造紙是非(fei)金(jin)屬礦粉體的(de)重要應用領域。造紙過程中(zhong)添加非(fei)金(jin)屬礦物材料既可降低生產(chan)成本也可改善紙張(zhang)性能，其中(zhong)常用的(de)非(fei)金(jin)屬礦粉體主(zhu)要有滑(hua)石(shi)、高嶺(ling)土、硅灰石(shi)、重質碳酸鈣、輕(qing)鈣、硅藻土、水(shui)鎂石(shi)、海泡(pao)石(shi)、沸石(shi)、膨潤土等。

　　01丨滑石

　　滑(hua)(hua)石(shi)是(shi)一種層(ceng)狀結(jie)構(gou)硅(gui)酸鹽礦(kuang)物(wu)，滑(hua)(hua)石(shi)的(de)功能特(te)性(xing)(xing)主要(yao)來自其結(jie)構(gou)特(te)征(zheng)：親(qin)(qin)油疏水(shui)性(xing)(xing)和片(pian)狀結(jie)構(gou)。滑(hua)(hua)石(shi)的(de)化學穩定性(xing)(xing)、低硬度(du)、潤滑(hua)(hua)性(xing)(xing)、層(ceng)片(pian)狀結(jie)構(gou)、親(qin)(qin)油性(xing)(xing)、疏水(shui)性(xing)(xing)等(deng)結(jie)構(gou)特(te)征(zheng)決定了它是(shi)一種不可多得(de)的(de)功能性(xing)(xing)造紙礦(kuang)物(wu)材料(liao)(liao)。在我國(guo)，滑(hua)(hua)石(shi)粉產量的(de)50% 以(yi)上用(yong)于(yu)造紙業。主要(yao)用(yong)于(yu)造紙填料(liao)(liao)，少量用(yong)于(yu)造紙樹脂(黏性(xing)(xing)物(wu))控制劑和涂料(liao)(liao)顏料(liao)(liao)。滑(hua)(hua)石(shi)能使紙張光滑(hua)(hua)，加重、增(zeng)強對(dui)印刷油墨和顏料(liao)(liao)的(de)吸(xi)附(fu)能力。

　　不同類(lei)型滑石(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)特性(xing)不同，適用(yong)于不同的(de)(de)(de)造(zao)紙產(chan)品(pin)。低檔(dang)滑石(shi)(shi)(shi)(shi)及(ji)其復配(pei)加(jia)工(gong)產(chan)品(pin)，將(jiang)主要(yao)(yao)(yao)用(yong)于普通(tong)造(zao)紙填料(liao);中檔(dang)滑石(shi)(shi)(shi)(shi)主要(yao)(yao)(yao)用(yong)于高(gao)(gao)質量要(yao)(yao)(yao)求的(de)(de)(de)功(gong)能性(xing)造(zao)紙填料(liao)和底涂涂料(liao);高(gao)(gao)品(pin)質滑石(shi)(shi)(shi)(shi)主要(yao)(yao)(yao)用(yong)于更能體現其功(gong)能特性(xing)的(de)(de)(de)粘性(xing)物控制(zhi)劑產(chan)品(pin)和涂料(liao)級(ji)產(chan)品(pin)。而且(qie)經(jing)超微加(jia)工(gong)后，滑石(shi)(shi)(shi)(shi)粉具有良好的(de)(de)(de)吸附性(xing)和覆蓋性(xing)。目前，可應用(yong)于造(zao)紙行業中的(de)(de)(de)新型滑石(shi)(shi)(shi)(shi)產(chan)品(pin)主要(yao)(yao)(yao)有陽(yang)離(li)子改(gai)性(xing)滑石(shi)(shi)(shi)(shi)、固體石(shi)(shi)(shi)(shi)蠟及(ji)AKD 改(gai)性(xing)滑石(shi)(shi)(shi)(shi)、黑滑石(shi)(shi)(shi)(shi)、鎂鋁水滑石(shi)(shi)(shi)(shi)等。

