Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Störstoffen
aus einer wässrigen
Faserstoffsuspension gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.The
The invention relates to a method for removing contaminants
from an aqueous
Pulp suspension according to the preamble
of claim 1.
Verfahren
der genannten Art werden verwendet, um aus einer Papierfasersuspension
zumindest einen Teil der darin suspendierten unerwünschten
Feststoffteilchen, sogenannte Störstoffe,
auszuscheiden. Bekanntlich wird bei einer Flotation ein mit auszuscheidenden
Stoffen enthaltender Schaum oder Schwimmschlamm gebildet. Ein typischer
Anwendungsfall eines derartigen Verfahrens ist die Aufbereitung
von einer aus bedrucktem Altpapier gewonnenen wässrigen Fasersuspension, in
der die Druckfarbenpartikel bereits von Fasern abgelöst sind,
so dass sie sich ausflotieren lassen. Der hier beschriebene Flotationsvorgang
nutzt die Unterschiede zwischen Papierfaserstoff und unerwünschten
Feststoffteilchen in der Art, dass der Faserstoff auf Grund seines
eher hydrophilen Charakters in der Fasersuspension verbleibt, während die
angesprochenen Feststoffteilchen hydrophob sind und deshalb zusammen
mit den Luftblasen in den Schaum gelangen. Neben den Druckfarbenpartikeln
gibt es auch eine Vielzahl weiterer Stoffe, die hydrophob sind und
sich daher durch Flotation von dem Faserstoff trennen lassen. Solche
Stoffe sind insbesondere Kleber, feine Kunststoffpartikel und eventuell
auch Harze. Da durch das hier angesprochene Flotationsverfahren
Fasern von Verunreinigungen (beides sind Feststoffe) getrennt werden,
spricht man von selektiver Flotation. Der ebenfalls benutzte Begriff „Flotationsdeinking" wird in der Regel
nicht nur für
die Entfernung von Druckfarbenpartikeln (ink = Druckfarbe), sondern
auch allgemeiner für
die selektive Flotation von Verunreinigungen aus Faserstoffsuspensionen verwendet.method
The said type are used to make a paper fiber suspension
at least a portion of the unwanted suspended therein
Solid particles, so-called contaminants,
excrete. As is known, in a flotation to be excreted with a
Substances containing foam or scum formed. A typical one
Use case of such a method is the treatment
from an aqueous fiber suspension obtained from printed waste paper, in
the ink particles are already detached from fibers,
so that they can be floated. The flotation process described here
exploits the differences between paper pulp and unwanted
Particulate matter in the way that the pulp due to its
rather hydrophilic character remains in the fiber suspension, while the
addressed solid particles are hydrophobic and therefore together
get into the foam with the air bubbles. In addition to the ink particles
There are also a variety of other substances that are hydrophobic and
can therefore be separated from the pulp by flotation. Such
Substances are in particular adhesives, fine plastic particles and possibly
also resins. Because of the flotation process mentioned here
Fibers are separated from impurities (both are solids),
one speaks of selective flotation. The term also used "flotation deinking" is usually
not only for
the removal of ink particles (ink = ink), but
also more general for
used the selective flotation of impurities from pulp suspensions.
Weit
verbreitet sind Verfahren mit zwei aufeinander folgenden Flotationsschritten,
zwischen denen eine mechanische Behandlung durchgeführt wird.
So ist aus dem Fachaufsatz Herbert Britz „Flotationsdeinking – Grundlagen
und Systemeinbindung",
Wochenblatt für
Papierfabrikation 10, 1993, Seiten 394-401, bekannt, zunächst eine „Flotation I", dann eine Hochkonsistenz-Dispergierung für deren Gutstoff
und dann eine „Flotation
II" zur Entfernung der
beim Dispergieren von der Faser abgelösten Druckfarben zu verwenden.Far
widespread are processes with two successive flotation steps,
between which a mechanical treatment is carried out.
Thus, from the technical essay Herbert Britz "flotation deinking - basics
and system integration ",
Weekly for
Papierfabrikation 10, 1993, pages 394-401, known, first a "flotation I", then a high consistency dispersion for their accepts
and then a "flotation
II "to remove the
to be used in dispersing ink removed from the fiber.
Solche
Verfahren sind sehr wirksam, aber relativ aufwändig, da jeder Teilschritt
eine vollständige selektive
Flotation für
den gesamten Papierfaserstoff enthält.Such
Procedures are very effective, but relatively complex, since each substep
a complete selective
Flotation for
contains the entire paper pulp.
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Aufbereitungsverfahren
zu schaffen, mit dem eine möglichst
effektive Ausscheidung der Störstoffpartikel
erzielbar ist, ohne dass ein zu hoher apparativer und betriebsmäßiger Aufwand
benötigt
wird.Of the
Invention is based on the object, a treatment process
to create, with the one possible
effective removal of contaminant particles
can be achieved without too much equipment and operational effort
needed
becomes.
Diese
Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1
in vollem Umfang gelöst.These
The object is achieved by the characterizing features of claim 1
solved in full.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
nutzt die Möglichkeiten,
die sich daraus ergeben, dass ein Teil der Faserstoffsuspension
dispergiert wird, und zwar der, der auf Grund seiner Beschaffenheit
höhere
Anforderungen an die Flotation stellt. Nach der Dispergierung ist
er mit weniger Aufwand durch Flotation zu reinigen, so dass er sich
diesbezüglich ähnlich verhält wie der
andere Teil der Faserstoffsuspension.The
inventive method
uses the possibilities
resulting from the fact that a part of the pulp suspension
is dispersed, and that, due to its nature
higher
Demands on the flotation. After dispersion is
He cleaned with less effort by flotation, so he himself
behaves in this regard similar to the
other part of the pulp suspension.
