DE2349065A1

DE2349065A1 - Verfahren zur wiedergewinnung von papierfasern

Info

Publication number: DE2349065A1
Application number: DE19732349065
Authority: DE
Inventors: Jack M Kleinfeld; Delmar R Raymond
Original assignee: Black Clawson Co
Current assignee: Black Clawson Co
Priority date: 1972-10-02
Filing date: 1973-09-29
Publication date: 1974-04-18
Also published as: GB1445698A; JPS4993602A; JPS5736030B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedergewinnung in der Papierherstellung wieder verwendbarer Papierfasern aus Abfallmaterial, das wesentliche Mengen an Fett, Wachs und/oder ähnlichen Materialien enthält, wie besonders aus Stadtmüll, wie dem Inhalt von Papierkörben. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Schlamm von Cellulosefasern, die mit Fett und/oder Wachs verunreinigt sind, auf eine erhöhte Temperatur von beispielsweise 82° C (180° F) erhitzt und einer Zentrifugalflotationsbehandlung in einem zylindrisch-konischen oder in einem konischen Kessel mit einer tangentialen Einlaßöffnung

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und Auslaßöffnungen an seinem Apex und seiner Basis unterzogen, wobei der Zulauf und der Druck des Kessels ausreichend hoch ge-.halten werden und die Auslaufströme durch die Auslaßöffnungen so eingestellt werden, daß ein Auslauf im wesentlichen volumetrischer Ströme durch, beide Auslaßöffnungen unter Zentrifugalkraftbedingungen bewirkt werden, welche jenen vergleichbar sind, die bei herkömmlichen Zentrifugalreinigungsverfahren in einer Vortex-Trennvorrichtung vergleichbarer Größe verwendet werden. Der Auslaufstrom durch die Apexöffnung enthält den Hauptteil der Pasern mit guter Qualität für die Papierherstellung, während der Auslaufstrom durch den Basisauslaß (oberen Auslaß) den Hauptteil des Ausschußmaterials enthält, von dem ein wesentlicher Anteil in Lösungsmittel lösliches Fett-,.'Wachs- oder ähnliches Material ist. Dieses Verfahren einer heißen Zentrifugalflotation ist auch anwendbar auf andere sekundäre Fasermaterialien, wie beispielsweise von Druckfarbe befreite Materialien, die noch merkliche Mengen an Fett, Wachs und/oder ähnlichem Material enthalten.

In diesem Zusammenhang wird auf die deutschen Offenlegungsschrif ten 2 108 829 und 2 305 403 hingewiesen.

Die erste der beiden oben genannten Offenlegungsschriften beschreibt ein System und Verfahren zur Behandlung von festen Abfallmaterialien zur Wiedergewinnung wiederverwendbarer Fasern für die Papierherstellung daraus. Typische Abfallmaterialien, die nach dieser Veröffentlichung behandelt werden, sind Haushaltsmüll, gewerblicher und Industriemüll, die alle unter die nachfolgend verwendete Bezeichnung "Stadtmüll¹¹ fallen. Stadtmüll

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enthält allgemein Materialien von stark unterschiedlichem Charakter, wie Glas, Metalle, Tierabfälle und Essensabfälle, Pflanzenteile, Schmutz, Kunststoffe, einen großen Anteil an Papier und Karton sowie andere faserförmige und faserartige Materialien, wie Textilien aus natürlichen oder synthetischen Pasern.

Das Verfahren und System, die in der deutschen Offenlegungsschrift 2 108 329 beschrieben sind, sind allgemein erfolgreich bei der Abtrennung der Papierfaserbestandteile von Stadtmüll aus wasserlöslichen Verunreinigungen und auch zur Entfernung der anorganischen festen Verunreinigungen sowie der organischen festen Verunreinigungen mit wesentlich größeren spezifischen Gewichten als die Fasern, da diese Trennung leicht durch Schwerkraft- oder Zentrifugalreinigung in einem Flüssigkeitszyklon oder einer ähnlichen Reinigungseinrichtung durchführbar ist. Es gibt jedoch eine Kategorie von Verunreinigungen, die sich als äußerst schwierig von den Fasern wirksam abtrennbar erwies, und diese Kategorie umfaßt Fett, wie tierische, pflanzliche und Mineralfette, die unvermeidlich in Papierabfällen sowie in industriellen und gewerblichen Abfällen, wie Büroabfallen, enthalten sind. Fett ist nicht nur eine Verunreinigung von Fasern für die Papierherstellung an sich,.sondern es ist weiterhin auch wegen seiner Neigung, als Klumpen vorzukommen, unerwünscht, an denen Fasern sowie andere Verunreinigungen mit geringem spezifischen Gewicht, wie Schmutz, Druckfarbe und Asphaltteilchen, anhaften und daher sich bei der Zentrifugalreinigung wie Fasern benehmen. Eine andere Verunreinigung, die sich sehr ähnlich wie Fett benimmt, umfaßt Wachse, die in Papierabfällen üblich sind und in ähnlicher

