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DE19520494A1 - Verfahren zum Wiedergewinnen von Fasern und/oder Kaolin - Google Patents

Verfahren zum Wiedergewinnen von Fasern und/oder Kaolin

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DE19520494A1
DE19520494A1 DE1995120494 DE19520494A DE19520494A1 DE 19520494 A1 DE19520494 A1 DE 19520494A1 DE 1995120494 DE1995120494 DE 1995120494 DE 19520494 A DE19520494 A DE 19520494A DE 19520494 A1 DE19520494 A1 DE 19520494A1
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Juan Valdivia
Wolfgang Braun
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Silag Prozesswassertechnologie GmbH
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Julia Innotec GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wieder- oder Rückgewinnen von Fasern und/oder Kaolin aus einem mehrere unterschiedliche Fraktionen aufweisenden Rest- oder Fangstoff, der bei der Herstellung von Papier einer Papierfabrik anfällt, wobei Fasern und/oder Kaolin aus dem Rest- oder Fangstoff fraktioniert werden.
Die Papierherstellung in einer Papierfabrik erfolgt üblicherweise derart, daß einer der eigentlichen Papierherstellungsanlage vorgeschalteten Stoffaufbereitungsanlage der Papierfabrik ein Papierrohstoff im folgenden als Ausgangs-Papierrohstoff bezeichnet, der sich aus unterschiedlichen Materialien wie Altpapier, Zellstoff (Zellulose) ud. dgl. zusammensetzt, zugeführt wird. In der Stoffaufbereitungsanlage wird über geeignete Maschinen ein zur Papierherstellung geeigneter Papierrohstoff hergestellt, der der ei­ gentlichen Papierherstellungsanlage zugeführt und aus dem anschließend Papier her­ gestellt wird. Bei der Stoffaufbereitung fällt in der Stoffaufbereitungsanlage und während der Papierherstellung in der Papierherstellungsanlage ein Rest- oder Fang­ stoff an, der u. a. Lang- und Kurzfasern, Kaolin, Kunststoff und Metalle enthält.
Derzeit ist es so, daß der gesamte Rest- oder Fangstoff, der von der Stoffaufberei­ tungsanlage und der Papierherstellungsanlage, also dem gesamten Maschinenkreis­ lauf der Papierfabrik abgeführt wird, mit dem Prozeßwasser einem Sammel- oder Ab­ setzbecken zugeführt wird. Hier setzt sich der Rest- oder Fangstoff ab. Während das Prozeßwasser wieder der Stoffaufbereitung zugeführt wird, wird aus dem Absetzbec­ ken der eingedickte Rest- oder Fangstoff abgezogen, der getrocknet wird und an­ schließend als Abfall entsorgt werden muß. Als Abnehmer dieses Materials dienen derzeit u. a. die Ziegelindustrie und die Landwirtschaft. Sehr häufig wird der Abfall auch auf eine Deponie verbracht. Völlig unabhängig davon, wohin der Rest- oder Fangstoff verbracht wird, fallen für seine Beseitigung relativ hohe Kosten an (Transport und Abnahme- bzw. Deponiekosten), was die Herstellung des Papiers wirtschaftlich z. T. erheblich belastet.
Die Erfindung geht nun einen völlig neuen Weg. Erfindungsgemäß ist festgestellt worden, daß es ohne weiteres möglich ist, Fasern und/oder Kaolin aus dem Rest- oder Fangstoff wiederzugewinnen, indem die jeweiligen Fraktionen aus diesem Material sortiert und anschließend als Roh- bzw. Wertstoff wieder verwendet werden. Hier­ durch ergeben sich eine Reihe von zum Teil wesentlichen Vorteilen. Bei Untersu­ chungen, die der Erfindung vorausgegangen sind, ist festgestellt worden, daß der sich im Rest- oder Fangstoff befindliche Anteil an wiederverwertbaren Fasern im allge­ meinen recht hoch ist, zum Teil zwischen 10 bis 70% der insgesamt anfallenden Ab­ fallmengen beträgt. Der Kaolinanteil liegt zwischen 10 und 50% der insgesamt an­ fallenden Abfallmengen. Bei einem derart hohen Anteil an Fasern und/oder Kaolin ist es ohne weiteres gerechtfertigt, den Rest- oder Fangstoff der erfindungsgemäßen Fraktionierung bzw. Sortierung zu unterziehen. Durch das Zurückgewinnen der Fa­ sern und/oder des Kaolins verringert sich die anfallende Abfallmenge erheblich, so daß auch die anfallenden Entsorgungs- einschließlich der Transportkosten erheblich gesenkt werden können. Darüber hinaus ergibt sich natürlich ein direkter wirtschaft­ licher Erfolg dadurch, daß die wiedergewonnen Wertstoffe (Fasern und Kaolin) nicht nur - zumindest hinsichtlich der Fasern - unmittelbar der Papierfabrik selbst wieder zugeführt werden können, sondern auch als zum Teil hochwertige Rohstoffe weiter verwendet und verkauft werden können.
Somit kann im Ergebnis zur Erfindung festgestellt werden, daß diese allenfalls im Nachhinein als naheliegend betrachtet werden kann. Die mit der Erfindung erzielba­ ren Vorteile, nämlich
  • - geringer Anfall an zu entsorgendem Material,
  • - geringe Entsorgungskosten,
  • - fraktioniertes Material als Wertstoff und
  • - Gewinne durch den Verkauf des fraktionierten Materials,
und der Umstand, daß die Papierindustrie seit Jahrzehnten von diesen Vorteilen kei­ nen Gebrauch gemacht hat, zeigen die erhebliche Leistung der vorliegenden Erfin­ dung.
Ein besonders bevorzugter Abnehmer der aus dem Rest- oder Fangstoff bei der Pa­ pierherstellung wiedergewonnenen Fasern ist natürlich die Papier-, insbesondere die Kartonindustrie. Zur Herstellung von Kartonagen werden Fasern, insbesondere Langfasern, die zur Vernetzung des Materials erforderlich sind, dringend benötigt. Gerade bei Kartonagen werden nicht so hohe Anforderungen an die Reinheit (Weißegrad) bzw. die Qualität der Langfasern gestellt. Dennoch ist es natürlich auch möglich, die Langfasern bei entsprechender Bearbeitung wieder als Rohstoff zur Her­ stellung von Papier, insbesondere Tissuepapier zu verwenden, wobei dann vorauszu­ setzen ist, daß die Qualität der wiedergewonnenen Langfasern im wesentlichen der von neuen Langfasern entspricht, die üblicherweise zur Herstellung von Tissuepapier verwendet werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Papierfabrik zur Durchführung des vorgenann­ ten Verfahrens, mit einer Stoffaufbereitungsanlage und mit einer Papierherstellungs­ anlage, wobei der Stoffaufbereitungsanlage ein Ausgangs-Papierrohstoff zugeführt wird, der Ausgangs-Papierrohstoff in der Stoffaufbereitungsanlage in einen der Pa­ pierherstellungsanlage zugeführten Papierrohstoff und einen von der Stoffaufberei­ tungsanlage und der Papierherstellungsanlage abgeführten Rest- oder Fangstoff auf­ geteilt wird.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß der Stoffaufbereitungsanlage und auch der Papierherstellungsanlage eine Fraktionieranlage zur Fraktionierung des abgeführten Rest- oder Fangstoffs nachgeschaltet ist. Auf die mit der der Papierfabrik nachge­ schalteten Fraktionieranlage erzielbaren Vorteile ist bereits weiter oben hingewiesen worden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfin­ dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und der Zeichnung selbst. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Papierfabrik 1. Die Papierfabrik 1 weist vorliegend eine Stoffaufbereitungsanlage 2 und die eigentliche Papierherstellungsanlage 3 auf. Ganz wesentlich ist nun, daß die Papierfabrik 1 weiterhin noch eine Fraktionsanlage 4 auf­ weist, die der Stoffaufbereitungsanlage 2 und auch der Papierherstellungsanlage 3 nachgeschaltet ist. In dieser Fraktionieranlage 4 erfolgt eine Fraktionierung eines von der Stoffaufbereitungsanlage 2 und der Papierherstellungsanlage 3 abgeführten Rest- oder Fangstoffs R. Die Fraktionieranlage 4 weist vorliegend vier Fraktionierstufen 5, 6, 7, 8 auf. In diesen werden jeweils Vibrationssiebe verwendet, über die der Rest- oder Fangstoff R geführt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren läuft nun wie folgt ab:
