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      石頭造紙:里程碑式科技新突破

      2010-03-16 00:00 來(lái)源:北京周報 責編:Quincy

        【CPP114】訊:最近,一種“新”紙引人矚目:用它可畫(huà)滿(mǎn)“綠”色,書(shū)寫(xiě)攻克污染問(wèn)題的“大文章”。

        這種紙是由石頭做成的。更確切地說(shuō),它們以石灰石為主要原材料(碳酸鈣含量70—80%),地球上常見(jiàn),中國儲量極為豐富。

        不過(guò),“石頭紙”的意義倒不僅僅是今后原料不愁,而是更為重要的“可持續”。

        “造紙業(yè)是污染很大的一個(gè)產(chǎn)業(yè)。”中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所博士生導師董鎖成研究員指出。長(cháng)期以來(lái),造紙需要大量木材和水,生產(chǎn)過(guò)程中又要排放污水和有毒有害物質(zhì),會(huì )對環(huán)境和人的健康造成嚴重危害。據有關(guān)方面統計,運用傳統技術(shù),每生產(chǎn)1噸紙要用3.7噸木片,相當于砍伐生長(cháng)期在20至40年的大樹(shù)20棵,同時(shí)使用淡水200噸,消耗標準煤1.8噸、耗電600千瓦/時(shí),并排放大量廢水和多種有害廢氣。為此,中國已先后關(guān)停了一大批小造紙廠(chǎng)。“如果石頭紙在一定程度上能夠替代傳統的紙張,那么其經(jīng)濟效益、生態(tài)效益,尤其對節能減排的影響是相當大的。”董研究員表示。

        具體而言,石頭紙并非木漿紙,亦非塑膠膜,它是把石頭礦物研磨成粉末,添加一定比例的無(wú)毒性的高分子聚合物加工而成,無(wú)須用水洗滌,也不用添加強酸、強堿、漂白劑以及眾多有機氯化物,因此沒(méi)有廢水排放的問(wèn)題,不會(huì )染污河川、大海等水資源,同時(shí)省去了以往蒸煮、洗滌、漂白等環(huán)節,而且對能源的耗用量也比傳統的木漿造紙要低得多——單位能耗僅為傳統造紙工藝的2/3.

        如果用過(guò)的石頭紙經(jīng)過(guò)回收或被當作垃圾處理,進(jìn)焚化爐焚燒時(shí)只有無(wú)毒樹(shù)脂可以燃燒,石粉則能夠促進(jìn)樹(shù)脂與空氣的接觸,加速完全燃燒,不會(huì )因缺氧悶燒產(chǎn)生黑煙,燃燒后沒(méi)有毒性廢氣,二氧化碳的排出量極少,有助于減緩與改善二氧化碳所造成的全球暖化等問(wèn)題。即便丟棄于室外,石頭紙在陽(yáng)光下照射約6個(gè)月就會(huì )自動(dòng)脆化成破碎蛋殼狀,還原大地與回歸自然 (紙張放在室內沒(méi)有陽(yáng)光中的紫外線(xiàn)破壞,樹(shù)脂是不會(huì )脆化的);埋在地下1年可以降解,變成粉末(無(wú)機礦粉),也不會(huì )造成環(huán)境污染。

        在外觀(guān)無(wú)異于傳統紙張的石頭紙上面寫(xiě)字兒,感覺(jué)會(huì )挺舒服。如果有“好事者”使之“掉”進(jìn)水里,那么10分鐘后拿出來(lái),用手抹,字不但不會(huì )暈開(kāi),擦干了水還可以接著(zhù)書(shū)寫(xiě)。若用于印刷,具有“納米”級的石粉漿讓石頭紙吸墨更牢,卻不會(huì )被浸蝕;因無(wú)纖維,噴墨列印之后清晰度更高;加上表面不覆膜,不會(huì )與墨發(fā)生化學(xué)作用,導致偏色、脫色等現象。