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Weise dazu neigen, an Fasern und anderen festen Teilchen anzuhaften. Alle diese Arten von Verunreinigungen werden manchmal nachfolgend in die Kategorie der ^:! lösungsmittellöslichen¹¹ Verunreinigungen eingruppiert, und sie umfassen einen überraschend großen Anteil der Feststoffe in Stadtmüll, nämlich bis zu etwa 5 % oder 450 kg (100 Pfund) je Tonne.

Die ältere deutsche Patentanmeldung P 23 05 4O8.2 beschreibt ein Verfahren, bei dem feste Abfallmaterialien, wie besonders Stadtmüll, unter Bildung eines wäßrigen Schlammes behandelt werden, worin die Feststoffe im wesentlichen aus faserförmigen Materialien und leichten Stoffen der oben beschriebenen Typen bestehen und die im wesentlichen frei von anderen festen Teilchen mit spezifischen Gewichten wesentlich höher als 1,0 sind. Gemäß dieser älteren Anmeldung können die genannten leichten Materialien wirksam durch eine Zentrifugalbehandlung, die als "Zentrifugalflotation" bezeichnet wird, beseitigt werden, wobei dieser Schlamm durch eine tangentiale Einlaßöffnung in einen Kessel konischer Form gerichtet wird und dieser Kessel auch an seinem Apex und seiner Basis mit Auslaßöffnungen wie in einer üblichen Zentrifugaltrennvorrichtung versehen ist. Der tangentiale Einlauf ergibt ein kreisendes Fließbild in dem Kessel um dessen Achse, und dieses führt zu einer Trennung der Feststoffe in dem Kessel in zwei Hauptfraktionen, In der inneren Fraktion umfassen die Feststoffe vorherrschend die leichten Verunreinigungen, während die äußere Fraktion den Hauptteil der Papierherstellungsfasern enthält.

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Der konische Kessel, in dem diese Trennung erfolgt, unterscheidet sich in seinem Aufbau und in seiner Arbeitsweise von herkömmlichen Sentrifugalreinigungseinrichtungen, bei denen die Auslaßöffnung von der Basis des Kegels aus gewöhnlich etwa die gleiche Größe wie die Einlaßöffnung besitzt, die Auslaßöffnung vom Apex des Kegels aber so verengt ist, daß der Auslauf aus dieser öffnung auf ein relativ kleineres Volumen (gewöhnlich weniger als 5 %) als der Einlaßstrom begrenzt ist. Eine solche Teilung der Auslaßströme ist recht zufriedenstellend, wenn der Zweck darin besteht, körnige Verunreinigungen aus ansonsten relativ reinen Papierfasern zu entfernen _f doch würde eine solche Teilung keine brauchbaren Ergebnisse zur Lösung des Problems der vorliegenden Erfindung ergeben, da der Hauptteil der Papierfasern und der leichten Stoffe zusammen durch die Basisauslaßöffnung ausgetragen würde.

Gemäß der älteren deutschen Patentanmeldung P 23 05 408.2 ist die Apexauslaßöffnung wesentlich größer als in einer herkömmlichen Reinigungseinrichtung, und der Einspeisdruck und der Zulauf werden ausreichend hoch gehalten, um einen Auslauf durch beide Auslaßöffnungen mit im wesentlichen volumetrischen Geschwindigkeiten und einem Druckgefalle zu bewirken, die gleich oder wesentlich höher als jene sind, die bei herkömmlichem Arbeiten angewendet wurden. Unter diesen Bedingungen werden die meisten der Papierherstellungsfasern durch die Apexöffnung mit der äußeren Fraktion, in die der Schlamm in dem Kessel getrennt wurde, ausgetragen, während die leichten Stoffe mit der inneren Fraktion durch die öffnung an der Basis des Kessels ausgetragen