Der Stoffaufbereitungsanlage 2 der Papierfabrik 1 wird ein Ausgangs-Papierrohstoff G zugeführt. Hierbei handelt es sich um Altpapier, Zellulose und ggf. weitere Mate­ rialien. Den Erfordernissen des jeweils herzustellenden Papiers entsprechend wird der Ausgangs-Papierrohstoff G in der Stoffaufbereitungsanlage 2 in einen Papierrohstoff PR und in den Rest- oder Fangstoff R aufgeteilt. Der Papierrohstoff PR wird der Pa­ pierherstellungsanlage 3 zugeführt und dort zu Papier P verarbeitet, das dann, wie in der Zeichnung angedeutet, als Produkt die Papierfabrik 1 verläßt. Der Rest- oder Fangstoff R verläßt ebenfalls die Stoffaufbereitungsanlage 2 und wird der Fraktio­ nieranlage 4 zugeführt. Auch in der Papierherstellungsanlage 3 kommt es zum Anfall von Rest- oder Fangstoff R, der der Fraktionsanlage 4 zugeführt wird.
Es darf an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, daß es zwar besonders zweck­ mäßig ist, den gesamten Rest- oder Fangstoff R im Anschluß an die Stoffaufberei­ tung/Papierherstellung der Fraktionieranlage 4 zuzuführen. Allerdings versteht es sich, daß natürlich auch etwaige Teilströme bzw. -mengen des Rest- oder Fangstoffs R, die noch nicht den gesamten Prozeß der Stoffaufbereitung/Papierherstellung durchlaufen haben, jedoch mehrere Fraktionen von unterschiedlichen Stoffen enthal­ ten, ohne weiteres der Fraktionieranlage 4 zugeführt werden können. Die dargestellte Anordnung hat sich jedoch als die Zweckmäßigste erwiesen, wobei der Rest- der Fangstoff R insgesamt im Anschluß an die Stoffaufbereitungsanlage 2 und die Pa­ pierherstellungsanlage 3 nicht - wie beim Stand der Technik - einem Absetzbecken zur Eindickung und zur anschließenden Verbringung des Rest- oder Fangstoffs R zugeführt wird, sondern der Fraktionieranlage 4.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist bei der Papierherstellung eine erhebliche Menge an Prozeßwasser erforderlich. Die Papierherstellung erfolgt also "naß". Dementsprechend wird der Rest- oder Fangstoff R auch im von der Stoffaufberei­ tungsanlage 2 abgeführten Prozeßwasser mitgeführt und es erfolgt eine Naß-Frak­ tionierung in der Fraktionieranlage 4. Den jeweils gewünschten Anforderungen ent­ sprechend kann in der Fraktionieranlage 4 eine Dünnstoff-, Mittelstoff- oder Dick­ stoff-Fraktionierung durchgeführt werden. Bei der Dünnstoff-Fraktionierung liegt der Stoffanteil im Prozeßwasser zwischen 0 und 1%, bei der Mittelstoff-Fraktionie­ rung zwischen 1 bis 6% und bei der Dickstoff-Fraktionierung zwischen 6 und 18%. Bei Versuchen hat sich herausgestellt, daß es zur Fraktionierung der Fasern und/oder des Kaolins besonders vorteilhaft ist, die Fraktionierung in einem Dünnstoffstrom durchzuführen, da in einem Dünnstoffstrom eine leichtere Trennung der einzelnen Fraktionen möglich ist.
Bei der Naß-Fraktionierung bietet sich eine kaskardenartige Anordnung mehrerer Fraktionierstufen an. Zunächst wird der Rest- oder Fangstoff R einer ersten Fraktio­ nierstufe 5 zugeführt, wobei Kunststoffe K und Metalle M fraktioniert werden. In der sich daran anschließenden zweiten Fraktionierstufe 6 werden Langfasern LF, in der dritten Fraktionierstufe 7 Kurzfasern KF fraktioniert. Die Unterteilung von Lang- und Kurzfasern erfolgt in der Papierindustrie in Abhängigkeit des sogenannten Schopper- Riegler-Indexes (SR). 16°-20° Schopper-Riegler-Index SR entspricht einer Langfa­ ser, 25°-30° Schopper-Riegler-Index SR einer Kurzfaser. Natürlich sind auch andere Definitionen möglich.
In vierten Fraktionierstufe 8 wird schließlich Kaolin K fraktioniert. Das die vierte Fraktionierstufe 8 verlassende Filtrat F wird wieder der Stoffaufbereitungsanlage 2 direkt zugeführt. Ggf. kann der Filtratstrom zumindest teilweise auch zur Einstellung der gewünschten Konzentration (Dünnstoff) des Rest- oder Fangstoff R dienen, wenn dieser der Fraktionieranlage 4 zugeführt wird.
Obwohl vorliegend in den einzelnen Fraktionierstufen 5, 6, 7, 8 jeweils Vibrations­ siebe eingesetzt werden, um die einzelnen Fraktionen voneinander zu trennen, ver­ steht es sich, daß selbstverständlich auch andere Geräte zum Fraktionieren bzw. Sor­ tieren verwendet werden können, beispielsweise Zentrifugen, Zyklone od. dgl.. Völ­ lig unabhängig davon, wie die Naß-Fraktionierung in den Fraktionierstufen 5, 6, 7, 8 abläuft, bietet es sich an, noch eine weitere Bearbeitung bzw. Behandlung des bei der Fraktionierung erhaltenen Produkts durchzuführen. So kann beispielsweise die von der Fraktionierstufe 5 abgeführte bzw. erhaltene Fraktion KM aus Kunststoffen und Metallen nochmals einer Sortierung auf einerseits Kunststoffe und andererseits Me­ talle unterworfen werden oder aber direkt entsorgt werden. Die in den Fraktio­ nierstufen 6 und 7 erhaltenen Langfasern LF und Kurzfasern KF können beispiels­ weise mit einer Presse eingedickt und/oder getrocknet werden. Anschließend können diese einzelnen Fraktionen wieder als Teil des Ausgangs-Papierrohrstoffs G der Stoff­ aufbereitungsanlage 2 oder auch einer anderen industriellen Nutzung zugeführt wer­ den. Das von der vierten Fraktionierstufe 8 abgeführte Kaolin K wird vorzugsweise flotiert, um den Reinheitsgrad zu erhöhen. Bei der Flotation wird das Kaolin K von Farbpigmenten getrennt. Das Kaolin K kann anschließend als Rohstoff zur Herstel­ lung von Glas oder Baustoff verwendet werden.
Es versteht sich, daß die Fraktionierung des Rest- oder Fangstoff R nicht notwendi­ gerweise naß erfolgen muß. Natürlich ist auch eine Trocken-Fraktionierung möglich. Diese bietet sich insbesondere dann an, wenn der Rest- oder Fangstoff R trocken aus der Stoffaufbereitungsanlage und/oder der Papierherstellungsanlage anfällt, was be­ deutet, daß die Stoffaufbereitung und/oder die Papierherstellung selbst trocken er­ folgt. Es ist natürlich auch möglich, den Rest- oder Fangstoff R vor dem Zuführen zur Fraktionieranlage 4 zu trocknen, wobei er also vom Prozeßwasser aus der Stoffaufbe­ reitungsanlage bzw. der Papierherstellungsanlage getrennt wird.
Um die Trocken-Fraktionierung in der Fraktionieranlage 4 durchführen zu können, ist es erforderlich, daß der Rest- oder Fangstoff R pulverisiert wird. Dies kann beispiels­ weise in einer entsprechenden Mühle geschehen. Der dann pulverisierte Rest- oder Fangstoff R wird anschließend sortiert, wobei die einzelnen zuvor erwähnten Frak­ tionen anfallen. Die Sortierung kann beispielsweise über Windsichter, Zentrifugie­ rung, Zyklone, Siebe od. dgl. erfolgen. Da die Fraktionierung trocken erfolgt, versteht es sich, daß die Fraktionen KM, LF und KF nicht notwendigerweise einer Nachbe­ handlung bedürfen. Lediglich bei der Fraktion K mag eine Flotierung angebracht sein.

