کاربرد پلی آلومینیوم کلراید در صنعت کاغذسازی

پلی آلومینیوم کلرید مدت زیادی است که در تصفیه آب به عنوان منعقدکننده مورد استفاده قرار می گیرد. در سال های اخیر، پلی آلومینیوم کلرید به طور فزاینده ای در صنعت تولید کاغذ نیز استفاده شده است. در اوایل دهه ۸۰، در اروپا کاربرد پلی آلومینیوم کلرید (PAC) در سیستم خنثی سازی توسعه یافت و آلومینیوم کلرید پلیمریزه شده جایگزین سولفات آلومینیوم شد.
پلی آلومینیوم کلرید در صنعت کاغذسازی و در تصفیه و آب فاضلاب (حاصل از فرآیند تولیدکاغذ) به عنوان عامل خنثی سازی و همچنین عامل آبگیری و نگهداری الیاف مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر این در کنترل زباله های آنیونی و حذف ناخالصی ها کاربرد دارد.

پلی آلومینیوم کلراید به عنوان عامل آهاردهی روزین در شرایط خنثی

به دلیل کمبود منابع در سراسر جهان ، مواد اولیه کاغذسازی بیش از پیش ارزشمند می شوند. پرکننده ارزان قیمت کلسیم کربنات CaCO3 تا آنجا که ممکن است به جای الیاف به کار می رود. اروپا در اواسط دهه ۸۰ پیشگام استفاده از فناوری آهاردهی روزین جهت تولید کاغذ خنثی بوده است. در فرایند تولید CaCO3 می تواند به عنوان پرکننده مورد استفاده قرار گیرد، و البته عامل کلیدی موفقیت این فرآیند استفاده از پلی آلومینیوم کلرید به جای آلوم به عنوان عامل آهاردهی است.
پلیمریزاسیون آلومینیوم کلرید در محدوده خنثی یا قلیایی صورت می گیرد. در حالی که استفاده از آلوم Al2 (SO4) 3 در شرایط قلیایی و خنثی باعث تشکیل رسوب Al (OH) 3 می شود. در واقع پلی آلومینیوم کلراید منبع جدیدی برای یون های آلومینیوم در فرآیند کاغذسازی خنثی است که در محدوده ۷/۵ pH انجام می شود.
بعد از اروپا، کارخانجات کاغذسازی در آمریکای شمالی و بسیاری از مناطق دیگر این فناوری را به کار گرفتند و کاغذسازی اسیدی را به کاغذسازی خنثی تبدیل کردند. آهاردهی خنثی نه تنها با استفاده از این روش هزینه تولید را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد، بلکه استفاده از مواد لاستیکی سنتزی مانند (AKD) را محدود می کند. البته با توجه به پایداری پلیمر آلومینیوم کلرید به عنوان ترکیبی معدنی، استفاده از این فرآیند، همچنان با مشکلاتی همراه است و نیازمند تحقیقات گسترده جهت بهبود و توسعه آن است.