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werden, welche bei herkömmlichen "entrifugalreinigungsverfahren die Abnahmeöffnung ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde nun festgestellt, daß man überraschenderweise bessere Ergebnisse erzielt, wenn das in der älteren deutschen Patentanmeldung P 23 05 408.2 beschriebene Verfahren bei erhöhten Temperaturen durchgeführt wird. Besonders wenn ein Schlamm von Papierherstellungsfasern, die mit Müll verunreinigt sind, durch eine Sentrifugalflotation bei Temperaturen in der Größenordnung v_on 71 bis 93° C (160 bis 200° F) behandelt werden, steigt die Konsistenz des abgenommenen Materials, d.h. des durch die Apexöffnung ausgetragenen Materials, wesentlich im Vergleich mit den entsprechenden Bedingungen bei Umgebungstemperatur, und der Prozentsatz an abgenommenen Fasern steigt ebenfalls. Der Prozentsatz an Ausschußmaterial nimmt entsprechend ab, doch ungeachtet dessen enthält er einen so großen Anteil von Fett und Schmutzteilchen, daß die agenommenen Fasern merklich reiner als das Produkt sind, das nach dem gleichen Verfahren mit dem gleichen Beschickungsmaterial bei Umgebungstemperatur erhalten wird.

Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Abtrennung von Fett, Wachs und ähnlichen Materialien von Papierherstellungsfasern scheint in Beziehung zu der Tatsache zu stehen, daß diese in Müll vorhandenen Materialien, da sie einen Erweichungs-: bereich höher als Umgebungstemperatur besitzen, dazu neigen, bei Umgebungstemperatur als Klumpen oder in und/oder auf den Papierfasern sorbiert aufzutreten. Die Klumpen binden zusammen andere Verunreinigungen sowie Fasern, und die resultierenden Konglome-

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rate benehmen sich wie Fasern, wenn sie. einer Zentrifugalkraft ausgesetzt werden.

Wenn das mit der Paser sorbierte Fett, Wachs oder ähnliche Material nicht bei dem vorliegenden Verfahren entfernt wird, stört es das nachfolgende Kochen, Bleichen und im allgemeinen das Aufbereiten der Papierfasern einschließlich der Fähigkeit der Bindung zwischen den Fasern bei der anschließenden Bogenbildung. Wenn das Material ausreichend erhitzt wird, um die Fette, Wachse und/oder ähnlichen Materialien zu erweichen und die an Fasern gebundenen Materialien zu dispergieren, bekam man bevorzugte Ergebnisse bei Temperaturen in der Größenordnung von 82° C (ISO F), da dann die Klumpen aufbrechen und, da die erweichten Materialien im allgemeinen einen niedrigeren Bereich des spezifischen Gewichtes als die Fasern und, was vielleicht noch wichtiger ist, oberflächenaktive Eigenschaften besitzen, zur Mitte des zentrifugalinduzierten Vortex oder Strudels und zum Auslaß am oberen Ende des Kegels wandern und mit sich anderes Abfallmaterial, wie Gras, kleine Stücke von leichtem Filmkunststoff, synthetische Fasern usw. nehmen, die sonst mit den Papierherstellungsfasern zusammen durch die Spitze des Kegels mit anderem abgenommenem Material entfernt wurden.

Ein zweites Merkmal der Erfindung ist jenes, daß mit dem Steigen der Temperatur des Beschickungsmaterials die Viskosität der Flüssigkeit (Wasser) abnimmt. Das Mitreißen von Flüssigkeit mit den Fasern nimmt daher wesentlich ab, und diese bewegen sich entsprechend schnell zu der Außenseite des Vortex oder Wirbels. Das Fett und die kleinen Faulteilchen und Teilchen niedrigeren spe-..

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zifischen Gewichtes, die einen Teil der fettigen Konglomerate gebildet hatten, sind daher frei, leer in der Mitte des Wirbels zu bleiben und zusammen mit dem anderen Abfallmaterial nach oben auszutreten.

Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist daher nicht auf die Reinigung von Papierherstellungsfasern, die mit öl verunreinigt sind, beschränkt, obwohl die Erfindung für diesen Zweck große Vorteile bietet. Sie ist auch brauchbar für die Reinigung anderer sekundärer Fasermaterialien, die Fett und/oder Wachs enthalten, wobei typische Beispiele von Druckfarbe befreite Materialien, Kohlepapier enthaltende Büroabfälle und Abfallpapier mit wesentlichen Mengen an gewachstem Papier sind.