　　02丨高嶺土

　　高(gao)(gao)嶺(ling)(ling)土(tu)在造紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)工(gong)業(ye)中(zhong)主要(yao)應用(yong)(yong)于(yu)造紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)填(tian)料和表面涂(tu)(tu)布(bu)的(de)(de)(de)顏料，其特(te)性(xing)(xing)(xing)對(dui)造紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)生(sheng)產(chan)(chan)可操作性(xing)(xing)(xing)及成(cheng)紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質量有(you)(you)很(hen)大(da)影響。根(gen)據(ju)加工(gong)方(fang)法和產(chan)(chan)品(pin)特(te)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)，造紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)涂(tu)(tu)料用(yong)(yong)高(gao)(gao)嶺(ling)(ling)土(tu)分為水選高(gao)(gao)嶺(ling)(ling)土(tu)和煅燒(shao)(shao)高(gao)(gao)嶺(ling)(ling)土(tu)。其中(zhong)，煅燒(shao)(shao)高(gao)(gao)嶺(ling)(ling)土(tu)是具有(you)(you)高(gao)(gao)白度(du)(du)、多(duo)孔隙(xi)及一定吸附性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)造紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)用(yong)(yong)功能材(cai)料，根(gen)據(ju)燒(shao)(shao)成(cheng)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)可分為不(bu)(bu)完全(quan)煅燒(shao)(shao)高(gao)(gao)嶺(ling)(ling)土(tu)(600-800℃)和完全(quan)煅燒(shao)(shao)高(gao)(gao)嶺(ling)(ling)土(tu)(950-1050℃)。前(qian)者多(duo)用(yong)(yong)于(yu)造紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)填(tian)料，后者多(duo)用(yong)(yong)于(yu)造紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)涂(tu)(tu)布(bu)材(cai)料。其功能性(xing)(xing)(xing)主要(yao)來(lai)自于(yu)高(gao)(gao)嶺(ling)(ling)巖(yan)(土(tu))焙燒(shao)(shao)脫(tuo)水和脫(tuo)有(you)(you)機質過程，焙燒(shao)(shao)后結構的(de)(de)(de)多(duo)孔性(xing)(xing)(xing)可改(gai)善(shan)紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)張的(de)(de)(de)松(song)厚度(du)(du)、不(bu)(bu)透明度(du)(du)、吸收油墨性(xing)(xing)(xing)等。高(gao)(gao)嶺(ling)(ling)土(tu)是目前(qian)造紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)行業(ye)中(zhong)消(xiao)耗量較大(da)的(de)(de)(de)白色非金屬礦(kuang)物(wu)材(cai)料之一，全(quan)世界精制(zhi)高(gao)(gao)嶺(ling)(ling)土(tu)的(de)(de)(de)75% 以上(shang)用(yong)(yong)于(yu)造紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。據(ju)預測2020 年全(quan)國(guo)造紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)行業(ye)高(gao)(gao)嶺(ling)(ling)土(tu)需(xu)求量約為255 萬t，其中(zhong)國(guo)內(nei)產(chan)(chan)量約占65% 左(zuo)右(you)。

　　03丨碳酸鈣

　　造紙行(xing)業是碳酸(suan)鈣的(de)最大(da)市場之(zhi)一，隨著造紙技術的(de)發展，造紙工藝由酸(suan)性(xing)抄紙向(xiang)中(zhong)(zhong)性(xing)、堿(jian)性(xing)抄紙轉變，碳酸(suan)鈣在造紙行(xing)業中(zhong)(zhong)的(de)用(yong)量(liang)大(da)大(da)增加。

　　造(zao)(zao)紙(zhi)行(xing)業(ye)中用(yong)(yong)到的(de)碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)按加工制備方(fang)法分為兩種：重(zhong)質碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)和(he)輕鈣(gai)(gai)。重(zhong)質碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)填料主要(yao)用(yong)(yong)于除卷煙(yan)紙(zhi)、過濾紙(zhi)和(he)特種低定(ding)量信息用(yong)(yong)紙(zhi)外的(de)印(yin)刷紙(zhi)、廣告用(yong)(yong)紙(zhi)、辦(ban)公用(yong)(yong)紙(zhi)、書寫紙(zhi)等(deng)。輕鈣(gai)(gai)相(xiang)較重(zhong)質碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)的(de)質量更好(hao)，具有粒度(du)細、白(bai)度(du)高、價格低、起泡性(xing)(xing)低和(he)印(yin)刷適應性(xing)(xing)好(hao)等(deng)優(you)點，非常適合(he)用(yong)(yong)做造(zao)(zao)紙(zhi)填料，可以基(ji)本滿足紙(zhi)張(zhang)印(yin)刷和(he)光學性(xing)(xing)能要(yao)求。另(ling)一(yi)方(fang)面，過量添加重(zhong)質碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)也會造(zao)(zao)成纖(xian)維間結合(he)的(de)隔(ge)斷，從而導致紙(zhi)張(zhang)強度(du)、松厚度(du)和(he)挺度(du)降低等(deng)損紙(zhi)現象;輕鈣(gai)(gai)與紙(zhi)漿纖(xian)維之間無結合(he)力，致使其留(liu)著(zhu)率很低。因此，無論重(zhong)鈣(gai)(gai)或輕質碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)，均(jun)需要(yao)改性(xing)(xing)以更好(hao)地應用(yong)(yong)于造(zao)(zao)紙(zhi)行(xing)業(ye)。