پلی آلومینیوم کلراید به عنوان کمک نگهدارنده و کمک آبگیرنده

شیمی برهمکنش ها در صنایع کاغذسازی عبارتست از مطالعه سطح و کلوئید شیمیایی اجزای مختلف، و فعل و انفعالات الیاف و مواد افزودنی، در فرآیند آبگیری و شکل گیری. در ده سال گذشته، روند اصلی توسعه شیمی برهمکنش ها در زمینه تبدیل کاغذسازی اسیدی به کاغذسازی قلیایی بوده است. در صنایع کاغذسازی چین با استفاده از مواد اولیه الیاف غیر چوبی، به منظور بهبود مقاومت کاغذ و همچنین رفع مشکل آبگیری در این فرآیند تحقیقات گسترده ای در زمینه مواد افزودنی مختلف و توسعه روش های شیمی برهمکنش ها در شرایط قلیایی، انجام شده است. کاربرد پلی الومینویم کلراید در این صنعت باعث افزایش کیفیت کاغذ تولید شده و کاهش نیاز به الیاف طبیعی می شود.
منظور از نگهداری (retention ) میزان ماندگاری الیاف، خرده الیاف و مواد پرکننده و افزودنی ها روی وایر در حین تشکیل ورقه و در طی فرآِند آبگیری می باشد. در حال حاضر، تئوری های مختلفی در این زمینه وجود دارد. عمدتا این فرآیند هم شامل مکانیسم مکانیکی و هم شامل انعقاد کلوئیدی می شود. نگهداری مکانیکی شامل تشکیل تدریجی پیوند مکانیکی بین ذرات کاغذ است، این مکانیسم مشابه اثر فیلتراسیون است، به طوریکه تنها بخش بلندتر الیاف در الیاف کاغذ باقی می ماند. در حال حاضر، تحقیقات زیادی در مورد مکانیسم نگهدارنده الیاف و پرکننده متمرکز شده است، این مطالعات در صدد آن هستند تا با ارائه مدل ها و نظریات مختلف، روش هایی جهت بهبود این فرآیند بیابند. اثر لخته سازی کلوئیدی شامل انعقاد و لخته سازی می شود. انعقاد عبارتست از بکارگیری نمک های با وزن مولکولی پایین و یا معدنی جهت تراکم چگالی و ایجاد تعلیق کلوئیدی و در نهایت از بین رفتن پایداری و ایجاد اثر لخته سازی. لخته سازی عبارتست از تشکیل پلیمر کلوئیدی بلند زنجیر که به هم متصل شده اند. کاربرد ترکیبات پلی آلومینیوم کلرید در فرآیند نگهداری باعث بهبود تشکیل ورقه های کاغذ و افزای شکیفیت محصول نهایی می گردد.
فرآیند کم آبی مواد کاغذی به طور مستقیم بر کیفیت نهایی کاغذ و عملکرد دستگاه تأثیر می گذارد و با بهبود فرآیند فیلتر آب می توان بهره وری، کیفیت تشکیل ورق و میزان مصرف انرژی بهینه خواهد شد. بنابراین بهبود آبگیری فرآیند کاغذسازی یکی از موضوعات مهم تحقیقات در زمینه شیمی برهمکنش کاغذسازی است. به طور کلی، تقریباً همه عوامل نگهدارنده و عوامل خنثی سازی در بهبود فرآیند آبگیری نقش دارند که از جمله این ترکیبات می توان به سولفات آلومینیوم ، پلی آلومینیوم کلرید ، نشاسته ، پلی الکترولیت آنیونی و سیستم نگهداری میکرو ذرات اشاره کرد.

سایر کاربردهای پلی آلومینیوم کلرید

با تبدیل تدریجی فرآیند کاغذسازی اسیدی به قلیایی، افزایش کاشت بذر به تدریج از محدوده اسیدی ، قلیایی به نوبه خود ، افزایش خروجی آب سفید ، خمیر کاغذ تشکیل شده، افزایش حجم تولید و ناخالصی های آنیونی، رفته رفته به مشکلات اساسی تبدیل شدند که در دراز مدت می توانست هم باعث تخریب دستگاه کاغذسازی شود و هم کیفیت کاغذ نهایی را کاهش دهد. تجربه ثابت کرده است که پلی آلومینیوم کلرید با بار کاتیونی بالا، ترکیب مناسبی جهت حذف ناخالصی ها است. این ترکیب می تواند با ناخالصی های آنیونی ترکیب شده ، و از این طریق نه تنها تأثیر تداخل ناخالصی های آنیونی در خمیر کاغذ را کنترل کند بلکه باعث بهبود آبگیری آن شود.
همچنین ، پلیمریزاسیون آلومینیوم کلرید به راحتی در سطح فیبر قابل جذب است ، همچنین می تواند با بار منفی پرکننده ها جذب شود و باعث می شود که آنها بیشتر در صفحات باقی بمانند. هم افزایی با سایر پلیمرهای آلی می تواند به طور موثری میزان نگهداری مواد و عملکرد فیلتر آب دوغاب را بهبود بخشد.
علاوه بر این ، پلی آلومینیوم کلراید (PAC) همچنین می تواند با مکانیسمی مشابه حذف ناخالصی های آنیونی، لایه رزین را به طور مؤثر کنترل کند. در مقایسه با Al2 (SO4) 3 ، پلی آلومینیوم کلرید می تواند رزین را به طور مؤثر روی الیاف ثابت کند ، همچنین استفاده از پلی آلومینیوم کلراید (PAC) می تواند رسوب مواد غیر محلول مانند BaSO4 را تا حد زیادی کاهش دهد.
پلی آلومینیوم کلرید به یکی از “مواد کمکی” ضروری برای فعالان محیط زیست و تولید کاغذ در اروپا و آمریکای شمالی و سایر مناطق تبدیل شده است، و عملکرد آن بیشتر از هر جنبه دیگری در زمینه تصفیه آب و شیمی کاغذسازی است. بنابراین، تنها بر اساس تحقیقات عمیق و گسترده، و بر اساس تجزیه و تحلیل محصولات پلیمری آلومینیوم کلرید می توان برای عملکرد های متفاوت این محصول و بهینه سازی شرایط استفاده از آن در محیط های مختلف، انتخاب معقولی داشت و به بهترین شکل ممکن از این منبع جدید آلومینیوم بهره برد.
جهت تماس با متخصصان دکتر کمیکال در زمینه به کارگیری این ترکیبات و اطلاع از قیمت پلی آلومینیوم کلرید (PAC) با ما تماس بگیرید: