申请日2007.03.06
公开(公告)日2007.10.03
IPC分类号C04B18/04; C02F11/12; B09B3/00; C04B24/10
摘要
一种利用纸污泥制作型材的方法，将纸污泥收集后经脱水，进一步烘干至含水量在10-30%，再混入烘干后原料重量的2-60%的胶，最后在10Mpa以上的压力条件下压出成型，最后经过进一步烘干。本发明解决了现有技术所存在的纸污泥难处理，复合板强度不够的问题，提供了一种清洁环保，成本低，一次成型，产品强度高的利用纸污泥制造人造板材的工艺方法。
权利要求书
1、一种利用造纸污泥制作型材的方法，其特征在于将造纸污泥收集后经脱 水烘干，加胶混合后，在高温高压条件下压制成人造型材。
2、根据权利要求1利用造纸污泥制作型材的方法，其特征在于将造纸 污泥收集后经脱水，烘干至含水量在10-30%，再混入烘干后原料重量的2 -60%的胶，在10Mpa到60Mpa的压力条件下压出成型，进一步烘干。
3、根据权利要求2所述的利用造纸污泥制作型材的方法，其特征在于在进 一步烘干后用模腔压贴裱装。
4、根据权利要求2或3所述的利用造纸污泥制作型材的方法，其特征在于 所述的混胶的同时还加入纤维材料，所述的纤维材料是农作物秸秆或锯末，纤 维材料的加入量是烘干后原料重量的300～500%。
5、根据权利要求2或3所述的利用造纸污泥制作型材的方法，其特征在于 所述的脱水烘干为烘干至含水量为10-20%，加入的胶水量为烘干所得污泥的 10-35%。
6、根据权利要求4所述的利用造纸污泥制作型材的方法，其特征在于所述 的脱水烘干为烘干致含水量为10-20%，加入的胶水量为烘干所得造纸污泥的 10-35%，并且在加胶的同时加入废纸。
7、根据权利要求2或3所述的利用造纸污泥制作型材的方法，其特征在于 所述的裱装后还经过烘干或曝晒，将所得的型材包边。
8、根据权利要求4所述的利用造纸污泥制作型材的方法，其特征在于所述 的裱装前还经过烘干或曝晒，裱装后将所得的型材包边。
9、根据权利要求2或3所述的利用造纸污泥制作型材的方法，其特征在于 所述的混胶步骤中所用的胶为尿醛胶水，其加入量为上步烘干料的为30-35%。
10、根据权利要求6或8所述的利用造纸污泥制作型材的方法，其特征在 于所述的混胶步骤中所用的胶为淀粉胶，其加入量为上步烘后的造纸污泥的 10-15%。
说明书
利用造纸污泥制作型材的方法
技术领域
本发明涉及一种人造型材的制造工艺，特别是一种利用造纸厂废弃的 污泥来制作人造型材的工艺方法。
背景技术
我国造纸行业总排水量仅次于化工与钢铁，位居工业部门排放量的第3位， 而COD排放量则占全国工业排放量的三分之一。造纸行业是高污染行业，目前我 国制浆造纸工业污水排放量约占全国污水排放总量的10-12%;排放污水中化学 耗氧量约占全国总排放量的40-45%，居第一位。制浆造纸生产中的废水主要是 蒸煮废液、中段废水和造纸白水三个部分。蒸煮废液的污染负荷约占全部制浆 造纸污染总量的80%，是最主要的污染源，其次是中段废水。造纸污泥是造纸 过程废水经沉淀处理的终端产物，除含有短纤维物质外，还含有许多有机质和 氮、磷、氯等物质。而造纸废渣中含有相当成分的木质!纸头和油墨渣等有机可 燃成分。因此，造纸工业水污染治理不但成为造纸行业乃至全社会关注的热点， 而且也成为造纸企业生存与发展的关键。