　　04丨硅灰石

　　硅(gui)灰(hui)石不(bu)同(tong)于(yu)傳統(tong)(tong)的(de)(de)(de)填(tian)料(liao)，它加填(tian)于(yu)紙(zhi)(zhi)張中并不(bu)是簡單的(de)(de)(de)填(tian)充，而(er)(er)是憑借其(qi)高(gao)長徑比與植物(wu)(wu)(wu)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)交織在一起(qi)，構成“植物(wu)(wu)(wu)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)- 礦物(wu)(wu)(wu)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)”網狀(zhuang)結構，從而(er)(er)部分替(ti)代植物(wu)(wu)(wu)短纖(xian)(xian)(xian)維(wei)。硅(gui)灰(hui)石用(yong)于(yu)造紙(zhi)(zhi)，同(tong)時具有提高(gao)紙(zhi)(zhi)張不(bu)透明度、降低生產成本(ben)、改(gai)善(shan)勻度、提高(gao)印刷適(shi)性(xing)等(deng)優(you)勢。纖(xian)(xian)(xian)維(wei)狀(zhuang)硅(gui)灰(hui)石具有很多傳統(tong)(tong)填(tian)料(liao)無(wu)法(fa)取(qu)代的(de)(de)(de)特殊性(xing)能，適(shi)合于(yu)替(ti)代傳統(tong)(tong)填(tian)料(liao)應用(yong)于(yu)文化用(yong)紙(zhi)(zhi)以(yi)(yi)及(ji)一些(xie)特種紙(zhi)(zhi)、高(gao)檔紙(zhi)(zhi)。而(er)(er)通過化學改(gai)性(xing)技術(shu)(shu)降低產品磨耗(hao)度，提高(gao)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)的(de)(de)(de)柔(rou)軟性(xing)，以(yi)(yi)及(ji)如何在保持(chi)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)長度前提下使纖(xian)(xian)(xian)維(wei)束得以(yi)(yi)充分解離的(de)(de)(de)加工(gong)技術(shu)(shu)是當(dang)前硅(gui)灰(hui)石加工(gong)的(de)(de)(de)重要研究(jiu)領域。

　　05丨膨潤土

　　膨(peng)潤(run)(run)(run)土(tu)(tu)是(shi)含(han)有(you)少(shao)量(liang)堿(jian)和堿(jian)土(tu)(tu)金(jin)屬的含(han)水鋁硅(gui)酸鹽礦物。其比表(biao)面積大、高分(fen)散和觸變(bian)性(xing)(xing)(xing)(xing)等(deng)多重性(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)使(shi)它以多種用途應用于(yu)造紙(zhi)工業都(dou)能(neng)表(biao)現出相當多的優(you)越性(xing)(xing)(xing)(xing)。如(ru)用作造紙(zhi)填(tian)料(liao)(liao)使(shi)用時(shi)，具有(you)較(jiao)(jiao)高的白度(du)和純(chun)度(du)，并且使(shi)用較(jiao)(jiao)大的填(tian)加量(liang)也不會降低(di)紙(zhi)張(zhang)強(qiang)(qiang)度(du)、撕裂度(du);用作造紙(zhi)涂料(liao)(liao)時(shi)，可(ke)以提高涂料(liao)(liao)的保水性(xing)(xing)(xing)(xing)、懸浮性(xing)(xing)(xing)(xing)和流變(bian)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。經(jing)分(fen)離、提純(chun)和改性(xing)(xing)(xing)(xing)后，膨(peng)潤(run)(run)(run)土(tu)(tu)的各種性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)大大提高，可(ke)制(zhi)成(cheng)鈉(na)基膨(peng)潤(run)(run)(run)土(tu)(tu)、顆(ke)粒膨(peng)潤(run)(run)(run)土(tu)(tu)、有(you)機膨(peng)潤(run)(run)(run)土(tu)(tu)等(deng)深加工產品。改性(xing)(xing)(xing)(xing)后的膨(peng)潤(run)(run)(run)土(tu)(tu)具有(you)較(jiao)(jiao)好的吸(xi)附性(xing)(xing)(xing)(xing)和分(fen)散性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)，并且相對滑石粉而言(yan)，具有(you)較(jiao)(jiao)高的留著(zhu)率(lv)，對成(cheng)紙(zhi)強(qiang)(qiang)度(du)的影(ying)響也較(jiao)(jiao)小。