Die Zeichnung zeigt etwas schematisch ein vollständiges System zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung zur Reinigung von ö!verunreinigten Fasern,

Das in Fig. 1 gezeigte System enthält einen Breianmachbottich 10 für die Abfallbehandlung,, in den feste Abfallmaterialien mit irgendeiner geeigneten Einrichtung, wie einem Förderband 12, eingespeist werden können. Ein Abfallbeseitiger 13 ist mit dem Bottich IO verbunden, um relativ unzerbrechliche Materialien daraus zu entfernen, und ein wäßriges Medium, wie Wasser, kann in den Bottich durch den Abfallentferner 13 mit Hilfe der Leitung 14 eingeführt werden.

Alle der obigen Anlagen können von dem Typ sein, der im einzelnen in der USA-Patentschrift 3 549 O92 beschrieben ist, wobei der Breianmachbottich vorzugsweise die in der USA-Patentschrift

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3 959 488 beschriebene Konstruktion besitzt. Wie in jenen Patenten im einzelnen beschrieben ist, ist in dem Bottich 10 ein Rotor 15 vorgesehen, der ein strudeiförmiges oder kreisendes Fließbild erzeugt und das feste Abfallmaterial in dem Bottich zerstörenden hydraulischen und mechanischen Scherkräften unterwirft, wobei die relativ zerbrechlichen Anteile der Feststoffe auf eine vorbestimmte Größe für eine Absonderung durch eine Schichtplatte. 16 im Boden des Bottichs mit Perforationen in einem Durchmesserbereich von 1,3 bis 3,8 cm (1/2 bis 1 1/2 Zoll) zerkleinert werden.

Ein Schlamm, der aus einem Teil des wäßrigen Mediums und relativ zerbrechlichen festen Abfallmaterialien mit ausreichend verminderter Teilchengröße, um durch die Schichtplatte 16 zu gehen, besteht, wird mit Hilfe der Leitung 18 entfernt und durch die Pumpe 19 zu einem Zentrifugalreiniger oder einem Flüssigkeitszyklon 20 von relativ großem Ausmaß und relativ großer Kapazität gepumpt. Dieser Schlamm wird tangential in den Reiniger 20 eingespeist, und die meisten dar körnigen anorganischen Stoffe werden durch den Apex des Reinigers entfernt, wie durch den Pfeil 22 angezeigt ist.

Der Rest des Schlammes, der etwa 99 % des Gesamtvolumens und etwa 85 % der Feststoffeinspeisung zu dem Reiniger 20 ausmacht, tritt an der Spitze des Reinigers über die Leitung 24 aus und gelangt zu einer geeigneten Siöbapparatur 25, die vorzugsweise relativ grob ist und beispielsweise Sieböffnungen mitr einem Durchmesser von 3 mm (1/8 Zoll) besitzt. Zurückgehaltene Materialien, die aus dem Schlamm in dem Sieb 25 entfernt wurden, wer-

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den über eine Leitung 26 ausgetragen, und die durchgesiebten Materialien werden über Leitung 27 zu einem relativ feinen Sieb 30 für ein weiteres Sieben, beispielsweise durch öffnungen mit einem Durchmesser von 1,5 mm (1/16 Zoll) geführt.

Die von dem feinen Sieb 30 durchgelassenen Bestandteile werden mit der Pumpe 31 zu einer weiteren Reinigungseinrichtung geführt, die durch einen Zentrifugalreiniger 33 repräsentiert wird, wahrend die abgesiebten Bestandteile von dem Sieb 30 über eine Leitung 34 zu der Abfalleitung 35 gelangen, und der Abfall aus dem Reiniger 33 wird ähnlich über eine Leitung 36 zu der Leitung 35 geführt. Da in den meisten Fällen das von dem Reiniger 33 abgenommene Material noch eine merkliche Menge an feinen Teilchen organischen Schmutzes enthält, ist es bevorzugt, daß es einer weiteren Reinigungsoperation in diesem Zustand unterzogen wird, die durch eine Pump« 39 und einen Zentrifugalreiniger 40 repräsentiert wird. Vorzugsweise arbeitet der Reiniger 40 so, daß er eine feinere Reinigung bewirkt als der Reiniger 33, wie beispielsweise durch Verdünnung dee Beschickungsmaterials auf eine Konsistenz in der Größenordnung von 0,3 % im Vergleich mit 0,7 % bei dem Reiniger 33 und/oder durch Verwendung eines 15 cm-Reinigers 33 und eines 7,5 cnt-Reinigers 4O. Das abgenommene Material aus dem Reiniger 40 wird über eine Leitung 41 zu einem Feinstoffentferner 42 gebracht, der als geneigtes Sieb dargestellt ist, von dem die abgesiebten Feinstoffe über eine Leitung 43 zu der Hauptabfalleitung 35 geführt werden, während das abgenommene durchgesiebte Material zu einer Bütte 44 geht.

