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| 石膏矿物纤维在造纸中的应用及其市场前景 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2015-06-24 10:59:43 浏览次数： |
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（中国粉体技术网/班建伟）随着造纸业的迅猛发展，导致大规模地砍伐森林。用木材制浆、造纸带来了两大危害：一是全世界森林面积锐减，荒漠化加剧；二是污染环境，直接影响人类的健康。
为了研究出一种不使用木材、不污染环境的制浆造纸工艺，中国矿业大学的专业技术人员在矿物应用研究的过程中发现：石膏纤维是很好的造纸材料，同时又是一种可以规模化生产、成本低廉的造纸原料。石膏纤维长度在0～3.0mm的中长纤维经改性处理后，材性柔韧、色白质轻、磨耗低、分散性好，适宜于取代草、木浆造纸和大规模地用于现代化工业造纸。
石膏矿产资源丰富，分布广泛，磷石膏、氟石膏、硼石膏、盐石膏、芒硝石膏、柠檬酸石膏以及消烟脱硫石膏等工业石膏产量也很大，在许多产出地堆积如山，公害严重，大都没有得到很好的利用。用以生产矿物纤维，成本低廉、工艺简单、投资节约，几乎没有任何污染。石膏纤维应用广泛，特别适宜于各类纸张的生产。
1 造纸工业现状
1.1 现状
造纸的主要原料是纸浆，2007年世界纸浆年产量已超过2.0亿t，木材紧缺是全世界面临的问题。根据联合国粮农组织测算：1990～2000年全球每年减少890万ha森林，2000～2005年全球每年减少730ha森林。
全球森林面积的1/3主要用于生产纤维和木制品。改革开放以来，中国的造纸工业发生了很大的变化，纸业市场迅速成长壮大，目前中国已成为世界纸张的生产、消费大国。1980年中国造纸总产量只有556万t；1995年中国纸与纸板的消费量达到了2650万t，跃居世界第三位；2002年中国造纸总产量达到了4300万t；2006年中国造纸总产量达到了近6600万t。同期，美国纸与纸板的总产量为8 407.3万t，消费量为9050万t。2007年中国造纸总产量进一步飙升，达到了7 787万t，占当年世界总量的20%，纸和纸板年生产量与消费量，仅次于美国，位居世界第二。在2002～2007年间，中国纸与纸板产量年平均增长16%。
1.2 市场发展趋势
预计2010年，中国木浆、废纸和非木材纤维的缺口达4350万t/a，其中进口木浆和废纸的总量若能达到3500万t/a，缺口尚有850万t/a。到2020年前后，中国纸与纸板的人均消费量将达到283kg／人，略低于目前发达国家的人均消费水平。因此，快速发展石膏纤维等“以矿代木”的新型造纸原料是中国造纸业持续发展的迫切需要。
据此预测2010年的原料需求量如下：
(1) 按木浆比例30%计算，则年需木浆3 000万t。而目前国产木浆不足10%，如果规划的林浆纸一体化项目能够凑效，国产浆达到15%，即年供1 500万t，还有1500万t/a的缺口需要进口。
(2) 废纸浆比例达到50%，到2010年年需废纸浆5 000万t，废纸近6 250万t。其中，国产废纸回收率若达到45%，年可供4 500万t，尚有缺口1 750万t/a。
(3) 非木材纤维比例按20%计算，则年需2 000万t，较目前年供900～1 000万t，增加1 100万t左右，
若减少非木材纤维用量，无疑将使木浆和废纸供应产生更大的缺口。非木材纤维中竹浆、苇浆会充分利用；红麻、芨芨草、皇竹草、麦稻草及其他非木纤维也会得到重视和开发，但利用过程中的污染问题严重，必须投入巨资加以认真治理。
1.3 造纸业污染严重，环保压力大
“九五”以后，国家一再出台政策对重点水污染源进行治理，尤其是造纸业的污水治理，关闭了全国所有年产5 000t以下的造纸厂，并且将再一次大规模整合，万吨以下的小纸厂将首当其冲，面临关闭或是转产。
造纸工业呼唤新生产技术的重大突破，呼唤新型的造纸工业原料。以彻底解决传统造纸业的污染，解决造纸资源的短缺。采用石膏纤维作为新型的造纸原料之后，造纸原料和超标排放将不再是关、停中小企业的理由。因此，大批中小企业将赖以生存下去，从而可以为社会减少大量存量资产的浪费损失。事实上，让一部分中小企业生存下去，对于满足社会多样化的需求是有利的。
2 石膏纤维是“以矿代木”的造纸新材料
石膏纤维是上世纪初美国人发明的一种纤维状单晶新材料，称之为石膏晶须。由于当时生产工艺复杂，价格昂贵，应用受到限制。1975年，石膏纤维生产技术进入日本，受到了各个方面的高度重视，到20世纪80年代，日本率先规模化生产出了石膏纤维，并作为增强剂在陶瓷、塑料中使用。此后，其他发达国家对石膏纤维的研制、开发和应用也受到高度关注。
目前，日本石膏纤维的年产销量已达到50万t以上，其用途已扩展到汽车、电子电气、仪器仪表、机械制造等许多领域，并高价出口到国外。石膏纤维是以天然石膏矿物为原料，经人为控制的转晶、改性、干燥等工艺制成的一种无机针状单晶体材料，其晶体直径和长度可以在生产过程中通过改变工艺和配方加以调整，它可以是厘米级、微米级等不同尺寸长度的长纤维或短纤维，在单晶体中具有高度有序的原子排列结构，几乎没有多晶材料中存在的各种缺陷。由于其晶体结构十分完整，使其具有惊人的力学强度、优良的物理化学性质和优异的机械性能。
石膏纤维可以广泛地用作造纸原料，它不但可以取代填料，也可以部分或全部代替纸浆，用于生产各类工业纸张。它特别适宜于生产各类板纸、瓦楞纸等工业用纸，也适宜于生产各类不燃纸板，也可以广泛地用于生产食用饭盒、容器等纤维模制品。
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