专利名称：利用造纸污泥制得的填充料及其制备方法和用途的制作方法
发明的领域本发明涉及用造纸工业尤其是废纸再生工业废弃物(浮选脱墨污泥)制得的填充料，该填充料的制备方法以及这种填充料的多种用途。
Marimuthu p和Gunasekaran jp等在IPPTA，1999，11(1)11～18.公开了一种对造纸污泥进行焚烧的方法。但是这种方法需要昂贵的设备并且耗能，不利于资源的再利用，同时焚烧会造成二次污染。
中国轻工业出版社1999年11月出版的《制浆造纸节能技术》在其第十二章描述了废纸回收中废水、废渣的处理。其中提到废纸再生中废渣量最大的是浮选槽出来的废弃物-脱墨污泥。根据该文献的描述，脱墨污泥中大部分是印刷油墨、白土、填料、细小纤维等，所采用的处理方法一般是焚烧或弃土填埋，焚烧需要专用设备且要耗能，因此成本昂贵。弃土填埋会污染环境。
中国未审定专利公开CN1282748A公开了一种造纸污泥纤维复合填充剂的制备方法，它是通过干燥、细化、表面改性等处理使之形成有一定细度的有机和无机复合的、纤维与粉状复合的复合填充剂。这种方法为造纸污泥的综合利用开辟了一条新途径。
但是，CN1282748A公开的造纸污泥纤维复合填充剂的制备方法生产的填充剂堆密度大，当该填充剂代替木粉等作为填充剂用于PF产品时，由于其高的堆密度，造成制得的塑料粒子的密度高于木粉作填料时制得的塑料粒子的密度(在用于制造PF塑料时，前者的堆密度要比后者高约15％)。高密度塑料粒子造成的后果是在制备同样体积的塑料制品时，该塑料粒子的用量会相应地提高，从而增加产品成本。不利于造纸污泥制得的填充剂推广应用。
因此本发明要解决的问题是怎样对该复合填充剂进行改进。
发明的概述本发明人发现经干燥、粉碎后的粉粒，尤其是脱墨污泥的颗粒堆密度分布并不均匀，一部分颗粒具有较小的密度，而且另一部分颗粒具有较高的密度。因此本发明人在该发现的基础上采用风力浮选分离法对产品分级处理，配制出与木粉等轻质填充料堆密度基本相同的产品。
本发明提供一种利用造纸污泥生产填充料的方法，它包括对污泥烘干、粉碎等步骤，得到粒径为50～300目，堆密度约0.399kg/L的填充料，其特征在于对该填充料进行筛分及分级处理，形成粒径80～200目，堆密度约0.347kg/L的含纤维填充料。
本发明还涉及上面制得的含纤维填充料代替木粉填充料在制备塑料制品方面的用途。
本发明还涉及上面制得的含纤维填充料在制备塑料填充剂方面的用途。
下面结合实例对本发明作更详细的描述。发明的详细描述本发明涉及一种利用造纸废浆污泥纤维填充剂的制备方法，它包括污泥处理领域已知的干燥、细化步骤，它还包括对上述步骤形成的纤维细粉进行分离的步骤。
现有的利用造纸废浆污泥制得的纤维填充剂粒径为50～300目，堆密度约0.399kg/L，由于其高的密度而难以代替木粉等轻质填充料制备塑料粒子。本发明提出筛分和分级处理法，对现有技术制得的纤维填充剂颗粒进行分离，得到粒径为80～200目、堆密度约0.347kg/L的填充剂。该产品作填充料时可以提高PF产品的质量同时还降低了成本，从而能完全取代木粉填充剂。另外，该产品还可与塑料如聚乙烯(PE)、偶联剂如硬脂酸锌等掺混在一起形成与塑料亲和性改进的塑料填充剂。对于分离得到的堆密度较大的填充料则可以用在其它塑料制品上。
适用于本发明的筛分和分级处理法可以是本领域已知的各种各种分离法。在本发明的一个较好的实例中，采用风力浮选法分离法。这种方法类似于稻谷脱粒后的风力浮选。也就是说，将要分离的纤维粉料置于鼓风机前，开启鼓风机吹动细粉，由于不同堆密度的细粉具有不同的扬程，因此可在不同的区域收集不同堆密度的细粉颗粒。达到按不同堆密度分级的产品。例如将堆密度为0.399kg/L作为B级，将堆密度为0.347kg/L作为A级。
此外，在生产过程中造纸污泥原料会产生恶臭，这种恶臭是由生化污泥微生物坏死造成的。为此，本发明还可选用杀菌剂对原料进行预处理。所述杀菌剂是本领域已知的任何消毒杀菌剂，例如次氯酸钠，使污泥中细菌数由20000～30000个/毫升降低到1000～2000个/毫升，改善和解决了污泥的恶臭带来环境污染及影响产品质量的问题。
本发明用造纸污泥制得产的填充料可作为塑料填充剂。其中塑料可以是PF、PE、PP、ABS、PVC等料，也可以是废旧回收塑料形成的再生料。本发明纤维填充剂还可作为不饱和树脂类玻璃钢产品的填充剂、塑胶产品的填充料等。
在本发明的一个较好的实例中，纤维填充剂的制备方法包括下列步骤1.预处理造纸污泥内有大量有机微生物，堆放后会产生恶臭，按造纸污泥的重量计，本发明在生化污泥中加入0.6～1重量％的消毒杀菌剂，如次氯酸钠。使污泥中细菌数由20000～30000个/毫升降低到1000～2000个/毫升。
