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探究在造纸工业中聚合氯化铝起到的作用
摘要：作为一种水溶性无机高分子聚合物的聚合氯化铝，一直被广泛应用于水处理过程中，但根据其结构不同，在造纸工业中也起到了助留、助滤及降低彩色纸染料用量的作用。该文结合具体实例，对聚合氯化铝在造纸工业中的应用及推广意义进行了阐述，以期提供参考。
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聚合氯化铝是一种新型高效的无机高分子凝剂，它具有用量少、除浊效率高、对出水pH影响小等优点，一直广泛应用于水处理过程中。随着科技的发展以及对产品认识的加深，近些年来，聚合氯化铝作为电荷中和剂也越来越多地应用于造纸工业，在造纸湿部起到良好的助留、助滤作用[1-2]，现就中冶美利云产业投资股份有限公司在这方面的试验过程及推广使用经验与大家分享。
1、产品简介
聚合氯化铝（polyaluminium chloride，简称PAC），是一种水溶性无机高分子聚合物，通常分为聚合氯化铝、碱式聚合氯化铝、板框压滤聚合氯化铝及喷雾干燥性聚合氯化铝。
1.1 聚合氯化铝助留、助滤原理
聚合氯化铝是氯化铝经碱预水解的产物，在中碱性抄纸范围内仍带有一定的正电荷，最大的优势是可优先中和纸料中的阴离子干扰物质，使细小纤维表面有足够的负电荷与加入的阳离子聚丙烯酰胺反应组成复合助留助滤系统，以减少阴离子干扰物质对阳离子聚丙烯酰胺助留效果的干扰作用，从而起到净化过程水质，减少造纸湿部系统中阳离子化学品添加量，去除阴离子垃圾的作用[3]。
1.2 聚合氯化铝的指标控制
对每种聚合氯化铝而言，区分其质量好坏主要看3个指标，即铝含量、盐基度和水不溶物。表1为入厂的一般检测指标，检测方法执行公司企业标准JB/CCT-MLY-047—2019。
表1 聚合氯化铝入厂检测指标
2、试用过程
2.1 中试
试用方案：（1）为了如实反映产品的性能，在其他条件不变的基础上，在1760纸机进行试用（停用前添加的是硫酸铝及定着剂）；（2）聚合氯化铝的添加位置选在前端化机浆碎解罐中；（3）中试涉及的分析检测项目均执行相关行业标准。
2.1.1 试验数据
2.1.1.1 首程留着率的检测
表2为首程留着率的检测结果。
表2 首程留着率的检测
由表2可见，在保证产品质量及系统稳定的前提下，使用聚合氯化铝较试验前不使用聚合氯化铝时系统留着率平均提高了4.59百分点。
2.1.1.2 系统电荷的检测
表3为系统电荷的检测结果。
表3 系统电荷的检测结果
由表3可看出，试用聚合氯化铝后，系统内PCD阳电荷需求量趋于下降，说明试用聚合氯化铝可以提高系统阳离子电荷。
2.1.1.3 试验前后浆料配比及浆料质量的检测
表4为试验前后浆料配比及浆料质量的检测结果。
表4 试验前后浆料配比及浆料质量
由表4可知，试验前后浆料配比稳定，打浆质量执行良好。
2.1.1.4 单耗及成本
表5为试验前后的单耗及成本。
表5 试验前后的单耗及成本
由表5可见，试用聚合氯化铝后吨纸成本较试验前降低了0.45元。
2.2 推广试用
结合小试结果在其他车间进行推广应用。由于公司具有机台多、型号小的特点，为了满足市场的供求关系自2009年开始研发彩色纸产品，在推广使用聚合氯化铝的过程中，发现伴随着留着率的提高，其深色系彩色纸产品的染料成本也呈下降趋势。具体情况见表6。
表6 十三抄车间1760纸机生产定量70g/m2湖兰复印纸的相关数据
由表6可见，十三抄车间1760纸机生产定量为70g/m2湖兰复印纸，试用聚合氯化铝后留着率较之前提高了20%~25%，吨纸染料成本降低约187元，其在深色系彩色纸中应用效果明显。
3、结论
聚合氯化铝作为一种水溶性无机高分子聚合物，根据其结构不同不仅可作为一种絮凝剂使用于造纸废水处理中，而且可以选用适当的型号（白色粉末）作为造纸湿部助留、助滤材料，使用后通过调节系统内的阳离子电荷，起到提高系统留着率，减少浆料流失，降低彩色纸染料用量的作用，最终达到降低生产成本的目的。
参考文献：
[1]季春,尚鸣,胡嘉伟,等.国内外聚合氯化铝的生产工艺及发展趋势[J].当代化工,2015,44(2):295-297.
[2]张舒心,柴欣生,田迎新,等.造纸用水絮凝剂聚合氯化铝添加量的综合优化[J].造纸科学与技术,2014,33(6):79-82.
[3]危志斌,钟红霞,张瑞杰.聚合氯化铝的制备及其在造纸工业中的应用[J].造纸化学品,2013,25(2):28-34.
张金霞,郭旭斌,马玉春.聚合氯化铝在造纸工业中的应用[J].造纸化学品,2019,31(3):19-21.
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