Typischerweise
wird das Verfahren an Altpapiersuspensionen angewandt. Ein solches
Ausgangsmaterial enthält
ein Gemisch von verschiedenen Fasern und Verunreinigungen. Von diesem
Gemisch wird durch die Fraktionierung nur ein geringer Anteil an
Farb- und/oder Füllstoffen
in die Grobfraktion überführt, während die
Feinfraktion größere Mengen
der flotierbaren Störstoffe
enthält
und mit Faserfeinstoff und eventuell Kurzfasern angereichert ist.
In einer so gebildeten Feinfraktion sind die Flotationsbedingungen
signifikant günstiger
als in der Faserstoffsuspension vor der Fraktionierung. Das gilt
auch dann noch, wenn die dispergierte Grobfraktion zugemischt wurde.
Die Flotation der dispergierten Grobfraktion zusammen mit der Feinfraktion
kann auch z.B. mit höherer
Konsistenz zu einem guten Ergebnis gebracht werden. Bei Anwendung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann ohne weiteres bei ca. 1,5 % oder mehr flotiert werden, während z.B.
die übliche Vollstromflotation
bei einer Konsistenz von ca. 1,0-1,3 % durchgeführt wird. Andere Einflussmöglichkeiten
auf die Flotation bieten z.B. Variationen der Chemikaliendosierung,
Luftblasenmenge oder Anlagengröße.typically,
the method is applied to waste paper suspensions. Such
Contains starting material
a mixture of different fibers and impurities. Of this
Mixture is fractionated by only a small proportion
Dyes and / or fillers
transferred to the coarse fraction while the
Fine fraction larger quantities
the floatable impurities
contains
and enriched with fiber fines and possibly short fibers.
In a fine fraction thus formed are the flotation conditions
significantly cheaper
as in the pulp suspension prior to fractionation. That is true
even if the dispersed coarse fraction was added.
The flotation of the dispersed coarse fraction together with the fine fraction
may also be e.g. with higher
Consistency can be brought to a good result. When used
the method according to the invention
can be readily floated at about 1.5% or more, while e.g.
the usual full flow flotation
at a consistency of about 1.0-1.3%. Other influences
for flotation, e.g. Variations of the chemical dosing,
Air bubble quantity or system size.
Die
Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen.
Dabei zeigen:The
The invention and its advantages are explained with reference to drawings.
Showing:
1:
Ein exemplarisches Schema des erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 : An exemplary scheme of the method according to the invention;
2:
Eine Variante des Verfahrens; 2 : A variant of the procedure;
3:
Schematisch: Eine erfindungsgemäße Anlage
für das
in 2 gezeigte Verfahren; 3 Schematic: A plant according to the invention for the in 2 shown method;
4:
Schematisch: Eine variierte Anlage; 4 : Schematically: A diversified facility;
5-9:
Je eine weitere Variante des Verfahrens. 5 - 9 : Another variant of the procedure.
1 zeigt
ein einfaches Schema, bei dem aus Altpapier in einem Stofflöser 13 eine
Faserstoffsuspension gebildet wird. Es folgt eine mechanische Reinigungsanlage 14 zur
Ausscheidung von Verunreinigungen, die in der Regel Siebmaschinen und/oder
Zentrifugalabscheider, z.B. Hydrozyklone, aber noch keine Flotationsanlage
zum Deinken umfasst. Die so erzeugte vorgereinigte wässrige Faserstoffsuspension
S wird als nächstes
einer Fraktionierung 3 zugeführt. Bei einer ersten Ausführungsform des
Verfahrens werden die Fasern, die signifikant länger, eventuell auch steifer
als die übrigen
Fasern sind, in die Grobfraktion G geführt, während die Kurzfasern, Feinstoffe,
Füllstoffe
und feine Störstoffpartikel
in die Feinfraktion F gelangen. Diese Betrachtung erfasst nur die Feststoffe;
die Flüssigkeit,
also überwiegend
Wasser, fließt
mit beiden Fraktionen ab. Dabei können sich Verschiebungen der
Konsistenz ergeben, und zwar normalerweise so, dass die Feinfraktion
F eine geringere Konsistenz hat als die Grobfraktion G. Wie die 1 zeigt,
wird die Feinfraktion F in eine Flotation 1 geführt und
dort in der an sich bekannten Weise von Störstoffen gereinigt. Diese Flotation 1 ist
bezüglich
ihrer Betriebsparameter auf eine mit Kurzfasern und/oder Feinstoffen
besonders angereicherte Suspension abgestimmt. Die Vorgänge bei
der Flotation 1 sind bekannt; es wird ein Flotationsschaum
R1 gebildet, der einen großen
Teil der Störstoffe
enthält,
sowie ein gereinigter Gutstoff A1 mit dem überwiegenden Teil der Fasern. 1 shows a simple scheme in which waste paper in a pulper 13 a pulp suspension is formed. This is followed by a mechanical cleaning system 14 for the removal of impurities, which as a rule comprises screening machines and / or centrifugal separators, eg hydrocyclones, but not yet a flotation unit for deinking. The prepurified aqueous pulp suspension S thus produced is next subjected to fractionation 3 fed. In a first embodiment of the method, the fibers, which are significantly longer, possibly also stiffer than the other fibers, are guided into the coarse fraction G, while the short fibers, fines, fillers and fine contaminant particles enter the fine fraction F. This consideration covers only the solids; the liquid, which is predominantly water, flows off with both fractions. This may result in shifts in consistency, usually in such a way that the fine fraction F has a lower consistency than the coarse fraction G. Like the 1 shows, the fine fraction F is in a flotation 1 guided and cleaned there in the known manner of impurities. This flotation 1 is tuned with respect to their operating parameters to a particularly enriched with short fibers and / or fines suspension. The processes in flotation 1 are known; a flotation foam R1 is formed, which contains a large part of the impurities, and a purified accept A1 with the predominant part of the fibers.