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Die Peststoffe in dem abgenommenen Material aus dem Feinstoffentferner 42 bestehen aus Papierfasern, die hauptsächlich durch lösungsmittellösliche Fette und Wachse, andere faserartige Materialien und feinteilige Fremdstoffe verunreinigt sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Verunreinigungen von den Papierfasern in der nächsten Station des Systems abgetrennt, doch ist es ein wesentliches Erfordernis der Erfindung, daß das Material sich auf einer erhöhten Temperatur befindet, wenn diese Trennoperation durchgeführt wird, wobei der bevorzugte Temperaturbereich für diesen Zweck etwa 79 bis 91° C (175 bis 195° F) beträgt. Um die Wärmevergeudung auf ein Minimum herabzusetzen, wird das Material am leichtesten durch Verdünnung in der Bütte 44 mit heißem Wasser erhitzt, das von irgendwo in dem System gewonnen wurde, wie nachfolgend beschrieben wird, und durch direkte Dampfeinbringung in die Bütte 44, wie durch Leitung 45 angezeigt ist.

Eine Leitung 47 und eine Pumpe 48 führen das heiße abgenommene Material aus der Bütte 44 zu einer Zentrifugalflotationsanlage 50, die etwas schematisch kegelstumpfförmig gezeigt ist und eine tagentiale Einlaßöffnung 51, eine Apexauslaßöffnung 52. und eine Basis- oder obere Auslaßöffnung 53 besitzt. Die Anlage 50 ist in der Wirkungsweise ein Zentrifugalreiniger spezieller Bauart und Arbeitsweise, der zu einer Trennung des eintretenden Schlammes in eine äußere, den Hauptteil des Cellulosef asermateri.als enthaltende Fraktion und in eine innere, den Hauptteil der Fette und Wachse enthaltende Fraktion führt. Außerdem arbeitet die Anlage 50 in der Weise, daß die äußere Fraktion durch die Apex-

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auslaßöffnung 52 zu deren Austragleitung 55 als abgenommenes Material ausgetragen wird, während die die Fette, Wachse und anderen Verunreinigungen mit niedrigem spezifischem Gewicht enthaltende Fraktion durch die obere Auslaßöffnung 53 zu deren Austrageleitung 56 als Abfall ausgetragen wird.

Diese Arbeitsbedingungen und -ergebnisse erhält man in der Weise, daß man die verschiedenen öffnungen derart proportioniert und die Beschickung und den Druck so einstellt, daß die beiden durch die betreffenden öffnungen 52 und 53 austretenden Fraktionen etwa gleiches Volumen besitzen, und der Druckabfall sollte ausreichen, um Zentrifugalkraftbedingungen zu erzeugen, die wenigstens äquivalent jenen sind, die für herkömmliche Zentrifugalreinigungsoperationen verwendet werden. Beispielsweise bekam man zufriedenstellende Ergebnisse bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, wenn man als Anlage 50 einen Vortexreiniger von 7,5 cm (3 Zoll) Durchmesser verwendete, in dem die Einlaßöffnung 51 und die obere Auslaßöffnung 53 jeweils einen Durchmesser von 1,3 cm (1/2 Zoll) besitzen, wie dies üblich ist, bei dem aber die Apexauslaßöffnung 42 einen Durchmesser von 1,1 cm (7/16 Zoll) besitzt im Vergleich mit einer herkömmlichen Größe eines Durchmessers von 3 mm (1/8 Zoll) für

diese öffnung und ein Einlaßdruck von 3 kg/cm überdruck (45 psig), ein Rückdruck 0 und eine Temperatur des Materials von 82 bis 85° C (180 bis 185° F) angewendet werden. Die Anlage 50 kann insgesamt kegelförmig sein oder einen üblichen zylindrischen Abschnitt an ihrem oberen Ende besitzen, wie dies bekannt ist.