2.干燥一般来说，造纸污泥的含水量高达60～65重量％，因此需在采用常规干燥法对其进行干燥。例如，可如中国专利申请CN1282748A所述，采用单级滚筒干燥器或串联二级滚筒干燥器进行干燥，也可以采用高速离心机等方法对污泥进行干燥。
干燥后的污泥中含水量为7-16重量％，较好为12～15重量％。
3.细化可采用常规的方法粉碎干燥的污泥。如中国专利申请CN1282748A所述，为了不影响纤维的性质，最好采用涡轮式粉碎机，将其粉碎成50-300目，较好为80～200目的细粉。
本发明的填充料一般不作表面处理。也可根据不同的应用场所和不同的制品加入相应的表面处理剂，表面处理剂可分别为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等。
4.筛分及分级处理可采用本领域已知的任何分离方法对上面得到的纤维细粉进行分离以得到堆密度为0.347kg/L的粉体，只要该分离方法不影响纤维颗粒中的性能即可。
本发明采用风力浮选法分离，将粉体分级处理.这种方法类似于稻谷脱粒后的风力浮选。也就是说，将要分离的纤维粉料置于鼓风机前，开启鼓风机吹动细粉，由于不同堆密度的细粉具有不同的扬程，因此可在不同的区域收集不同堆密度的细粉颗粒。达到按不同堆密度分级的产品。
用上述方法制得的纤维填充剂可直接取代木粉作为酚醛塑料的填料，也可将其与聚乙烯、硬脂酸锌等掺混在一起形成亲和性改进的塑料填充剂。
下面结合实施例进一步说明本发明。
实施例一将造纸厂排出的100吨/日污泥中逐次加入0.8吨/日的次氯酸钠进行预处理，取其1500kg含水量为70％的造纸污泥置于单级滚筒干燥器(PGZS-4000型)中，进风温度650～750℃，出风温度130～140℃，干燥时间15分钟，使其含水量降到10～12％。将该物料送入涡轮式粉碎机(WDJ-750型)中粉碎，得到约500kg50～300目的粉料。
将得到的污泥粉料平铺在一个高0.5m的平台上，用一台鼓风机对其鼓风使之漂浮落在不同的料斗内，收集约400kg含水量约10％，粒径80～200目，堆密度约0.347kg/L的污泥粉料，为A级填充料。
将该填充料代替木粉作为酚醛塑料(PF)的填料制得电工胶木件。结果利用造纸污泥生产的填充料完全可以替代木粉。
实施例二用与实施例一所述相同的方法制得的填充剂，取其A级填充料86份，低密度聚乙烯(PE)6份，铝酸酯1份，硬脂酸锌2份，石蜡5份，将此混合料加入到双螺杆塑料母粒加工机组内，制得经过表面处理的粒状或片状的塑料填充剂。该塑料填充剂具有较强的与塑料的亲和性，用该塑料填充剂制得的塑料粒子其性能与用常规方法制得的塑料粒子的性能完全相同。
由上面的描述可见，用本发明筛分和分级处理方法可得到粒径为80～200目、堆密度约0.347kg/L的填充剂。它可以提高PF产品的质量同时还降低了成本，完全可取代木粉。并且它还可以与塑料如乙烯和偶联剂如硬脂酸锌掺混在一起，形成亲和性增强的塑料填充剂。另外，对于堆密度较大的填充料可以用在其它塑料制品上。
权利要求
1.一种利用造纸污泥生产填充料的方法，它包括对污泥烘干、粉碎等步骤，得到粒径为50～300目，堆密度为0.399kg/L的填充料，其特征在于对该填充料进行筛分及分级处理，得到粒径80～200目，堆密度约0.347kg/L的含纤维填充料。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于在加工前在污泥中加入杀菌剂进行预处理，除去恶臭。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述分级处理是风力浮选分离。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述杀菌剂是次氯酸钠。
5.一种造纸污泥纤维填充料，它的粒径为50-300目，堆密度为0.399kg/L。
6.如权利要求5所述的纤维填充料在制备塑料制品中的用途。
全文摘要
公开一种利用造纸污泥生产填充料的方法，它包括对污泥烘干、粉碎等步骤，得到粒径为50～300目，堆密度为0.399kg/L的填充料，其特征在于对该填充料进行筛分及分级处理，得到粒径80～200目，堆密度约0.347kg/L的含纤维填充料。还公开了这种方法制得的填充料作为塑料添加剂的用途。
文档编号C02F11/12GK1406679SQ0112652
公开日2003年4月2日 申请日期2001年8月22日 优先权日2001年8月22日
发明者韩晓伟 申请人:韩晓伟