Die
Grobfraktion G der Fraktionierung 3 wird durch eine Eindickung 5 auf
höhere
Konsistenz gebracht, vorzugsweise zwischen 15 % und 25 %, erfährt dann
eine Dispergierung 4 und anschließend eine Verdünnung 6 mit
Wasser W, z.B. auf etwa 1 bis 1,5 % Konsistenz. Bekanntlich ist
der Hauptzweck einer Dispergierung 4 in einer solchen Anwendung
die Ablösung
von an den Fasern haftenden Störstoffen. Eventuell
können
auch weitere mit Dispergern erzielbare Effekte, wie z.B. Auflösung der
Reststippen, damit verbunden sein. Der dispergierte und verdünnte Stoff
gelangt hier dann in eine Wäsche 2,
die so eingestellt ist, dass das Filtrat R2 die flotierbaren feinen Störstoffe
abführt.
Diese werden dann in der Flotation 1 zusammen mit den im
Filtrat F enthaltenen feinen Störstoffen
entfernt. Der Gutstoff A2 (Dickstoff) aus der Wäsche 2 ist oft zur
Papiererzeugung ausreichend sauber. Falls nicht, kann er in einer
zusätzlichen
selektiven Flotation 17 (gestrichelt gezeichnet) nachbehandelt
werden.The coarse fraction G of the fractionation 3 is through a thickening 5 brought to a higher consistency, preferably between 15% and 25%, then undergoes a dispersion 4 and then a dilution 6 with water W, eg to about 1 to 1.5% consistency. As is known, the main purpose of a dispersion 4 in such an application, the separation of adhering to the fibers impurities. It may also be possible to combine other effects that can be achieved with dispersers, such as, for example, dissolution of the residual specks. The dispersed and diluted substance then passes into a wash 2 , which is adjusted so that the filtrate R2 removes the floatable fine impurities. These are then in the flotation 1 removed together with the fine impurities contained in the filtrate F. The accepts A2 (thick matter) from the laundry 2 is often sufficiently clean to produce paper. If not, he can in an additional selective flotation 17 be treated (dashed lines).
In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens,
auf die später
noch eingegangen wird, kann die Fraktionierung 3 so durchgeführt werden,
dass alle Fasern oder ein sehr großer Teil von ihnen in die Grobfraktion
G gelangt. Die Feinfraktion F enthält dann wenig Fasern (auch
wenig Kurzfasern) aber einen großen Teil der organischen und
anorganischen Feinstoffe einschließlich der zu flotierenden Störstoffe.
Dabei sind Aufteilungen möglich
und sinnvoll, bei denen z.B. bis zu 50 % des im Einlauf zur Fraktionierung 3 zugeführten Feststoffes in
die Feinfraktion F gelangen. Je nach Anforderungen und Rohstoffen
können
auch kleinere Werte von Vorteil sein. Andererseits ist auch ein
Minimum an Feststoffen in der Feinfraktion F erforderlich, z.B.
5 bis 10 %, damit nicht ein Filterprozess, sondern eine Fraktionierung
ausgeführt
wird. Der Anteil der Fasern wird in der Regel als Rückstand
des Siebes R 100 nach Bauer-McNett ermittelt (Labor-Methode nach TAPPI
Standard T 233). Feinstoffe fallen in derselben Analyse als Durchlauf
des 100 mesh-Siebes an.In a particularly advantageous embodiment of the process, which will be discussed later, the fractionation 3 be carried out so that all fibers or a very large part of them in the coarse fraction G passes. The fine fraction F then contains few fibers (even a few short fibers) but a large part of the organic and inorganic fines including the impurities to be floated. Here, splits are possible and useful, for example, up to 50% of the inlet to the fractionation 3 fed solid get into the fine fraction F. Depending on requirements and raw materials, even smaller values may be advantageous. On the other hand, a minimum of solids in the fine fraction F is required, for example 5 to 10%, so that not a filtering process, but a fractionation is performed. The proportion of fibers is generally determined as the residue of the sieve R 100 according to Bauer-McNett (laboratory method according to TAPPI Standard T 233). Fines are obtained in the same analysis as the run of the 100 mesh screen.
In 2 ist
eine gegenüber
der gemäß 1 vereinfachte
Ausführungsform
gezeigt, bei der die dispergierte und danach wieder verdünnte Grobfraktion
G zusammen mit der Feinfraktion F direkt in die Flotation 1 geführt wird.
Das kann von Vorteil sein, wenn nicht sicher ist, dass bei der in 1 gezeigten
Wäsche 2 die
Störstoffe
in gewünschtem Maße in das
Filtrat gelangen. Andererseits wird die Flotation durch die vermehrten
Fasern, insbesondere Langfasern, wieder etwas aufwändiger.In 2 is one opposite the according to 1 simplified embodiment shown in which the dispersed and then rediluted coarse fraction G together with the fine fraction F directly into the flotation 1 to be led. This can be beneficial if it is not certain that at the in 1 shown laundry 2 the impurities enter the filtrate to the desired extent. On the other hand, the flotation by the increased fibers, especially long fibers, again a little more complex.
Die 3 und 4 zeigen
etwas detailliertere Darstellungen jeweils einer für das Verfahren
benutzbaren Anlage, ohne dass hier konkrete maschinelle Ausgestaltungen
entnehmbar wären.