　　06丨硅藻土

　　國內造紙業(ye)(ye)主要(yao)利用硅(gui)藻土大孔(kong)隙度、強(qiang)吸附、小(xiao)容重、隔熱(re)、吸音、化(hua)學穩(wen)定、無毒等工藝特性(xing)生產液體(ti)飲(yin)料、制糖(tang)、釀酒業(ye)(ye)用過濾(lv)紙和紙板(ban)(ban)，也用于(yu)建筑裝(zhuang)飾紙板(ban)(ban)、蓄電(dian)池(chi)隔板(ban)(ban)、高吸水生活用紙、阻燃(ran)紙、寵物(wu)墊紙、廢水凈化(hua)劑、助(zhu)(zhu)凝(ning)劑等;經有機改(gai)性(xing)后(hou)還(huan)可用于(yu)微助(zhu)(zhu)留(liu)助(zhu)(zhu)濾(lv)劑等。硅(gui)藻土原礦雜質(zhi)較多(duo)，為提高其功能性(xing)能，通常要(yao)對(dui)硅(gui)藻土進行改(gai)性(xing)處理。

　　07丨其他

　　與目前(qian)廣泛用(yong)于(yu)造紙(zhi)的傳(chuan)統(tong)填料碳酸鈣、高嶺土、滑(hua)石粉不(bu)同，纖(xian)維狀凹凸棒石與植(zhi)物纖(xian)維有較(jiao)好的結(jie)合性。

　　近(jin)年來，研究(jiu)人員探(tan)究(jiu)了凹凸(tu)棒石填充(chong)劑(ji)對紙(zhi)品(pin)的影(ying)響。由于凹凸(tu)棒石具有高長徑比及易水(shui)化特性，使其具有良(liang)好的紙(zhi)品(pin)充(chong)填性能。

　　海泡(pao)石具有比表面積大、吸(xi)附能力強、耐高(gao)溫、阻燃(ran)等(deng)特(te)點，在造紙(zhi)中添加適(shi)量的(de)(de)海泡(pao)石纖(xian)維，可以用來生(sheng)產具有各種特(te)殊性(xing)能的(de)(de)紙(zhi)品。如可用于耐高(gao)溫紙(zhi)、阻燃(ran)墻紙(zhi)的(de)(de)生(sheng)產，用于除臭(chou)紙(zhi)、濾(lv)紙(zhi)、高(gao)吸(xi)水性(xing)紙(zhi)等(deng)的(de)(de)生(sheng)產，以及(ji)鞭炮紙(zhi)、香煙(yan)過濾(lv)紙(zhi)、無碳復寫紙(zhi)、保鮮紙(zhi)、精(jing)密儀(yi)器包裝(zhuang)紙(zhi)、絕緣(yuan)紙(zhi)、防腐包裝(zhuang)紙(zhi)等(deng)的(de)(de)生(sheng)產。

　　以(yi)石(shi)膏(gao)做為“以(yi)礦(kuang)代(dai)木”功(gong)能(neng)材(cai)料(liao)替(ti)代(dai)木纖維在造(zao)紙中的(de)添加量(liang)可(ke)(ke)達(da)30%-70%，能(neng)克服其他礦(kuang)物(wu)纖維短、易(yi)碎裂、留著率低、硬度(du)高(gao)(gao)等(deng)缺陷(xian)，可(ke)(ke)滿足高(gao)(gao)速紙機生產要求，在印刷書(shu)寫紙和造(zao)紙涂料(liao)中具有廣闊的(de)應用市(shi)場。且(qie)改(gai)性(xing)后的(de)石(shi)膏(gao)與碳酸鈣相比，具有較高(gao)(gao)的(de)強度(du)、挺度(du)、留著率和不(bu)透(tou)明度(du);用于涂料(liao)顏料(liao)，可(ke)(ke)提高(gao)(gao)紙張的(de)挺度(du)、白度(du)，改(gai)善(shan)印刷適性(xing)。沸石(shi)可(ke)(ke)用作造(zao)紙填料(liao)、紙張涂層(ceng)劑、漂白催化劑等(deng)。