        石頭紙也有望代替用塑料做成的各種購物袋、食品袋、垃圾袋、桌布、雨衣乃至建材裝飾、工業(yè)包裝物等,既防止“白色污染”,又節約了大量石油資源。而若收集后加以粉碎、擠壓、制粒,還能夠作為良好添加料,生產(chǎn)出塑膠袋、桶和花盆等。

        造紙術(shù)是中國古代四大發(fā)明之一。105年,蔡倫用樹(shù)皮、麻頭及敝布、魚(yú)網(wǎng)等植物原料,經(jīng)過(guò)挫、搗、抄、烘等工藝制造的紙,是現代紙的淵源。而石頭紙則突破了沿用近2000年的以木漿、草漿為原料的造紙方式。其實(shí),早在上世紀60、70年代,便有科技工作者開(kāi)始研究這項技術(shù),90年代以后,中國臺灣地區和美、日等都有突破?蓢栏竦卣f(shuō),石頭造紙大都沒(méi)有走出“過(guò)去”,一直采用碳酸鈣和纖維進(jìn)行混合的模式,難以實(shí)現真正意義上的石頭紙——按照傳統觀(guān)念,紙是離不開(kāi)纖維的,并且,碳酸鈣含量不到60%,還得大量采用其它添加元素才能“合成”成紙。同時(shí),限于成本、工藝等多方面原因,一直停留在“概念”階段,沒(méi)有得到推廣。直到近年,隨著(zhù)“綠色”環(huán)保觀(guān)念的深入和石頭造紙工藝的突破,生產(chǎn)成本出現逆轉,石頭紙技術(shù)逐漸成熟。

        石頭造紙技術(shù)所采用的方法與工藝各不相同。其中,遼寧信德控股集團投資組建的集石頭紙產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售于一體的企業(yè)——地球衛士(大連)石頭紙業(yè)科技股份有限公司,在各方的鼎力支持與積極配合下,經(jīng)過(guò)數十家大專(zhuān)院校、科研機構2年多時(shí)間的艱苦研發(fā)與攻關(guān)和1年多的工程建設,于吉林省延邊朝鮮族自治州的汪清縣開(kāi)發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的環(huán)保石頭紙系列產(chǎn)品(目前有80余種)?萍既藛T在中國內地首次破解高碳酸鈣產(chǎn)品成膜和石頭紙超高強度等技術(shù)難關(guān),達到了國內領(lǐng)先、國際先進(jìn)的技術(shù)水平(已擁有2項石頭紙世界性發(fā)明專(zhuān)利,6項實(shí)用新型專(zhuān)利)。

        據介紹,石頭造紙術(shù)主要利用了“高分子界面化學(xué)原理”。任何物體都有一個(gè)表面,但是,除非在高真空下,一般都不是真正的表面。據專(zhuān)家解釋?zhuān)匀唤绲奈镔|(zhì)均是以固、液、氣三態(tài)出現的,所以暴露在大氣中的物體表面實(shí)際上是和空氣形成的固—氣界面而非單純的表面。而高分子材料也存在著(zhù)界面,界面和大分子聚集的本體內部具有不同的特性,這些界面特性早就為人們所利用,為了更好地發(fā)揮其利用效果,高分子界面化學(xué)這一門(mén)新學(xué)科應運而生,并不斷開(kāi)辟高分子材料的廣闊用途,石頭紙便又成一例。

        “地球衛士”還運用了“高分子填充改性技術(shù)”。在加工石頭紙制品時(shí),適當地加入各種不同的填充劑,不但可以提高其剛度和硬度,同時(shí)也可以大幅度地降低原料成本。與傳統紙張相比,目前的石頭紙系列產(chǎn)品除了具有環(huán)保、防水、防潮、防油、防霉、防蟲(chóng)蛀等優(yōu)點(diǎn)之外,還耐折,抗拉、抗卷曲強度高,很不容易被撕破。另外,如果同時(shí)燃燒石頭紙和一般的紙,后者一下子就燒完了,但石頭紙的火卻會(huì )慢慢變小而熄滅。