我国森林资源匮乏，因而大量使用禾草 原料制浆造纸，大部分企业采用碱法化学浆或半化学浆制浆工艺。在中国专利 CN88106448.3的名为小纸浆厂黑液污染治理新工艺公开了一种用化学方法将纸 废弃物降解，所得的产物可作为肥料，但其处理过程中加入了化学试剂，且产 物是一种肥料实际上还存在一定的污染。还有将造纸污泥处理成生物肥料的工 艺如文章编号为：1001-6309(2003)03-0047-04名为造纸污泥作为肥料资源的 评价与农用试验介绍了一种将造纸污泥农用资源化应采用生物堆肥无害化处理 与资源回收的技术，造纸污泥堆肥后经过二次加工，可以成为园林栽培基质、土壤 改良剂以及高效有机复混肥，其市场前景广阔。但可以看出以上仅仅是用于农业 上的，不适合大规模工业化。中国专利CN01258128.3公开的板材是一种复合纸 层，复合纸层是由若干纸张粘接压合而成。采用这种结构后，由于板材是由复 合纸层构成，这样既保证了板材的结构强度，同时纸制材料不污染环境，有利 于环保。而且本实用新型重量轻，便于使用者挪动。可用于包装板材、装饰材 料、音箱等各种产品中。但这样其环保效果并不明显，且其得到的纸板强度太 小不适合作为工程用的各种板材，这种纸的应用前景有限。
发明内容
本发明解决了现有技术所存在的纸污泥难处理，复合板强度不够的问题， 提供了一种清洁环保，成本低，一次成型，得到高强度人造型材的一种利用造 纸污泥制造人造型材的工艺。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案解决的：一种利用造纸污泥制 作型材的方法，其特征在于将造纸污泥收集后经脱水，加入胶混合后，在高温高 压条件下压制成人造型材。高温一般在100到300摄氏度，高压在10Mpa到 60Mpa，高温高压使得其型材的强度能满足要求。
作为优选，将造纸污泥收集后经脱水，烘干至含水量在10-30%，再混入 烘干后原料重量的2-60%的胶，在20Mpa到60Mpa的压力条件下压出成型， 进一步烘干。利用目前造纸厂废弃的纸污泥(造纸厂一般成为4-5级废料)， 这是目前较难处理的工业废渣，本发明将其作为高强度人造板的原材料既解决 了环保方面的问题，又提供了一种成本低廉的原材料，同时通过高压压制出来 的人造板其强度和硬度都大大超过普通的木质板的强度，通过在原料中混胶， 使得这种人造板的防水防潮效果大大提高，所制得的产品可以做包装板、音箱 板、也可以制作家具，由于可燃性低还可以代替纤维板制造家庭厨柜，由于强 度较大，它可以作为工程材料用。在污泥脱水的过程中，目前所用的是通用的 市售的脱水机，一般可将水分除掉40%左右，在烘干的步骤中可采取多种烘干 方法如将其堆积后热烘干，也可将其在烘箱里滚动烘干，还可以在传送带上烘 烤的同时用风扇吹等等多种方法，此步将纸污泥预先将原料烘干，这和成型后 再脱水相比节约了大量的能源，且在制造成型的过程中其形状稳定，生产过程 连续;烘干后加入烘干原料重量2-60%的胶，同时混合均匀，所述的胶可以 是尿醛胶水、酚醛胶、玉米淀粉、大米淀粉、变性淀粉，由于各种胶的浓度和 粘合力可能存在较大差异，故所述的2-60%是较大的范围，以纯的尿醛胶来 计算为烘干原料重量的30-35%为宜，这种加胶量为本领域普通技术人员所能 理解;加胶混匀后在20Mpa到60Mpa的压力下压制成型，在高压的条件下使得 所得型材的强度和硬度都非常高，一般为同厚度木质板的强度10倍左右，这种 压制可采取不见断连续生产方式生产，这样其产量高，产品性质稳定，在压出 后立即切割，依据不同的压出口可得板材、管材、棒材等;最后再进一步烘干 其可助产品定型，此时由于在成型前已经经过预烘故此次烘干时间短，故其烘 干效率高，不易使板材在烘干的过程中发胀变形。胶水一方面使得纸污泥在压 制时成型更加稳定，胶水干了后使得整个型材的防水性能和强度大大提高，但 是当胶水的量过多或者过少的时候其强度会达不到要求。