Claims (18)

1. Verfahren zum Wiedergewinnen von Fasern und/oder Kaolin aus einem mehrere unterschiedliche Fraktionen aufweisenden Rest- oder Fangstoff (R), der bei der Her­ stellung von Papier (P) in einer Papierfabrik (1), insbesondere einer Stoffaufberei­ tungsanlage (2) und/oder einer Papierherstellungsanlage (3) anfällt, wobei Fasern und/oder Kaolin (K) aus dem Rest- oder Fangstoff (R) fraktioniert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fasern in Langfasern (LF) und Kurzfasern (KF) fraktioniert werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Rest- oder Fangstoff (R) Kunststoffe und/oder Metall fraktioniert wer­ den.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest- oder Fangstoff (R) im von der Stoffaufbereitungsanlage (2) und/oder der Papierherstellungsanlage (3) abgeführten Prozeßwasser mitgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest- oder Fangstoff (R) naß fraktioniert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest- oder Fangstoff (R) mit einem Stoffanteil von 0 bis 6% im Wasser, vor­ zugsweise 0 bis 1%, fraktioniert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fraktionierung der Fasern und/oder des Kaolins (K) und/oder der Kunst­ stoffe/Metalle (KM) über eine Siebung im Flüssigkeitsstrom, vorzugsweise unter Vi­ bration von entsprechenden Sieben, erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem aus der Stoffaufbereitungsanlage (2) und/oder der Papierherstellungsan­ lage (3) abgeführten Rest- oder Fangstoff (R) in einer ersten Fraktionierstufe (5) Kunststoffe/Metalle (K/M), in einer zweiten Fraktionierstufe (6) Langfasern (LF), in einer dritten Fraktionierstufe (7) Kurzfasern (KF) und in einer vierten Fraktionierstufe (8) Kaolin (K) fraktioniert werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser-Fraktion nach der Fraktionierung eingedickt und/oder getrocknet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaolin-Fraktion nach der Fraktionierung flotiert wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrat nach der Fraktionierung der Stoffaufbereitungsanlage (2) und/oder dem Rest- oder Fangstoff (R) vor oder bei der Fraktionierung wieder zugeführt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest- oder Fangstoff (R) trocken fraktioniert wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest- oder Fangstoff (R) trocken aus der Stoffaufbereitungsanlage (2) anfällt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest- oder Fangstoff (R) im von der Stoffaufbereitungsanlage (2) und/oder der Papierherstellungsanlage (3) abgeführten Prozeßwasser mitgeführt und vor der Fraktionierung getrocknet wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der getrocknete Rest- oder Fangstoff (R) vor der Fraktionierung pulverisiert wird.
16. Papierfabrik (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Stoffaufbereitungsanlage (2) und mit einer Pa­ pierherstellungsanlage (3), wobei der Stoffaufbereitungsanlage (2) ein Ausgangs-Pa­ pierrohstoff (G) zugeführt wird, der Ausgangs-Papierrohstoff (G) in der Stoffaufberei­ tungsanlage (2) in einen der Papierherstellungsanlage (3) zugeführten Papierrohstoff (PR) und einen von der Stoffaufbereitungsanlage (2) und/oder der Papierherstel­ lungsanlage (3) abgeführten Rest- oder Fangstoff (R) aufgeteilt wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Papierfabrik (1) eine Fraktionieranlage (4) zur Fraktionierung des abgeführten Rest- oder Fangstoffs (R) aufweist, die der Stoffaufbereitungsanlage (2) und/oder der Papierherstellungsanlage (3) nachgeschaltet ist.
17. Papierfabrik nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Fraktionieran­ lage (4) mehrere, vorzugsweise vier Fraktionierstufen (5, 6, 7, 8) aufweist.
18. Papierfabrik nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Frak­ tionieranlage (4) eine Mehrzahl von Vibrationssieben aufweist.
DE1995120494 1995-02-14 1995-06-03 Verfahren zum Wiedergewinnen von Fasern und Fraktionieranlage für eine Papierfabrik Expired - Fee Related DE19520494C2 (de)

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