Dabei wird eine Faserstoffsuspension in einem Stofflöser 13 gebildet, über Hydrozyklon 15 sowie
Sortierer 16 mechanisch gereinigt und dann einer Fraktionierung 3 zugeführt. Gemäß 3 wird
für die
Fraktionierung 3 eine Nasssiebmaschine von der Art eines
Drucksortierers verwendet, der entsprechend den Anforderungen einer
Fraktionierung ausgestattet und betrieben wird. Er soll also nicht
zur Abtrennung von Schmutzstoffen dienen, bei der möglichst
alle Fasern in den Durchlauf gelangen. Anders als bei der Schmutzstoffentfernung
(„Sortierung") besteht also bei
der Fraktionierung auch der Überlauf
zu einem großen
Teil aus Fasern. Die Faserstoffsuspension S wird in das Innere des
Gehäuses
eines solchen Drucksortierers eingepumpt und mit Hilfe eines Siebkorbes 7 fraktioniert.
Die zur Fraktionierung im Drucksortierer erforderlichen Parameter
sind an sich bekannt; die wichtigsten sind Form und Größe der Sieböffnungen,
Konsistenz der Suspension, Überlaufrate
und Art der Siebräumung.
Typische Sieböffnungen sind Rundlöcher im
Bereich zwischen 0,2 und 0,5 mm oder Schlitze zwischen 0,1 und 0,3
mm.The 3 and 4 show somewhat more detailed representations of each of a plant usable for the process, without that specific machine embodiments could be removed. This is a pulp suspension in a pulper 13 formed, via hydrocyclone 15 as well as sorters 16 mechanically cleaned and then a fractionation 3 fed. According to 3 is for fractionation 3 uses a wet screen of the type of pressure sorter, which is equipped and operated according to the requirements of a fractionation. So it should not serve for the separation of pollutants, get in the most possible all fibers in the run. In contrast to pollutant removal ("sorting"), the overflow also consists to a large extent of fibers during fractionation The pulp suspension S is pumped into the interior of the housing of such a pressure sorter and with the aid of a screen basket 7 fractionated. The parameters required for fractionation in the pressure sorter are known per se; the most important are the shape and size of the sieve openings, consistency of the suspension, overflow rate and type of sieve clearing. Typical sieve openings are round holes in the range between 0.2 and 0.5 mm or slots between 0.1 and 0.3 mm.
Durch
Wahl der Vorrichtungen und Betriebsbedingungen zur Realisierung
der Fraktionierung 3 lässt
sich die Aufteilung des Faserstoffes in Grob- und Feinfraktion einstellen.
Dabei kann es von besonderem Vorteil sein, die Fraktionierung 3 so
vorzunehmen, dass möglichst
viele Fasern, seien sie nun kurz oder lang, in die Grobfraktion
G gelangen und die Feinfraktion F im Wesentlichen die auszusortierenden
Schmutzstoffe, anorganische Feinstoffe (Füllstoffe) und organische Feinstoffe
(Faserfeinstoff) enthält.
Eine solche spezielle Fraktionierung wird bei einem gemäß 3 verwendeten
Drucksortierer durch relativ geringe Konsistenz begünstigt,
wobei für
die Sieböffnungen
eher relativ kleine Werte, also z.B. ca. 0,2 mm Loch oder 0,1 mm
Schlitz, zu wählen
sind. Die Überlaufrate
wäre relativ
hoch, z.B. ca. 50 %, wobei sich solche Werte auf den jeweiligen
Feststoffgehalt der Suspension beziehen.By choice of devices and operating conditions to realize the fractionation 3 can be the division of the pulp in coarse and fine fraction set. It may be of particular advantage, the fractionation 3 to make so that as many fibers, whether short or long, get into the coarse fraction G and the fine fraction F essentially ent sorted contaminants, inorganic fines (fillers) and organic fines (fiber fines) ent holds. Such a special fractionation is performed in accordance with 3 used pressure sorter favored by relatively low consistency, with the screen openings rather relatively small values, ie, for example, about 0.2 mm hole or 0.1 mm slot to choose. The overflow rate would be relatively high, eg approx. 50%, whereby such values refer to the respective solids content of the suspension.
Die
Fraktionierung 3 lässt
sich aber auch durch Verwendung einer Waschvorrichtung 30 betreiben,
was in dem Anlagenschema der 4 gezeigt ist.
Das Filtrat der Waschvorrichtung 30 ist dann die Feinfraktion
F. Solche Waschvorrichtungen für
Faserstoffe sind bekannt. Sie dienen dazu, nicht nur das Wasser
vom Feststoff zu trennen (Filter), sondern sollen auch den Feststoff
selbst fraktionieren. Eine besonders geeignete technische Ausführungsform und
die bevorzugten Parameter sind z.B. in der Patentschrift DE 30 05 681 beschrieben.
Bei einer solchen Waschvorrichtung wird die auszuwaschende Suspension
S zwischen einen undurchlässigen
Zylinder 31 und ein durchlässiges umlaufendes Siebband 32 mit
geringer Konsistenz turbulent eingespritzt. Der zwischen Siebband 32 und
Zylinder 31 entwässerte und
gewaschene Faserstoff wird anschließend als Grobfraktion G in
der bereits beschriebenen Art und Weise zur Eindickung 5 und
Dispergierung 4 geführt. Es
sind auch ähnlich
arbeitende Vorrichtungen mit zwei umlaufenden Siebbändern bekannt.