作为优选，在压出成型烘干后用模腔压贴裱装。由于所需型材不同，在此 步中所用的模具也不相同，将切好的产品放在模具中，合模时模具的上下模仁 面根据需要装有裱纸或者油漆、涂料、固化物、胶合板皮等，在合模的同时，合 模压力的存在使得存于型材中的胶被压出，它正好和上下模仁表面的裱装物粘 结融合为一体。
作为优选，所述混胶的同时还加入纤维材料。加入纤维材料可以是木质纤 维也可以是化学纤维，加入量为胶和烘干原材料总重的0.8%-10%，加入纤维提 高了型材制品的韧性和强度。作为优选，所述的纤维材料是农作物秸秆或锯末， 纤维材料的加入量是烘干后原料重量的300～500%。实验表明，将大量的稻杆 粉碎加入后所得的型材不经强度没有减少，而且其密度减小了20%左右，同时 其成本也下降了10%左右。
作为优选，所述的混胶同时还加入废纸。加入废纸等可使得废纸的回收变 得更为简单。加入时废纸可捣碎，废纸的加入量变动范围大，通常是烘干污泥 的40～60%。
作为优选，脱水烘干为烘干至含水量为10-20%，加入的胶水量为烘干所 得造纸污泥的10-35%。造纸污泥经烘干到这个含水量时加工更加容易。胶水 一方面使得纸污泥在压制时成型更加稳定，胶水干了后使得整个型材的防水性 能和强度大大提高，但是当胶水的量过多或者过少的时候其强度会达不到要求。
作为优选法，所述的胶为淀粉胶，其加入量为上步烘干料的为10-15%。所 述的上步烘干料即为含水量在10-30%的造纸污泥，淀粉胶在型材中其降解更 迅速，产品更环保。
作为优选法，所述的胶为玉米淀粉胶，其加入量为上步烘干料的为14%。玉 米淀粉在型材中其降解更迅速，成本低且制作的型材强度高。
作为优选，所述的混胶步骤中所用的胶为尿醛胶水，其加入量为上步烘干料 的30-35%。尿醛胶水为一种市售通用的人造型材用胶，用在此处使得型材强 度更高，混合容易，凝固更快，成本更低。
作为优选，所述的裱装前还经过烘干或曝晒，裱装后还将所得的型材包边。 裱装后由于型材的表面有裱装的裱纸或者其他的保护修饰层，但其在裱装过程 中压出的胶未在表面固化，此前加热烘干可使得型材的表面快速形成更为坚固 的表面防护层，极大提高了型材的抗水防潮的能力。
作为优选，所述的高温高压条件下压制成人造型材前经过一道在模框中预 压的步骤。预压的过程中所得型材已经基本达到要求的密度，再次被压缩的量较 小，这种多级压缩使得型材的强度提高，在高温高压制的过程中形状变化较小， 形状易于控制。
