直廣泛應(yīng)用于水處理過(guò)程中，根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同，也適用于造紙工業(yè)，起到助留、助濾及降低彩色紙染料用量的作用。該文列舉實(shí)例闡述了聚合氯化鋁在造紙工業(yè)中的應(yīng)用及推廣意義。
聚合氯化鋁是一種新型的無(wú)機(jī)高分子凝劑，它具有用量少、除濁效率高、對(duì)出水pH影響小等優(yōu)點(diǎn)，一直廣泛應(yīng)用于水處理過(guò)程中。隨著科技的發(fā)展以及對(duì)產(chǎn)品認(rèn)識(shí)的加深，近些年來(lái)，聚合氯化鋁作為電荷中和劑也越來(lái)越多地應(yīng)用于造紙工業(yè)，在造紙濕部起到良好的助留、助濾作用，現(xiàn)就中冶美利云產(chǎn)業(yè)投資股份有限公司在這方面的試驗(yàn)過(guò)程及推廣使用經(jīng)驗(yàn)與大家分享。
1、產(chǎn)品簡(jiǎn)介
聚合氯化鋁（poly aluminium chloride， 簡(jiǎn)稱(chēng)PAC） ，是一種水溶性無(wú)機(jī)高分子聚合物，通常分為聚合氯化鋁、堿式聚合氯化鋁、板框壓濾聚合氯化鋁及噴霧干燥性聚合氯化鋁。
1.1 聚合氯化鋁助留、助濾原理
聚合氯化鋁是氯化鋁經(jīng)堿預(yù)水解的產(chǎn)物，在中堿性抄紙范圍內(nèi)仍帶有一定的正電荷，較大的優(yōu)勢(shì)是可優(yōu)先中和紙料中的陰離子干擾物質(zhì)，使細(xì)小纖維表面有足夠的負(fù)電荷與加入的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺反應(yīng)組成復(fù)合助留助濾系統(tǒng)，以減少陰離子干擾物質(zhì)對(duì)陽(yáng)離子聚丙烯酰胺助留效果的干擾作用，從而起到凈化過(guò)程水質(zhì)，減少造紙濕部系統(tǒng)中陽(yáng)離子化學(xué)品添加量，去除陰離子垃圾的作用。
1.2 聚合氯化鋁的指標(biāo)控制
對(duì)每種聚合氯化鋁而言，區(qū)分其質(zhì)量好壞主要看3個(gè)指標(biāo)，即鋁含量、鹽基度和水不溶物。表1為入廠的一般檢測(cè)指標(biāo)，檢測(cè)方法執(zhí)行公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/CCT-MLY-047-2019。
表1聚合氯化鋁入廠檢測(cè)指標(biāo)
| 檢驗(yàn)項(xiàng)目 | 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) |
| 外觀 | 白色粉末 |
| ω（Al2O3）/% | ≥29 |
| ω（水不溶物）/% | ≤1.0 |
| x（鹽基度）/% | 40-60 |
| pH | 3.0-5.0 |
2、試用過(guò)程
2.1 中試
試用方案：（1）為了如實(shí)反映產(chǎn)品的性能，在其他條件不變的基礎(chǔ)上，在1760紙機(jī)進(jìn)行試用（停用前添加的是硫酸鋁及定著劑）；（2）聚合氯化鋁的添加位置選在前端化機(jī)漿碎解罐中；（3）中試涉及的分析檢測(cè)項(xiàng)目均執(zhí)行相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
2.1.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)
2.1.1.1 首程留著率的檢測(cè)
表2為首程留著率的檢測(cè)結(jié)果。
表2首程留著率的檢測(cè)
| 試驗(yàn)前數(shù)據(jù) | 日期 | ω（上網(wǎng)漿料） | ρ（網(wǎng)下白水） | 留著率 |
| 16日 | 0.67 | 1.60 | 76.12 | |
| 17日 | 0.57 | 1.30 | 77.19 | |
| 18日 | 0.56 | 1.00 | 82.14 | |
| 19日 | 0.57 | 1.40 | 75.44 | |
| 20日 | 0.53 | 1.10 | 79.25 | |
| 平均值 | 0.69 | 1.54 | 78.03 | |
| 試驗(yàn)數(shù)據(jù) | 21日 | 0.56 | 1.00 | 82.14 |
| 21日 | 0.60 | 0.90 | 85.00 | |
| 22日 | 0.56 | 1.00 | 82.14 | |
| 22日 | 0.57 | 1.10 | 80.70 | |
| 22日 | 0.71 | 1.20 | 83.10 | |
| 平均值 | 0.60 | 1.04 | 82.62 |
