一种以全棉秸秆为原料生产黄腐酸肥料和高强瓦楞纸的工艺制造技术

本发明专利技术提供一种以全棉秸秆为原料生产黄腐酸肥料和高强瓦楞纸的工艺，以全棉秸秆为原料，采用弱酸性亚铵化机浆制浆工艺，通过优化组合蒸煮温度、蒸煮时间、pH值和高浓磨浆等制浆工艺环节，制取富含黄腐酸的制浆红液用于生产肥料，同时生产颜色较浅的高性能纸浆生产高强瓦楞纸。本发明专利技术避免了强碱强酸工艺存在的缺点和不足、克服了全棉秸秆原料性状、成份和结构的差异性，既有效利用了全棉秸秆里棉秆芯、棉秆髓、棉桃壳以及棉秆皮中包含的生产黄腐酸的有效成分，又有效发挥了全棉秆纤维长短结合的优势生产高强瓦楞纸，实现了全棉秆资源的综合利用，开辟了全棉秆原料工业化商业化利用的技术路径。

Technology of producing fulvic acid fertilizer and high strength corrugated paper from cotton stalk as raw material

The invention provides a process for producing fulvic acid fertilizer and high-strength corrugated paper from cotton stalk. The process uses cotton stalk as raw material and weak acid ammonium sulfite pulping machine pulping technology to prepare pulping red liquor rich in fulvic acid by optimizing combined pulping temperature, cooking time, pH value and high-consistency pulping process. Produce high strength corrugated paper with the production of fertilizer and the production of low performance high performance pulp. The invention avoids the shortcomings and shortcomings of strong alkali and strong acid process, overcomes the differences of the properties, composition and structure of cotton stalk raw materials, effectively utilizes the effective components for producing fulvic acid contained in the cotton stalk core, the cotton stalk pith, the cotton peach shell and the cotton stalk skin, and effectively displays the long and short knots of cotton stalk fiber. The combination of the advantages of high-strength corrugated paper production, the realization of comprehensive utilization of cotton stalk resources, open up the industrial and commercial utilization of cotton stalk raw materials technical path.