Ein Beispiel zeigt die EP 0 341
913 .The fractionation 3 but can also be achieved by using a washing device 30 operate what is in the scheme of the 4 is shown. The filtrate of the washing device 30 is then the fine fraction F. Such washes for fiber materials are known. They serve not only to separate the water from the solid (filter), but also to fractionate the solid itself. A particularly suitable technical embodiment and the preferred parameters are, for example, in the patent DE 30 05 681 described. In such a washing device, the suspension S to be washed out is between an impermeable cylinder 31 and a permeable circulating screen belt 32 injected with low consistency turbulent. The between sieve belt 32 and cylinders 31 dewatered and washed pulp is then thickened as coarse fraction G in the manner already described 5 and dispersion 4 guided. There are also known similar devices with two rotating screen belts known. An example shows the EP 0 341 913 ,
Bekanntlich
kann man Fasern aber auch in Hydrozyklonen fraktionieren, wobei
eine Konsistenz zwischen 0,3 % und 0,7 % besonders günstig ist.generally known
but you can also fractionate fibers in hydrocyclones, where
a consistency between 0.3% and 0.7% is particularly favorable.
Auch
die in 3 und 4 gezeigte Schneckenpresse 19 vor
der Dispergierung 4 kann gleich oder in ähnlicher
Form als Vorrichtung für
die Fraktionierung 3 dienen. Da der eingedickte Stoff am Sieb
der Schneckenpresse ständig
bewegt wird, ist bei geringer Konsistenz auch hier eine Fraktionierung
möglich,
bei der also ein Teil der Kurzfasern oder zumindest der Faserfeinstoff
zu größerem Anteil in
die Feinfraktion F gelangt.Also in 3 and 4 shown screw press 19 before dispersion 4 may be the same or similar as a fractionation device 3 serve. Since the thickened material is constantly moved on the screen of the screw press, a fractionation is also possible here with low consistency, in which a part of the short fibers or at least the fiber fines get into the fine fraction F to a greater extent.
Wie
in den 4 und 5 dargestellt, wird die Feinfraktion
F der Fraktionierung 3 mit der dispergierten Grobfraktion
G oder einem Teil davon nach der Wäsche 2 vermischt.
Danach erfolgt nach Zugabe von Luft L die Flotation 1 in
einer nur schematisch gezeichneten Flotationsanlage 20.
Diese kann rejektseitig mehrere Stufen z.B. zwei aufweisen. In der
Regel ist es nicht mehr erforderlich, eine weitere Flotation vorzusehen.
Vielmehr bietet die Erfindung die Möglichkeit, weitere Flotationen
einzusparen, da zumeist durch eine einzige Flotation 1 ein
bereits voll befriedigendes Flotationsergebnis erzielbar ist. Auch eine
bisher oft erforderliche Gesamtflotation vor der Fraktionierung
kann entfallen, was zu einer beträchtlichen Einsparung führt. Der
bei der Flotation 1 gebildete Flotationsschaum R1 wird
entfernt und in die Rejektverarbeitung 8 geführt. Je
nach Anlage kann die Rejektverarbeitung 8 in einer oder
mehreren Flotationsstufen durchgeführt werden, wozu eine Anzahl verschiedener
Schaltungsmöglichkeiten
an sich bekannt ist.As in the 4 and 5 shown, the fine fraction F of the fractionation 3 with the dispersed coarse fraction G or a part thereof after washing 2 mixed. Thereafter, after the addition of air L, the flotation 1 in a merely schematically drawn flotation plant 20 , This can have several stages, eg two, on the reject side. As a rule, it is no longer necessary to provide a further flotation. Rather, the invention offers the possibility to save further flotation, since usually by a single flotation 1 an already fully satisfactory flotation result can be achieved. Even a previously required total floatation prior to fractionation can be omitted, resulting in a considerable saving. The flotation 1 formed flotation foam R1 is removed and in the reject processing 8th guided. Depending on the attachment, the reject processing can 8th be performed in one or more flotation stages, including a number of different circuit options known per se.
Die
Konsistenz der Grobfraktion G aus der Fraktionierung 3 wird
durch Eindickung 5 auf einen Wert zwischen 15 und 25 %
erhöht.
Dazu ist hier exemplarisch eine Schneckenpresse 19 angedeutet; bekanntlich
gibt es aber auch andere eventuell mehrstufig arbeitende Eindickungsapparaturen.
Das Filtrat 10 aus dieser Eindickung 5 kann z.B.
zur Bildung der Faserstoffsuspension S im Stofflöser 13 verwendet werden.
Der eingedickte Stoff 11 gelangt dann über ein nicht gezeigtes Transportschneckensystem in
einen Scheibendisperger 18, bei dem bekanntlich mit Zähnen versehene
Dispergierwerkzeuge in einem kurzen Abstand relativ zueinander bewegt
werden, die durch hohe Scherkräfte
eine Dispergierung des hochkonsistenten Stoffes bewirken. Alternativ kann
auch ein Kneter statt des Scheibendispergers verwendet werden. Normalerweise
ist es zweckmäßig, den
zur Dispergierung vorgesehenen hochkonsistenten Stoff zu erwärmen, z.B.
auf eine Temperatur zwischen 80° und
95° C. Dazu
kann, wie hier angedeutet, eine direkte Einspeisung von Dampf D
in den Scheibendisperger 18 erfolgen. Die spezifische Arbeit,
die bei der Dispergierung 4 auf den Faserstoff übertragen
wird, wird üblicherweise
auf einen Wert zwischen 30 und 120 kWh/t, vorzugsweise ca. 60 kWh/t,
eingestellt.The consistency of the coarse fraction G from the fractionation 3 is through thickening 5 increased to a value between 15 and 25%. This is exemplified by a screw press 19 indicated; as you know, there are other thickening apparatus that may work in several stages. The filtrate 10 from this thickening 5 can eg to form the pulp suspension S in the pulper 13 be used. The thickened fabric 11 then passes through a not shown transport screw system in a Scheibendisperger 18 in which, as is known, toothed dispersing tools are moved at a short distance relative to one another, which cause high-shear dispersion by dispersing the high-consistency substance. Alternatively, a kneader can be used instead of the disk disperger. Normally, it is expedient to heat the high-consistency substance intended for dispersion, for example to a temperature between 80 ° and 95 ° C. For this purpose, as indicated here, a direct feed of steam D into the disk disperger 18 respectively. The specific work involved in the dispersion 4 is transferred to the pulp is usually set to a value between 30 and 120 kWh / t, preferably about 60 kWh / t.