        未來(lái)5到8年,“地球衛士”總投資138.75億元人民幣,計劃建設20個(gè)石頭紙生產(chǎn)基地,截止去年10月,已在汪清等地建設了3個(gè)。“這一產(chǎn)業(yè)符合國家節能、環(huán)保、減排的產(chǎn)業(yè)政策,利潤空間比較大,未來(lái)的利潤足以支撐其可持續發(fā)展。”地球衛士石頭紙業(yè)科技股份有限公司董事局主席宋旭表示,“作為社會(huì )的一分子,我們決心把石頭紙產(chǎn)業(yè)做強、做大,為中國產(chǎn)業(yè)結構調整、低碳經(jīng)濟的發(fā)展做出貢獻,致力于‘科技含量高、經(jīng)濟效益好、資源消耗少’的科學(xué)發(fā)展探索。”

        其汪清石頭紙生產(chǎn)基地位于該縣工業(yè)集中區,總占地面積340萬(wàn)平方米,建筑面積135萬(wàn)平方米,去年4月1日開(kāi)工,明年建成投產(chǎn)。項目分3期,一期工程年產(chǎn)108萬(wàn)噸,實(shí)現年銷(xiāo)售收入70億元、稅金14億元。今年準備上120條生產(chǎn)線(xiàn)(每條生產(chǎn)線(xiàn)3000噸/年),實(shí)現年產(chǎn)36萬(wàn)噸石頭紙的生產(chǎn)能力。“這36萬(wàn)噸的項目所實(shí)現的產(chǎn)值,就相當于再造一個(gè)汪清。”吉林省延邊朝鮮族自治州汪清縣副縣長(cháng)郭洪祥說(shuō)。

        吉林省人民政府2010年《政府工作報告》也提到,今年將推動(dòng)環(huán)保石頭紙規;a(chǎn),并將其列入戰略性新興產(chǎn)業(yè)中的新材料產(chǎn)業(yè)加以培育。

        “我們省總建設規模將達到年產(chǎn)石頭紙540萬(wàn)噸。”吉林省延邊朝鮮族自治州人民政府州長(cháng)李龍熙介紹道。而這一產(chǎn)量與同等傳統紙張相比,每年可以節約864萬(wàn)立方米的木材,相當于減少砍伐1016平方公里的森林,每年還可節約水資源10.8億立方米,減排廢水6.5億噸,節電18.9億度,減少排放有毒有害物質(zhì)和氣體300多種。

        如今在中國,生產(chǎn)石頭紙的企業(yè)遠不只一家。去年7月,內蒙古自治區宣布投資60億元人民幣,與香港龍盟環(huán)保紙集團有限公司合作,規劃建設規模為年產(chǎn)72萬(wàn)噸石頭紙高科技項目;同年8月,位于安徽淮北的天象集團也宣布,總投資3.6億美元建設石頭造紙項目,預計今年4月項目一期年產(chǎn)6萬(wàn)噸環(huán)保紙生產(chǎn)線(xiàn)將順利投產(chǎn)。

        不過(guò),有專(zhuān)家表示,盡管中國廠(chǎng)商持有石頭紙的核心技術(shù),未來(lái)這種產(chǎn)品的市場(chǎng)容量和各種效益也很可觀(guān),但目前它仍處于產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展初期。“今年春天時(shí)分,我們將組織召開(kāi)‘全國低碳經(jīng)濟論壇’,對石頭紙這個(gè)新生事物的技術(shù)創(chuàng )新和產(chǎn)業(yè)革命進(jìn)一步論證與研討。”董鎖成研究員透露說(shuō),有關(guān)專(zhuān)家還將到生產(chǎn)和原材料基地去考察與調研,“對石頭紙的能耗、效能、污染物排放與降解等做一系列的檢測、實(shí)驗與分析。”

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