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在中国发明纸的2000多年后,中国科学家声称又有了新的突破,用燃煤电厂的脏废物取代了纸的关键成分。

尽管用的是燃烧煤炭产生的黑色飞灰,但这张纸的白度与纯白度匹配度高达90%以上。新利体育香港版

该过程在实际生产线上经过严格的测试,并准备好进行大量应用,一些中国造纸工厂现在能够在政府资助的研究计划中的科学家们用烟囱废物替换其产品中的近一半的木纤维。。

从陕西科技大学教授张梅云教授后,突破近10年,她的同事首先提出了粉煤灰中的硅酸钙可以用作纸上的填料。新利彩票官网

这种新产品解决了两个问题——全球工业对木材的需求对环境的影响,以及如何处理每年数百万吨的飞灰。

根据全球性质基金(WWF),造纸厂负责全球范围内为工业用途的木材偏见,为工业用途“对世界上一些最重要的地方和物种”。

由于中国的大部分森林都受到保护,该国的造纸厂主要从加拿大、俄罗斯、美国和其他拥有大片森林的国家进口木浆。新利体育香港版中国拥有世界上最大的造纸工业,纸张和纸浆的年产量接近1亿吨,超过了所有欧洲国家的总和。新利体育香港版

中国也是世界上最大的电力生产国,据政府统计,每年收集约7亿吨粉煤灰。大约70%的垃圾——煤炭燃烧的副产品,由含有钙和硅等多种矿物质的细颗粒组成——被建筑行业使用,但其余的垃圾直到现在还无处可去。

对于张和她的同事来说,粉煤灰是一种很有前途的木浆替代品,因为它的化学和物理性质类似于工业添加剂——如滑石粉和高岭土——已经用于造纸生产。新利体育香港版

他们很快意识到,说起来容易做起来难。“我们实验室的第一张床单看起来是灰色的,”参与该项目的另一位科学家宋顺喜博士说。“我们有一个灰姑娘,但造纸业想要一个白雪公主。结果不是很好。”

问题是在飞灰中存在未燃烧的碳颗粒,降低了纸张的亮度。没有一种经济有效的方法来去除这些颗粒,这个项目就卡住了。中国最大的国有电力公司之一大唐电力(Datang Power)加入了该项目,并提出了一个潜在的解决方案。

中国的许多煤层含有铝,而从粉煤灰中提取铝的化学过程被认为具有美白效果。在内蒙古大唐发电厂旁边的一家铝厂,科学家们发现了一种合适的粉煤灰,并把样本带回了西安的实验室。

正如他们所预料的那样,床单变亮了,但它太脆了,不能使用。宋说,最近的这个问题部分是由飞灰颗粒的大小和形状引起的,科学家和工程师花了几年时间来调整原飞灰的处理,以达到完美的颗粒。

“植物纤维是有机的,粉煤灰不是。将它们混合在一起很困难,而且纤维之间有很多空隙要填补。”“没有人愿意使用有墨水或灰尘脱落的纸张。”
科学家们发现,这个问题没有简单的解决方案,因为改善材料的一种特性很容易导致另一种特性的降解。

直到2014年,球队发现了一个有效的配方,解决了造纸过程中的所有元素 - 从不同材料的原子结构,加入纸浆的水量,到粘合剂化学品品牌加入粘合剂新利体育香港版不同的组件。

这项技术新利彩票官网在实验室里运行得非常好,但没有一家工厂愿意尝试。为了使用它,生产线需要修改,工人和工程师需要时间来学习和熟悉这个过程。还有人担心,如果技术失败,一家工厂可能无法实现年度生产目标。新利彩票官网

“谢天谢地,我们在我们身后的政府后,”宋说。在许多水平的当局的财政支持和联络,科学家们在陕西省陕西,河南和山东省的造纸厂,科学家们能够在几年内进行测试和改进技术。新利彩票官网

研究人员没有向当局提供他们的支持,除了说大多数资金来自北京中央政府,省级和城市级政府的额外帮助。根据歌曲的说法,反馈是积极的,生产成本从8%到15%范围内。

仍有一些因素限制了全国各地的应用,包括一些造纸厂远离燃煤发电厂的位置。距离越大,运输粉煤灰的成本越高。

煤炭的质量也因地点不同而不同,因此增白和混合配方需要根据具体情况进行调整。
宋说:“我们将继续改进这项技术,直到有一天它能在所有造纸厂使用。”新利彩票官网

广东省广州棉布纸工程国家重点实验室高级研究员表示,中国已经解决了用粉煤灰制造纸张的所有主要技术问题。新利体育香港版

这位不愿透露姓名的研究人员说,几个研究团队已经提出了使用不同策略的创新解决方案。他是审查这些技术的一个国家委员会的成员。

“使用粉煤灰的成本只是进口纸浆的十分之一,”科学家说。新利体育香港版

然而,粉煤灰的主要竞争对手不是木材,而是其他无机填料,如来自陶瓷工业的高岭土。

“该技术必新利彩票官网须证明自己有利可图和可持续的。他说,即使没有政府的支持,它也必须具有竞争力。“

来源:SCMP