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我国开发利用竹材制浆造纸前景探讨

2021-08-18 来源:达州农业机械网

我国开发利用竹材制浆造纸前景探讨

提键要:论述了我国丰富的竹林资源和发展造纸保护生态的意义,竹浆黑液碱回收的成熟经验,造纸用竹材品种、纤维特性及制浆造纸生产技术现状,阐述了发展竹材造纸的设想和建议。

关键词:造纸工业;原料开发;竹材造纸;探讨

作者介绍:甘家齐,高级工程师。原任宜宾造纸厂副总工程师,曾当选为四川省造纸学会二、三、四届理事、常务理事、名誉理事,退休后1991年、1996~1998年曾参加四川省轻工业厅组织援建雅安制浆造纸厂大型工程项目工作组。发表的论文有《发展桉树制浆造纸提高企业技术经济效果》、《氧脱木素技术》、《努力营造桉树人工林促进造纸工业和生态平衡协调发展》等20余篇。

1 前 言

纤维原料的资源是造纸行业生产和发展的基础,也是我国造纸工业可持续发展如何走向现代化的一个重要问题。50年来,我国造纸工业在“草木并举”,实质以草为主的原料结构中发展取得成绩,纸和纸板产量仅次于美国、日本,居第3位。但是近年来,国民经济快速发展,印刷、包装等相关产业技术进步,每年要进口大量纸和纸板、商品浆、纸制品以及作为原料的废纸,而且逐年增加,已经超过年产量三分之一。因“洋纸”大量进入国内市场,同时国家对纸厂环境污染治理要求日益紧迫与严格,造纸工业受到严峻的挑战。现实情况启示,我国造纸工业必须抓紧调整原料结构,走“以木为主”建设造纸材基地实现林纸结合之路,这是现代造纸工业发展基本规律,也是造纸发达国家长期实践的经验总结,已为我国造纸界取得共识。

我国幅员辽阔,但森林资源相对缺乏,森林覆盖率为13.9%,国家在实施天然林保护工程同时,决定25°以上坡地退耕还林,为较快发展人工林提供条件。据预测,到2010年我国纸和纸板消费量将达6000万吨左右,将比目前翻一番,要实现以木为主原料结构还需要较长时间。我国现有丰富的非木材原料资源,如麦草、芦苇、竹子、红麻、蔗渣等,仍应考虑国情,按企业条件因地制宜,经济合理地用于制浆造纸,为我国造纸工业可持续发展作出应有的贡献。笔者曾参加国家计委国土局下达的“金沙江下游竹类资源综合开发利用研究”,及中国林科院和国际热带木材组织合作的“中国以竹材替代热带材作为原料的研究”的编写工作,对开发利用竹材制浆造纸的发展前景进行探讨。

2 资源丰富永续利用保护生态

我国拥有丰富竹类资源,自然分布区广,在北纬18°~38°和东经92°~122°范围内20余个省、区、市均有竹林。1983年全国竹林面积330.8万公顷(4962万亩),林业部门规划设想到2000年达533万公顷(8000万亩,居世界首位),开发利用竹材资源前景广阔。

竹子是速生型植物资源,生长快,易繁殖,周期短,单产高,一次造林年年长竹,三五年成材,每年砍老留嫩(四川造纸用慈竹、黄竹、水竹等,经测算平均每公顷年生长鲜竹为22~25吨左右,砍伐量均低于生长量),永续利用,上百年保持良好植被。研究竹子专家认为,竹子不但有很好经济价值,还有许多重要生态作用和环境效益,主要为:

竹子鞭根发达,纵横交错形成网状,对土壤有紧固作用,可防治暴雨冲刷。竹叶如同雨伞,据测算1公顷竹林叶子面积达6000m2,使土地免受热带阵雨袭击,一次2mm降雨,基本上被竹的根、杆、叶全部吸收,所以竹林是控制水土流失涵养水源的优良林种。

在最适宜土壤与气候条件,24h竹子可生长98mm,是被毁坏森林地带最理想的再生植物,可使土壤再生,为动物和其他植物提供一条“生命毯”。

竹属常绿阔叶植物,四季常青,挺拔秀丽、虚心劲节,有君子美名,可绿化国土美化环境,开辟旅游景点,著名的如四川蜀南竹海、成都望江公园、浙江安吉和广东广宁的竹种园。近年来宜宾市的长宁河、越溪河两岸种植竹林数十公里,植竹处河水终年清流翠竹倒影成为一景点。

综上所述,竹是速生再生力强,年生长量大于砍伐量,永续利用的资源,有利于保护自然资源和生态环境。

3 竹浆黑液碱回收有成熟经验

非木材原料碱法制浆,人们最关注的是黑液碱回收和环境污染问题。据收集资料分析,常用造纸竹材的灰分多数为1%~2%,硫酸盐法黑液中SiO2对固形物为0.5%~0.8%,小于1%,pH≥12,碱回收不会产生硅干扰。竹浆黑液粘度较小,对蒸发和燃烧影响不大。制浆原料黑液粘度大小顺序是:龙须草≥稻草≥麦草、蔗渣≥荻苇≥竹子≥棉秆≥木材。多年生产实践和调查研究,竹浆黑液的提取和碱回收,如果经济规模合理,装备先进适用,操作严格稳定,生产综合平衡,即使采用国产主体设备,黑液提取率可达90%~95%,碱回收率在80%~85%,基本上消除了黑液中有机污染物BOD、COD、SS等90%左右,减轻污染源有利于废水厂外处理。同时做到碱炉产汽送电站先发电再供热,经测算年产5万吨漂白硫酸盐法竹浆厂约可节省标煤1.5万多吨。据了解,近年来新建以竹为原料大型造纸厂,都配套完善碱回收、热电站及废水处理等装备,可使企业取得综合性经济效益和环境效益。

4 造纸用竹品种与纤维特性

我国竹类品种很多,有300余种,为世界之首。常用于制浆造纸的约30多种,分为两大类型。一是薄壁中小径竹,杆壁厚2~8mm,杆径20~60mm,如慈竹、黄竹、水竹、花竹、丹竹、青皮竹、云香竹、白夹竹等,多为丛生竹,通称杂竹,是用量最多的造纸竹,产于广东、广西、四川、云南、贵州等省区。新建广宁浆厂,当地盛产青皮竹等,面积达6.46万公顷(97万亩)。二是厚壁大径竹,杆壁厚10~20mm,杆径80~200mm,主要为毛竹,资源丰富,约占全国竹林面积70%左右,福建、湖南、江西、浙江等省毛竹资源各有55万~45万公顷,过去多用于建筑材料,制作生产和生活用具,现在用量已有减少,为建设大型竹浆厂提供资源。新建邵武竹浆厂(现福建越秀邵武制浆造纸有限公司,下同),江西抚州纸板厂主要以毛竹为原料,现因浆纸市场和毛竹供应的变化,原料结构有所改变。

竹子属中长纤维原料,纤维平均长度为1.6~2mm,介于针叶木和草类之间,比阔叶木长,宽度为12~16μm,纤维细长交织力好。化学成分中聚戊糖

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