Eine
weitere Möglichkeit
zur Dispergierung 4 der Grobfraktion G liegt in der Verwendung
eines Kompressionsrefiners, der nach einem Verfahren arbeitet, das
z.B. in der DE-A-102 36 962 beschrieben wird. Dieses Verfahren bringt
eine sehr gute Dispergierung ohne Faserschädigung. Klebende Verunreinigungen
(stickies) werden so zerkleinert, dass sie sich leichter flotieren
oder auswaschen lassen. Diese Bearbeitung kann im Vergleich zum
Scheibendisperger oder Kneter bei bedeutend geringerer Konsistenz,
z.B. 6-8 %, durchgeführt
werden, was apparativen und energetischen Aufwand einspart. Die
spezifische Arbeit für
diesen Zweck liegt dann z.B. bei etwa 30 bis 80 kWh/t.Another way to disperse 4 the coarse fraction G is the use of a compression refiner, which operates according to a method which is described for example in DE-A-102 36 962. This process gives a very good dispersion without fiber damage. Adhesive impurities (stickies) are shredded to make them easier to float or wash out. This processing can be performed in comparison to the disk disperger or kneader at significantly lower consistency, for example 6-8%, which saves equipment and energy. The specific work for this purpose is then eg at about 30 to 80 kWh / t.
Nach
der Dispergierung 4 erfolgt eine Verdünnung 6 durch Zugabe
von Wasser W, z.B. in einer Bütte.After dispersion 4 a dilution takes place 6 by adding water W, eg in a chest.
Darüber hinaus
zeigt das Anlagenbeispiel in 4 eine Ausgestaltung
des Verfahrens, bei der der dispergierte Stoff einer Wäsche 2 zugeführt wird
(siehe auch 1), für die in diesem Beispiel eine ähnliche
oder gleiche Waschvorrichtung 30' verwendet wird, wie sie bereits
an Hand der Fraktionierung 3 in derselben Anlage beschrieben
ist. Das bei dieser Wäsche 2 gebildete
Filtrat R2, das die bei der Dispergierung 4 abgelösten Druckfarben
enthält,
gelangt zusammen mit der Feinfraktion F der Fraktionierung 3 in
die Flotation 1. Der Dickstoff A2 dieser Wäsche 2 ist
bei günstiger
Ausgestaltung des Verfahrens so weit von flotierbaren Verunreinigungen
befreit, dass er zusammen mit dem Akzept A1 dar Flotation 1 in die
Stoffbütte 12 zur
weiteren Bearbeitung geführt werden
kann.In addition, the system example shows in 4 an embodiment of the method in which the dispersed substance of a laundry 2 is fed (see also 1 ), for which in this example a similar or the same washing device 30 ' is used, as they are already on hand of fractionation 3 in same plant is described. That with this laundry 2 formed filtrate R2, which in the dispersion 4 contains dissolved printing inks, passes together with the fine fraction F fractionation 3 into the flotation 1 , The thick cloth A2 of this laundry 2 is at a favorable embodiment of the method so far freed from floatable impurities that it is flotation together with the accept A1 1 in the cloth chest 12 for further processing can be performed.
Besonders
vorteilhaft kann das Verfahren ausgestaltet werden, wenn die aus
der Fraktionierung 3 stammenden Fraktionen in unterschiedlichen Vorgängen zur
Bleiche 21 bzw. 22 (s. 5) behandelt
werden. Bekanntlich ist die Bleiche in vielen Fällen erforderlich, um bei Altpapierfasern
den für
die Erzeugung grafischer Papiere erforderlichen Weißgrad zu
gewährleisten.
Dabei sind die Chemikalienkosten ein wichtiger Aspekt. Mit Hilfe
dieser Ausgestaltung des Verfahrens besteht die Möglichkeit,
den Chemikalienbedarf auf die unterschiedlichen zu bleichenden Stoffe
optimal abzustimmen. Das bedeutet beim Beispiel gemäß 5,
dass für
die Bleiche 21, in dem sich zur Hauptsache Langfasern aus
der Grobfraktion G und wenig Fein- und Füllstoffe befinden, eine andere
Chemikalienmischung CH21 eingesetzt wird als die Chemikalienmischung
CH22 für
die Bleiche 22 der aus der Feinfraktion F stammenden Stoffe.
Letztere enthalten nämlich
eine größere Menge von
Faserbruchstücken
und anorganischen Füllstoffen,
die sich bei der gewünschten
chemischen Reaktion mit der Chemikalienmischung CH22 anders verhalten.
Die Bleiche 21 kann alternativ zwischen Eindickung 5 und
Dispergierung 4 erfolgen (gestrichelt gezeichnet).Particularly advantageous, the method can be configured, if the from the fractionation 3 originating fractions in different operations for bleaching 21 respectively. 22 (S. 5 ) be treated. It is known that bleaching is required in many cases in order to ensure the whiteness of waste paper fibers required for the production of graphic papers. The chemical costs are an important aspect. With the help of this embodiment of the method, it is possible to optimally match the demand for chemicals on the different substances to be bleached. This means according to the example 5 that for the bleach 21 , in which mainly long fibers from coarse fraction G and few fillers and fillers are used, a different chemical mixture CH21 is used as the chemical mixture CH22 for bleaching 22 the substances derived from the fine fraction F. Indeed, the latter contain a greater amount of fiber fragments and inorganic fillers which behave differently in the desired chemical reaction with the chemical mixture CH22. The bleach 21 Alternatively, between thickening 5 and dispersion 4 done (dashed lines).