【技术实现步骤摘要】
一种以全棉秸秆为原料生产黄腐酸肥料和高强瓦楞纸的工艺
本专利技术属于全棉秸秆综合利用领域，特别是一种以全棉秸秆为原料生产黄腐酸肥料和高强瓦楞纸的工艺。
技术介绍
棉秆原料丰富、黄腐酸肥料和高附加值纤维市场缺口大、环境政策越来越严、大工业生产技术亟待突破等是棉秆资源综合利用面临的机遇和挑战。首先是棉花秸秆资源丰富。棉花秸秆原料在我国乃至在全世界每年都有巨大的产量，据统计2016年中国棉花种植面积338万公顷折合棉花秸秆产量1267万吨，全世界棉花种植面积3120万公顷折合棉花秸秆产量1.17亿吨，但是绝大部分没有得到有效地利用，造成资源的巨大浪费。其次是市场需求缺口大。主要表现在(1)黄腐酸肥料和土壤改良剂远远满足不了市场的需求；(2)造纸纤维原料又存在着严重的短缺。据《中国造纸工业2016年度报告》2016年中国仅仅箱板瓦楞原纸消费量就达2271万吨。棉花秸秆是优良的造纸原料，特别是长短纤维结合的特点，全棉秸秆原料特别适合于高强瓦楞纸的生产这一点已经形成造纸业的共识。但是诸多原因造成棉秆原料一直没能形成稳定的工业化生产应用。历史上曾经运行过的以全棉秸秆为原料生产高强瓦楞纸的项目也是“昙花一现”，终因综合成本太高而关停；(3)用含甲醛的粘结剂生产纤维板对人们的身体健康和环保都造成危害，急需无胶无醛纤维板的工业化生产技术；(4)用棉花秸秆化学机械浆或半化学浆纸浆生产模塑纸浆餐盒存在着巨大的市场需求；等等。第三是至今没有成熟完整有效的棉秆原料资源综合利用技术。仔细分析不外乎以下几个方面的表现或原因：一是棉秸秆原料纤维和纤维成分结构的复杂性制约了棉秆原料的有效利用。全棉秆原料包括根、芯秆、枝杆、棉秆皮、芯髓、棉桃壳、遗留在棉桃里的棉花纤维，存在巨大的差异，硬度不同、密度不同、色泽不同，再加上棉秆皮特别高的果胶含量以及制浆黑液的难处理等等，至今没有一种针对棉花秸秆原料的兼顾黄腐酸肥料和高强瓦楞纸工业生产的工艺和方法。现有棉秆制浆工艺也存在着纸浆颜色“黑暗”的问题，直接限制了棉秆纤维纸浆的高附加值利用。二是现有的化学浆、化机浆、半化学浆制浆工艺，和以专门以棉秆为原料生产黄腐酸肥料的制浆工艺以及以棉秆为原料的制浆造纸工艺几乎都忽略了考虑兼顾肥料和纸浆的性能，没有提出以全棉秸秆为原料的黄腐酸肥料生产和高强瓦楞纸浆生产进行工业上综合的一体化的解决方案。
技术实现思路
为了克服上述不足，本专利技术提供一种以全棉秸秆为原料生产黄腐酸肥料和高强瓦楞纸的工艺，以全棉秸秆为原料，采用弱酸性亚铵法制浆，既得到富含黄腐酸成分的黑液，同时又能得到性能优良的棉秆纸浆并用于生产高强瓦楞纸，同时又避免强酸性对设备的腐蚀。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种以全棉秸秆为原料生产黄腐酸肥料和高强瓦楞纸的工艺，包括：a.以全棉秸秆为原料，采用弱酸性亚铵法制备全棉秸秆化机浆，并收集黑液；b.从黑液中提取黄腐酸；c.将步骤a得到的纸浆抄造制成瓦楞纸；所述弱酸性亚铵法的蒸煮开始pH值7，蒸煮结束pH值5.5～6。与一般皮秆分离制浆相比较，采用全棉杆的优势是可以充分利用秆、皮、髓、壳以及残留棉秆中的利于产生黄腐酸的成份，提高全棉秸秆的综合利用率和提高附加值。同时，本申请系统研究了多种典型亚硫酸盐法对全棉秸秆浆的影响，认为：酸性亚硫酸盐pH值1-2，属强酸，对设备腐蚀严重，工业化生产要求极其严格，不易操作；碱性亚硫酸盐法pH大于10，黑液作为肥料调碱消耗成本高；亚硫酸氢铵属于液态，不便于工业生产中大量长途运输；中性亚铵法蒸煮温度在165-173℃，蒸煮时间在60-90min，对于生产高强瓦楞纸来说，蒸煮强度过高，蒸煮时间过长温度过高。另外，为了减少对设备的腐蚀，传统工艺需要加入缓冲剂KOH、氧化镁、氨水、碳酸氢钠等，特别是加入KOH和氧化镁时，会出现较严重“黑煮”现象，浆的颜色很深，若把把浆用作纤维板生产或高强瓦楞纸时，会严重影响了浆或纸的“卖相”。为此，本专利技术采用弱酸亚铵法制浆，不加缓冲剂、不加KOH，使得蒸煮结束黑液pH值5.5～6，配合相对于中性亚铵法较短的时间(40-60min)和较低的温度(150-165℃)再配以高、低浓磨浆，有效地提高了纸浆的亮度和强度。同时，由于采用弱酸性亚铵法(pH值5.5～6)蒸煮，黑液中的黄腐酸含量高且易于提取，有效地实现了全棉秸秆高附加值综合利用。本专利技术和典型亚硫酸盐工艺比较：表1优选的，所述蒸煮的具体条件为：液比1：4～6，蒸煮温度150C～165℃，优选160℃，保温时间40～60min，亚硫酸铵加入量折纯为原料绝干重量的9～13％，蒽醌0.5％，采取连续蒸煮或间歇式蒸煮。优选的，所述化机浆的制备工艺还包括：提取弱酸性亚铵法的蒸煮的黑液、高浓磨浆、再次提取黑液、洗浆、低浓磨浆、筛选、成浆。与单纯的化学法纸浆相比，采用采用弱酸性亚铵法(pH值5.5～6)和高、低浓磨浆复配的方式可以有效提高纸浆的强度和利用率，同时促进黄腐酸的溶出。优选的，所述高浓磨浆的浓度15～20％，磨缝宽0.5mm。优选的，所述筛选，即经过高浓磨浆后，经筛选将残余的长纤维进行二次磨浆，筛缝宽度0.3～0.35mm。优选的，将黑液收集通过挤浆机提取红液、制成液态或固态黄腐酸肥料。本申请中的红液是指：相对于一般碱法制浆产生的黑夜，本专利技术制浆产生的废液成暗棕红色，比一般制浆黑液的颜色要浅的多。优选的，收集的制浆红液进入肥料生产和后续工序，包括浓缩、配肥、烘干等工序。优选的，所述制备黄腐酸肥料过程中根据需要加入KOH等可溶性碱性肥料成分，调整浆料、黑液和洗浆水的pH值到6～8。优选的，所述制备黄腐酸肥料过程中根据需要加入KOH，调整浆料、黑液和洗浆水的pH值到6～8。本专利技术还提供了任一上述的工艺制备的纸浆在生产本色模塑纸浆餐盒或无胶无醛纤维板中的应用。本专利技术的有益效果(1)首先，全棉秆各部分原料通吃，节省资源；(2)其次，不需要皮秆分离，可大大提高生产效率；(3)第三，避免纸浆的“煮黑”，得到颜色较浅的纸浆，提高其商品性，还可以节省缓冲剂的用量，降低制浆成本。(4)既得到高附加值的黄腐酸肥料，可以大工业生产黄腐酸有机肥，有效地改善和提升作物品质和产量，有效改良土壤；又大大提升瓦楞纸性能，极大第缓解木材资源的不足；(5)本专利技术制备方法简单，提取效率高，实用性强，易于推广；(6)实现棉秆纤维原料大规模制纸、造纸、生产黄腐酸肥料，给投资者带来可观的经济收益。(7)本专利技术可以复制并进行大工业生产。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1是本专利技术制备的浆料和采取中性亚铵法(加入KOH和氧化镁作为缓冲剂)制备的浆料的颜色对比。图2是本专利技术制备的浆料和采取中性亚铵法制备的浆料的颜色对比。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以全棉秸秆为原料生产黄腐酸肥料和高强瓦楞纸的工艺，其特征在于，包括：a.以全棉秸秆为原料，采用弱酸性亚铵法制备全棉秸秆化机浆，并收集黑液；b.从黑液中提取黄腐酸；c.将步骤a得到的纸浆抄造制成瓦楞纸；所述弱酸性亚铵法的蒸煮开始pH值7，蒸煮结束pH值5.5～6。