因此，本发明具有节能环保、成本低、所得型材防潮防水效果好、硬度高 以及用途广泛的特点。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：以造纸厂的终端水处理废弃物——淤泥状废弃物，俗称4-5级 废料，收集后将其铺在加热平台上烘烤，在通风、50摄氏度的条件下持续8个 小时，此时铺层厚度为10厘米烘干后其中水分约占总重量的10%，在铺层表 面撒上尿醛胶，尿醛胶的含量为污泥的60%，此时将污泥装入储料筒中，这时 尿醛胶基本和污泥混合均匀，210摄氏度21Mpa的条件下将污泥压出，类似塑 料工业的挤出成型，通过一个长方形的成型口，将筒内的造纸污泥压出，根据需 要一次切割成2米宽3米长的人造板，烘干至含水量为2.5%左右，冷却2个小 时后置入与之相应的模腔内，快速压制将上下模仁面的裱装物——胶合板皮粘 牢在板的两面上，待上述经过裱装的板材自然干后进行最后的相关处理工作包 括修整，装箱等。由于采用了特殊材料和特殊的处理工艺，本发明所得的木板 的冲击强度为50KJ/m2，这远大于普通的复合板强度。
实施例2：以造纸厂的终端水处理废弃物——淤泥状废弃物，主要为短纤 维和其他的木质纤维以及有机物的混合物，俗称4-5级废料，收集后堆积存放 4天，将其铺在加热平台上烘烤，在通风、40摄氏度的条件下持续15个小时， 此时铺层厚度为10厘米烘干后其中水分约占总重量的30%，将其放在混胶器 中加入其重量14%的玉米淀粉，淀粉和烘干后的造纸污泥在混胶器中混合均匀， 将污泥装入储料筒中，200摄氏度60Mpa的条件下将污泥压出，类似塑料工业 的挤出成型，通过一园环状的成型口，根据需要一次切割成2米宽3米长的人 造管，烘干至含水量为10%，冷却1个小时用裱纸机在管的内外壁裱纸。
实施例3：以造纸厂的终端水处理废弃物——淤泥状废弃物，俗称4-5级 废料，将其铺在加热平台上烘烤，在通风、60摄氏度的条件下持续8个小时， 此时铺层厚度为10厘米烘干后其中水分约占总重量的20%，在铺层表面撒上 铺层重量的35%的尿醛胶并同时加入400%重量的稻杆，所述的稻杆是经粉碎 而成的颗粒，在混胶器中将其混匀，将其混合物填在长方形的模腔中，在28Mpa 的压力下预压成板状，冷却2个小时后置入与另一模腔内，210摄氏度40Mpa 的条件下再压制，快速压制时将上下模仁面的裱装物——装饰纸粘在板的两面 上，待上述经过裱装的板材自然干后进行最后的相关处理工作包括修整，装箱 等。
实施例4：以造纸厂的终端水处理废弃物——淤泥状废弃物，俗称4-5级 废料，将其铺在加热平台上烘烤，在通风、50摄氏度的条件下持续13个小时， 此时铺层厚度为10厘米烘干后其中水分约占总重量的16%，在铺层表面撒上 铺层重量的15%的大米淀粉，加入烘干料和胶总量0.8%的醋酸纤维在混胶器中 将其混匀，将其混合物填在长方形的模腔中，在28Mpa的压力下预压成板状，冷 却2个小时后置入与另一模腔内，280摄氏度35Mpa的条件下再压制，快速压 制时将上下模仁面的裱装物——装饰纸粘在板的两面上，待上述经过裱装的板 材自然干后进行最后的相关处理工作包括修整，装箱等。
实施例5：以造纸厂的终端水处理废弃物——淤泥状废弃物，俗称4-5级 废料，将其铺在加热平台上烘烤，在通风、50摄氏度的条件下持续8个小时， 此时铺层厚度为10厘米烘干后其中水分约占总重量的20%，在铺层表面撒上 铺层重量的30%的尿醛胶，加入烘干料和胶水总量10%的木质纤维在混胶器中 将其混匀同时加入木质纤维重量两倍的经过捣碎的废纸，将其混合物填在长方 形的模腔中，在40Mpa的压力、210摄氏度下从圆环型出头压出，压出后在管 的内部和外部涂上装饰防水漆，自然干后进行最后的相关处理工作包括修整， 装箱等。
本发明还有多种实施方案，但都在本发明的保护范围内。