Die
Bleiche der verschiedenen Fraktionen kann auch so erfolgen, wie
in der 6 gezeigt wird. Dabei wird nach der Eindickung 5 der
Grobfraktion G eine Bleiche 21 durchgeführt, was wegen der an dieser
Stelle bereits vorliegenden hohen Konsistenz an sich schon besonders ökonomisch
ist. Die Dispergierung 4 ist wegen der hohen Temperatur
und der hohen Scherkräfte
zur Durchführung
einer besonders schnellen Bleiche gut geeignet. Da hier der Faseranteil
sehr hoch und der Füllstoffanteil
sehr gering ist, kann die Chemikalienmischung CH21 besonders gut auf
die Bleiche der eigentlichen Fasern, z.B. mit Peroxid oxidierend,
eingestellt werden. Dieses Beispiel zeigt auch, dass es ohne weiteres
sinnvoll sein kann, nach dem Zusammenführen der aus den beiden Fraktionen gebildeten
Stoffströme
eine gemeinsame Bleiche 23 durchzuführen. Die dazu verwendete Chemikalienmischung
CH23 kann dann wiederum auf die Eigenschaften eines solchen Stoffes
optimal abgestimmt werden, z.B. reduzierend wirken.The bleaching of the different fractions can also be done as in the 6 will be shown. It is after the thickening 5 the coarse fraction G is a bleach 21 carried out, which is already particularly economical in itself because of the already present at this point high consistency. The dispersion 4 Because of the high temperature and the high shear forces to carry out a particularly fast bleaching is well suited. Since here the fiber content is very high and the filler content is very low, the chemical mixture CH21 can be particularly well adjusted to the bleaching of the actual fibers, eg with peroxide oxidizing. This example also shows that it may be reasonable to combine bleaching the streams formed from the two fractions 23 perform. The chemical mixture CH23 used for this purpose can in turn be optimally adapted to the properties of such a substance, for example by reducing it.
Grundsätzlich ist
bei der Aufbereitung der hier betrachteten Rohstoffen eine mehrfache
Sortierung vorteilhaft. Dazu wurde bereits in der Beschreibung des
in 1 gezeigten Schemas auf die Reinigungsanlage 14 hingewiesen,
die als eine Art Vorsortierung angesehen werden kann. Die dabei
als Gutstoff anfallende Faserstoffsuspension S ist also in gewisser
Weise vorgereinigt, enthält
aber dennoch eine größere Anzahl
von Störstoffen,
die nicht nur durch Flotation, sondern z.B. auch durch eine Feinsortierung
entfernbar sind. Eine solche Feinsortierung kann sich z.B. in dem
der Flotation 1 nachfolgenden hier nicht gezeichneten Teil
der Aufbereitungsanlage anschließen. Eine andere Möglichkeit
zeigt 7, nämlich
eine Feinsortierung 9, in die die Grobfraktion G aus der
Fraktionierung 3 eingeführt
wird. Dabei wird die Tatsache genutzt, dass die genannten Störstoffe
zum weit überwiegenden
Teil bei der Fraktionierung 3 in die Grobfraktion G gelangen
und aus dieser besonders ökonomisch
entfernt werden können, da
es sich hierbei um einen reduzierten Mengenstrom handelt. Die Feinsortierung 9 kann
aus einer mehrstufigen Anlage bestehen, bei der also die Spuckstoffe
wiederum einer Feinsortierung zugeführt werden. Solche Schaltungen
sind an sich bekannt. Der Gutstoff A9 dieser Feinsortierung 9 wird
in der Dispergierung 4 als relativ sauberer Stoff verarbeitet, was
den Vorteil hat, dass aussortierbare Störstoffe dort nicht unnötigerweise
in den Faserstoff hineingerieben werden. Selbstverständlich muss
die Trenngrenze der hier beschriebenen Feinsortierung 9 so eingestellt
sein (Größe und Form
der Sieböffnungen, Art
der Siebräumung),
dass die Fasern nicht mit dem Spuckstoff R9 abgeführt, sondern
in die nachfolgenden Stufen Eindickung 5 und Dispergierung 4 gelangen
können.In principle, multiple sorting is advantageous in the processing of the raw materials considered here. This was already in the description of in 1 shown schemes on the cleaning system 14 pointed out, which can be regarded as a sort of presorting. The case as accepts accumulated pulp suspension S is thus pre-cleaned in some ways, but still contains a larger number of impurities that are removable not only by flotation, but also eg by a fine sorting. Such a fine sorting can be, for example, in that of the flotation 1 Connect the part of the treatment plant not shown here. Another way shows 7 , namely a fine sorting 9 into which the coarse fraction G from the fractionation 3 is introduced. The fact is used that the mentioned impurities for the most part in the fractionation 3 get into the coarse fraction G and can be removed from this particularly economically, since this is a reduced flow rate. The fine sorting 9 can consist of a multi-stage system, in which therefore the rejects are again fed to a fine sorting. Such circuits are known per se. The Acceptance A9 of this fine sorting 9 is in the dispersion 4 processed as a relatively clean material, which has the advantage that rejectable contaminants are not unnecessarily hineingieben there into the pulp. Of course, the separation limit of the fine sorting described here 9 be set (size and shape of the sieve openings, type of sieve removal) that the fibers are not discharged with the reject R9, but in the subsequent stages thickening 5 and dispersion 4 can reach.