【技术特征摘要】
1.一种以全棉秸秆为原料生产黄腐酸肥料和高强瓦楞纸的工艺，其特征在于，包括：a.以全棉秸秆为原料，采用弱酸性亚铵法制备全棉秸秆化机浆，并收集黑液；b.从黑液中提取黄腐酸；c.将步骤a得到的纸浆抄造制成瓦楞纸；所述弱酸性亚铵法的蒸煮开始pH值7，蒸煮结束pH值5.5～6。2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述蒸煮的具体条件为：液比1：4～6，蒸煮温度150℃～165℃，优选160℃，保温时间40～60min，优选60min，亚硫酸铵加入量折纯为原料绝干重量的9～13％，蒽醌0.5％，采取连续蒸煮或间歇式蒸煮。3.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述化机浆的制备工艺还包括：提取弱酸性亚铵法的蒸煮的黑液、高浓磨浆、再次提取黑液、洗浆、低浓磨浆、筛选、成浆。4.如权利要求3所述的工艺，其特征在于，所述高浓磨浆的浓度15～20％，磨缝宽0.5mm。5.如权利要求3所述的工艺，其特征在于，所述筛...

【专利技术属性】
技术研发人员：白博，王立群，
申请(专利权)人：白博，
类型：发明
国别省市：山东,37