　　用沸(fei)石作造紙填料可以有效改(gai)(gai)善(shan)紙張的質量，使其具有白(bai)度(du)(du)高、孔隙度(du)(du)大、吸(xi)水(shui)性強(qiang)等(deng)優(you)點。改(gai)(gai)性后的天然(ran)沸(fei)石，空隙率及表面活性有所提高，進(jin)而使其吸(xi)附性能(neng)、離子(zi)交換性能(neng)及催化(hua)性能(neng)等(deng)得(de)到改(gai)(gai)善(shan)。

　　利用(yong)蛭石膨脹后(hou)具有(you)的蓬松、低(di)密度、化學性(xing)質(zhi)穩定(ding)、隔(ge)熱、隔(ge)音、耐火、耐冷、絕緣、吸水(shui)、抗菌(jun)、吸附、陽(yang)離子交換等(deng)特性(xing)，可制造(zao)多種功能性(xing)工業用(yong)紙、軍(jun)工用(yong)紙、裝飾紙等(deng)。

　　08丨造紙用(yong)非金屬礦功能材料發展趨勢

　　非金屬(shu)礦(kuang)物(wu)的填加不但可(ke)(ke)以降(jiang)低造紙(zhi)成(cheng)本(ben)，還可(ke)(ke)有效改(gai)善紙(zhi)張的性(xing)能(neng)，甚至(zhi)使紙(zhi)張具有一些新的功能(neng)。與(yu)傳統非金屬(shu)礦(kuang)物(wu)粉(fen)體相比，改(gai)性(xing)非金屬(shu)礦(kuang)粉(fen)體的粒徑(jing)、粒度分布、比表面(mian)積、孔(kong)隙(xi)結構、表面(mian)電性(xing)、表面(mian)能(neng)、晶格結構與(yu)缺(que)陷、官能(neng)團等特性(xing)均有所改(gai)善，在造紙(zhi)工業生產中顯示出優越的性(xing)能(neng)，可(ke)(ke)以降(jiang)低紙(zhi)張生產成(cheng)本(ben)，提高紙(zhi)張的理(li)化(hua)性(xing)能(neng)。

　　近年來(lai)超微粉體加工和改(gai)性技術不斷開拓(tuo)發展，非金(jin)屬礦物必將在(zai)造(zao)紙(zhi)行業中擁有(you)更廣闊的應用前景。整體而(er)言，隨著全球造(zao)紙(zhi)用木材(cai)資源的日益匱乏(fa)，造(zao)紙(zhi)填料越(yue)來(lai)越(yue)受到人們的重(zhong)視。

　　造紙(zhi)用(yong)非(fei)(fei)金屬(shu)(shu)礦(kuang)功能(neng)(neng)材料(liao)發(fa)(fa)展(zhan)重(zhong)點在(zai)于：(1)提(ti)高(gao)紙(zhi)張(zhang)中(zhong)礦(kuang)物(wu)原(yuan)料(liao)的用(yong)量;(2)擴展(zhan)礦(kuang)物(wu)材料(liao)在(zai)非(fei)(fei)傳統涂布(bu)或未(wei)涂布(bu)印刷(shua)紙(zhi)和(he)包(bao)裝紙(zhi)中(zhong)的應(ying)用(yong);(3)充分利(li)用(yong)低品(pin)(pin)質礦(kuang)物(wu)原(yuan)料(liao);(4)開發(fa)(fa)新的功能(neng)(neng)性非(fei)(fei)金屬(shu)(shu)礦(kuang)物(wu)品(pin)(pin)種(zhong);(5)發(fa)(fa)展(zhan)和(he)開發(fa)(fa)新的礦(kuang)物(wu)加(jia)工技(ji)術，如顏料(liao)復合(he)、化學提(ti)純、表面改性技(ji)術等，以提(ti)高(gao)其使用(yong)性能(neng)(neng)和(he)功能(neng)(neng)特性，提(ti)高(gao)紙(zhi)張(zhang)質量和(he)滿足現代高(gao)技(ji)術用(yong)紙(zhi)需要，獲得更好的性價比。這對于推(tui)動我國造紙(zhi)產業高(gao)質量發(fa)(fa)展(zhan)和(he)非(fei)(fei)金屬(shu)(shu)礦(kuang)高(gao)效利(li)用(yong)均有重(zhong)要意(yi)義(yi)。

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