In
einer anderen Form des Verfahrens gemäß 8 wird eine
Feinsortierung 9' vor
der Fraktionierung 3 durchgeführt. Der Gutstoff A9 ist dann frühzeitig
von sortierbaren Störstoffen
gereinigt.In another form of the method according to 8th becomes a fine sort 9 ' before fractionation 3 carried out. The A9 waste is then cleaned of sortable impurities early on.
Es
ist in der Stoffaufbereitung für
Papierstoffe bekannt und üblich,
dass die Verfahrensschritte, die zur Abtrennung von unerwünschten
Bestandteilen der Faserstoffsuspension durchgeführt werden, ein- oder mehrstufig
ausgestaltet sind. Dabei ist mit „mehrstufig" gemeint, dass die
Rejekte der ersten Stufe als Zulauf zur zweiten Stufe dienen, deren
Rejekt dann entweder verworfen oder in mindestens eine weitere Stufe
(z.B. dritte Stufe) geführt
wird. Das hat den Vorteil, dass die Gutstoffe der ersten Stufe sauber
sind und dass diese Sauberkeit nicht durch zu hohe Faserverluste
erkauft werden muss. Mit anderen Worten: Die weiteren Stufen dienen
der Rückgewinnung
von verwertbaren Fasern, erhöhen
also die Ausbeute des gesamten Verfahrens. In den Figuren dargestellte
Reinigungsschritte, wie z.B. Reinigungsanlage 14, Hydrozyklon 15,
Sortierer 16, können
also auch mehrstufig ausgeführt
sein. Der letzte Rejekt (Abfallsymbol) stammt dann jeweils aus der
letzten Stufe.It is known in stock preparation for pulps and it is customary that the process steps which are carried out for the separation of undesired constituents of the pulp suspension are designed in one or more stages. By "multistage" it is meant that the first stage rejects serve as feed to the second stage, the reject of which is either discarded or passed into at least one further stage (eg third stage) In other words, the further stages serve to recover usable fibers, thus increasing the yield of the entire process 14 , Hydrocyclone 15 , Sorter 16 , so they can be multi-level. The last reject (waste symbol) then comes from the last stage.
Bei
dem in 9 gezeigten Schema wird eine vorteilhafte Ausgestaltung
des Verfahrens dargestellt, bei dem exemplarisch ausgehend von einer in 8 gezeigten
Verfahrensvariante die Grobfraktion G der Fraktionierung 3 nach
Eindickung 5, Dispergierung 4 und Verdünnung 6 in
die erste Stufe 23 einer selektiven Flotation eingeführt wird.
Der Rejekt R23 dieser ersten Stufe 23 wird zusammen mit
der Feinfraktion F der Fraktionierung 3 in die zweite Stufe 24 derselben
Flotationsanlage zugeführt.
Der Akzept A24 der zweiten Stufe 24 gelangt in den Zulauf
zur ersten Stufe 23. Der Rejekt R24 der zweiten Stufe 24 kann – wie hier
gezeigt – als
Rejekt verworfen werden (zumeist nach einer Eindickung). Selbstverständlich könnte sich
hier auch eine dritte Stufe anschließen, was nicht gezeigt ist.
Diese Verfahrensvariante hat den besonderen Vorteil einer Flotationsbehandlung aller
Bestandteile, also der Grobfraktion G und Feinfraktion F. Außerdem sind
die beiden Stufen 23 bzw. 24 der Flotationsanlage
auf die speziellen Anforderungen der entsprechenden Stoffe einstellbar.At the in 9 the scheme shown is an advantageous embodiment of the method shown in the example starting from a in 8th process variant shown, the coarse fraction G fractionation 3 after thickening 5 , Dispersion 4 and dilution 6 in the first stage 23 a selective flotation is introduced. The reject R23 of this first stage 23 is combined with the fine fraction F of the fractionation 3 in the second stage 24 supplied to the same flotation plant. The acceptance A24 of the second stage 24 enters the inlet to the first stage 23 , The reject R24 of the second stage 24 can - as shown here - be discarded as a reject (usually after thickening). Of course, this could also be followed by a third stage, which is not shown. This process variant has the particular advantage of a flotation treatment of all components, ie the coarse fraction G and fine fraction F. In addition, the two stages 23 respectively. 24 the flotation plant to the special requirements of the appropriate substances adjustable.
Insgesamt
ist diese Anlage sowohl von dem apparativen als auch betrieblichen
Aufwand günstig, insbesondere
in der Wasserführung.All in all
this plant is both of the apparative and operational
Expensive low, in particular
in the waterway.
Das
neue Verfahren kann mit Vorteil so ausgestaltet sein, dass die nach
der Fraktionierung 3 vorgenommene selektive Flotation die
erste in der Aufbereitung ist. Neben den dadurch möglichen
Einsparungen hat das den Vorteil, dass die Auflösung 13 schonender,
z.B. auch mit weniger Chemikalien vorgenommen werden kann. Die Fraktionierung 3 führt die
mit Druckfarben verbundenen Fasern in die Grobfraktion G, die dispergiert
wird, wodurch gezielt eine Abtrennung erfolgt. Die dann folgende
Wäsche
oder Flotation entfernt die abgelösten Druckfarben.The new method can be advantageously designed so that after fractionation 3 Selective flotation is the first in the treatment. In addition to the possible savings this has the advantage that the resolution 13 gentler, eg with less chemicals can be made. The fractionation 3 leads the fibers associated with printing inks in the coarse fraction G, which is dispersed, whereby a targeted separation occurs. The following wash or flotation removes the detached inks.