由表2可見(jiàn)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量及系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，使用聚合氯化鋁較試驗(yàn)前不使用聚合氯化鋁時(shí)系統(tǒng)留著率平均提高了4.59百分點(diǎn)。
2.1.1.2 系統(tǒng)電荷的檢測(cè)
表3為系統(tǒng)電荷的檢測(cè)結(jié)果。
表3系統(tǒng)電荷的檢測(cè)結(jié)果
| 日期 | 班次 | 系統(tǒng)電荷/（μeq·L） | ||
| 上網(wǎng)漿料 | 網(wǎng)下白水 | |||
| 試驗(yàn)前數(shù)據(jù) | 20日 | 白班 | -44 | -88 |
| 試驗(yàn)數(shù)據(jù) | 21日 | 夜班 | -57 | -53 |
| 21日 | 白班 | -56 | -65 | |
| 21日 | 中班 | -54 | -45 | |
| 22日 | 夜班 | -38 | -49 | |
| 22日 | 白班 | -44 | -46 | |
| 平均值 | -49.8 | -51.6 | ||
由表3可看出，試用聚合氯化鋁后，系統(tǒng)內(nèi)PCD陽(yáng)電荷需求量趨于下降，說(shuō)明試用聚合氯化鋁可以提高系統(tǒng)陽(yáng)離子電荷。
2.1.1.3 試驗(yàn)前后漿料配比及漿料質(zhì)量的檢測(cè)
表4為試驗(yàn)前后漿料配比及漿料質(zhì)量的檢測(cè)結(jié)果。
| 漿料名稱(chēng) | ω（漿料占比）/% | 打漿度/°SR | 濕重/g | ω（漿料） |
| 針葉木漿（布針） | 22.6 | 40-42 | 8.4-9.2 | 4.0-4.2 |
| 闊葉木漿（象牌） | 16.4 | 40-42 | 2.1-2.6 | 4.0-4.5 |
| 蔗渣漿 | 22.3 | 40-42 | 2.1-2.6 | 4.0-4.5 |
| 化機(jī)漿（焦作） | 27.0 | 34-36 | 1.9-2.3 | 4.2-4.4 |
| 化機(jī)漿（昆河） | 11.7 | 34-36 | 1.9-2.3 | 4.2-4.4 |
| 成漿 | 44-46 | 2.7-3.3 | 3.8-4.2 |
由表4可知，試驗(yàn)前后漿料配比穩(wěn)定，打漿質(zhì)量執(zhí)行良好。
2.1.1.4 單耗及成本
表5為試驗(yàn)前后的單耗及成本。
表5試驗(yàn)前后的單耗及成本
| 化學(xué)品 | 噸紙單耗/kg | 價(jià)格/（元·t-1） | 噸紙成本/元 | |
| 試驗(yàn)前 | 定著劑 | 0.20 | 15800 | 3.16 |
| 硫酸鋁 | 0.75 | 1390 | 1.04 | |
| 試驗(yàn)后 | 聚合氯化鋁 | 1.00 | 3750 | 3.75 |
由表5可見(jiàn)，試用聚合氯化鋁后噸紙成本較試驗(yàn)前降低了0.45元。
2.2 推廣試用
結(jié)合小試結(jié)果在其他車(chē)間進(jìn)行推廣應(yīng)用。由于公司具有機(jī)臺(tái)多、型號(hào)小的特點(diǎn)，為了滿(mǎn)足市場(chǎng)的供求關(guān)系自2009年開(kāi)始研發(fā)彩色紙產(chǎn)品，在推廣使用聚合氯化鋁的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)伴隨著留著率的提高，其深色系彩色紙產(chǎn)品的染料成本也呈下降趨勢(shì)。具體情況見(jiàn)表6。
表6十三抄車(chē)間1760紙機(jī)生產(chǎn)定量70g/m2湖蘭復(fù)印紙的相關(guān)數(shù)據(jù)
| 聚合氯化鋁的噸紙用量/kg | 留著率/% | 噸紙染料成本/元 | 備注 | |
| 試用前 | 0 | 45-55 | 725 | 使用藍(lán)色燃料 |
| 試用后 | 5 | 70-75 | 538 | 使用藍(lán)色燃料 |
由表6可見(jiàn)，十三抄車(chē)間1760紙機(jī)生產(chǎn)定量為70g/m2湖蘭復(fù)印紙，試用聚合氯化鋁后留著率較之前提高了20%-25%，噸紙染料成本降低約187元，其在深色系彩色紙中應(yīng)用效果明顯。
3、結(jié)論
聚合氯化鋁作為一種水溶性無(wú)機(jī)高分子聚合物，根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同不僅可作為一種絮凝劑使用于造紙廢水處理中，而且可以選用適當(dāng)?shù)男吞?hào)（白色粉末）作為造紙濕部助留、助濾材料，使用后通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)的陽(yáng)離子電荷，起到提高系統(tǒng)留著率，減少漿料流失，降低彩色紙染料用量的作用，終達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。
