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石頭造紙:里程碑式科技新突破
 
http://ordinalmonkey.com  2010-03-16 北京周報(bào)

  最近,一種“新”紙引人矚目:用它可畫滿“綠”色,書寫攻克污染問題的“大文章”。

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

  不過,“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(xù)”。

  “造紙業(yè)是污染很大的一個(gè)產(chǎn)業(yè)!敝袊茖W(xué)院地理科學(xué)與資源研究所博士生導(dǎo)師董鎖成研究員指出。長期以來,造紙需要大量木材和水,生產(chǎn)過程中又要排放污水和有毒有害物質(zhì),會(huì)對(duì)環(huán)境和人的健康造成嚴(yán)重危害。據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì),運(yùn)用傳統(tǒng)技術(shù),每生產(chǎn)1噸紙要用3.7噸木片,相當(dāng)于砍伐生長期在20至40年的大樹20棵,同時(shí)使用淡水200噸,消耗標(biāo)準(zhǔn)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!叭绻^紙?jiān)谝欢ǔ潭壬夏軌蛱娲鷤鹘y(tǒng)的紙張,那么其經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益,尤其對(duì)節(jié)能減排的影響是相當(dāng)大的!倍芯繂T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,添加一定比例的無毒性的高分子聚合物加工而成,無須用水洗滌,也不用添加強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、漂白劑以及眾多有機(jī)氯化物,因此沒有廢水排放的問題,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(jié),而且對(duì)能源的耗用量也比傳統(tǒng)的木漿造紙要低得多——單位能耗僅為傳統(tǒng)造紙工藝的2/3.

  如果用過的石頭紙經(jīng)過回收或被當(dāng)作垃圾處理,進(jìn)焚化爐焚燒時(shí)只有無毒樹脂可以燃燒,石粉則能夠促進(jìn)樹脂與空氣的接觸,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題。即便丟棄于室外,石頭紙?jiān)陉柟庀抡丈浼s6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(nèi)沒有陽光中的紫外線破壞,樹脂是不會(huì)脆化的);埋在地下1年可以降解,變成粉末(無機(jī)礦粉),也不會(huì)造成環(huán)境污染。

  在外觀無異于傳統(tǒng)紙張的石頭紙上面寫字兒,感覺會(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,用手抹,字不但不會(huì)暈開,擦干了水還可以接著書寫。若用于印刷,具有“納米”級(jí)的石粉漿讓石頭紙吸墨更牢,卻不會(huì)被浸蝕;因無纖維,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(dǎo)致偏色、脫色等現(xiàn)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(jié)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,蔡倫用樹皮、麻頭及敝布、魚網(wǎng)等植物原料,經(jīng)過挫、搗、抄、烘等工藝制造的紙,是現(xiàn)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(jì)60、70年代,便有科技工作者開始研究這項(xiàng)技術(shù),90年代以后,中國臺(tái)灣地區(qū)和美、日等都有突破?蓢(yán)格地說,石頭造紙大都沒有走出“過去”,一直采用碳酸鈣和纖維進(jìn)行混合的模式,難以實(shí)現(xiàn)真正意義上的石頭紙——按照傳統(tǒng)觀念,紙是離不開纖維的,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,沒有得到推廣。直到近年,隨著“綠色”環(huán)保觀念的深入和石頭造紙工藝的突破,生產(chǎn)成本出現(xiàn)逆轉(zhuǎn),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(tuán)投資組建的集石頭紙產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的企業(yè)——地球衛(wèi)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)過數(shù)十家大專院校、科研機(jī)構(gòu)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(shè),于吉林省延邊朝鮮族自治州的汪清縣開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的環(huán)保石頭紙系列產(chǎn)品(目前有80余種)。科技人員在中國內(nèi)地首次破解高碳酸鈣產(chǎn)品成膜和石頭紙超高強(qiáng)度等技術(shù)難關(guān),達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)的技術(shù)水平(已擁有2項(xiàng)石頭紙世界性發(fā)明專利,6項(xiàng)實(shí)用新型專利)。

  據(jù)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(jù)專家解釋,自然界的物質(zhì)均是以固、液、氣三態(tài)出現(xiàn)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—?dú)饨缑娑菃渭兊谋砻。而高分子材料也存在著界面,界面和大分子聚集的本體內(nèi)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)這一門新學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生,并不斷開辟高分子材料的廣闊用途,石頭紙便又成一例。

  “地球衛(wèi)士”還運(yùn)用了“高分子填充改性技術(shù)”。在加工石頭紙制品時(shí),適當(dāng)?shù)丶尤敫鞣N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(tǒng)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、防蟲蛀等優(yōu)點(diǎn)之外,還耐折,抗拉、抗卷曲強(qiáng)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5到8年,“地球衛(wèi)士”總投資138.75億元人民幣,計(jì)劃建設(shè)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(shè)了3個(gè)!斑@一產(chǎn)業(yè)符合國家節(jié)能、環(huán)保、減排的產(chǎn)業(yè)政策,利潤空間比較大,未來的利潤足以支撐其可持續(xù)發(fā)展!钡厍蛐l(wèi)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(qiáng)、做大,為中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn),致力于‘科技含量高、經(jīng)濟(jì)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(qū),總占地面積340萬平方米,建筑面積135萬平方米,去年4月1日開工,明年建成投產(chǎn)。項(xiàng)目分3期,一期工程年產(chǎn)108萬噸,實(shí)現(xiàn)年銷售收入70億元、稅金14億元。今年準(zhǔn)備上120條生產(chǎn)線(每條生產(chǎn)線3000噸/年),實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)36萬噸石頭紙的生產(chǎn)能力。“這36萬噸的項(xiàng)目所實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)值,就相當(dāng)于再造一個(gè)汪清!奔质⊙舆叧r族自治州汪清縣副縣長郭洪祥說。

  吉林省人民政府2010年《政府工作報(bào)告》也提到,今年將推動(dòng)環(huán)保石頭紙規(guī);a(chǎn),并將其列入戰(zhàn)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(shè)規(guī)模將達(dá)到年產(chǎn)石頭紙540萬噸。”吉林省延邊朝鮮族自治州人民政府州長李龍熙介紹道。而這一產(chǎn)量與同等傳統(tǒng)紙張相比,每年可以節(jié)約864萬立方米的木材,相當(dāng)于減少砍伐1016平方公里的森林,每年還可節(jié)約水資源10.8億立方米,減排廢水6.5億噸,節(jié)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(yuǎn)不只一家。去年7月,內(nèi)蒙古自治區(qū)宣布投資60億元人民幣,與香港龍盟環(huán)保紙集團(tuán)有限公司合作,規(guī)劃建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)72萬噸石頭紙高科技項(xiàng)目;同年8月,位于安徽淮北的天象集團(tuán)也宣布,總投資3.6億美元建設(shè)石頭造紙項(xiàng)目,預(yù)計(jì)今年4月項(xiàng)目一期年產(chǎn)6萬噸環(huán)保紙生產(chǎn)線將順利投產(chǎn)。

  不過,有專家表示,盡管中國廠商持有石頭紙的核心技術(shù),未來這種產(chǎn)品的市場容量和各種效益也很可觀,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‘全國低碳經(jīng)濟(jì)論壇’,對(duì)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,有關(guān)專家還將到生產(chǎn)和原材料基地去考察與調(diào)研,“對(duì)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(yàn)與分析。”

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