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Die oben in Verbindung mit der Verwendung der Anlage 50 angegebenen Werte liefern typische geeignete Betriebsbedingungen für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, doch gibt es einigen Spielraum in diesen Werten, und es sei festgestellt, daß die Konsistenz des zu der Anlage 50 zugeführten Schlammes ein wichtiger Paktor ist. Speziell zeigen Versuche, daß die erwünschte Trennung umso wirksamer erfolgt, je geringer die Konsistenz ist, und die besten Ergebnisse wurden bei Konsistenzen am unteren Ende des Bereiches von 0,3 bis 0,7 % erzielt. Ein Vorteil., der durch diesen Paktor erreicht wird, ist jener, daß, da das von dem Feinstoffentferner 42 abgenommene Material eine Konsistenz im Bereich von 2 bis 3 % besitzt, wenigstens etwas von der in der Bütte 44 erforderlichen Verdünnung mit heißem Wasser erfolgen kann, das von der Anlage 50 durch die Abfallauslaßleitung 46 ausgetragen wird. Dieser Abfallaustrag gelangt zunächst durch einen Wärmeaustauscher 60 und dann zu einem Klärbecken 61 zur Entfernung seines Fett- und Peststoffgehaltes, wie bei 62 gezeigt ist, und das geklärte Wasser aus dem Klärbecken 61 wird über die Leitung 63 durch den Wärmeaustauscher 60 zu der Bütte 44 geführt.

Ein anderer, wichtiger Kontrollfaktor ist das Verhältnis der Durchflußfläche der Einlaßöffnung 41 zu derjenigen der Apexauslaßöffnung 52. Bei einem relativ kleinen Reiniger, wie der beschriebenen 7,5 cm-Anlage, sollte dieses Verhältnis 1 : 1 für eine maximale Ausbeute betragen, doch braucht es nicht wesentlich größer zu sein. So kann der Auslaß 52 einen Durchmesser im Bereich von 1,1 bis 1,4 cm (7/16 bis 9/16 Zoll) besitzen, wenn

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die Einlaßöffnung einen Durchmesser von 1,3 cm (1/2 Zoll) besitzt. Für einen größeren Reiniger, wie beispielsweise einen solchen mit einem Durchmesser von 15 cm (6 Zoll),sollte dieses Verhältnis im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 1,5 liegen.

Im allgemeinen kann festgestellt werden, daß eine Faserausbeute der höchsten Qualität aus einer Zentrifugalrotationsanlage er-

halten wird, indem man den Druckabfall erhöht, das abgenommene Volumen vermindert und bei sehr niedrigen Konsistenzen, wie 0,3 %, arbeitet, doch wird diese Ausbeute entsprechend derart vermindert, daß die Abfallfrakton wächst. Die zufriedenstellendsten Ergebnisse wurden insofern mit einer Anlage von 7,5 cm (3 Zoll), wie oben beschrieben wurde, erhalten, und die obige Beschreibung bezüglich des Verhältnisses der Einlaßöffnung zu der Apexauslaßöffnung kann angemessen für eine Anlage mit 7,5 cm (3 Zoll) als ein Verhältnis im Bereich von 1 : 0,75 bis 1 ; 1,25 wiederholt werden je nach dem erwünschten Volumen und der erwünschten Qualität der Ausbeute der abgenommenen Fasern.

Das von der Anlage 50 abgenommene Material, das durch den Apexauslaß 52 austritt, erfordert gewöhnlich noch zusätzliche Behandlung oder Behandlungen, je nach der Verwendung, der es schließlich zugeführt werden soll. Dementsprechend ist gezeigt, daß das Material über die Leitung 55 weiteren Behandlungsstationen zugeführt wird. Die wahrscheinlichste weitere Behandlung be-

sch

steht in einem Aufluß, besonders wenn die Faser gebleicht werden soll. Die Station 65 stellt demnach einen Aufschlußbehälter dar, und zufriedenstellende Ergebnisse können mit irgendeinem herkömmlichen Aufschlußbehälter erzielt werden, in dem NaOH als

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Chemikalie in Konzentrationen von 1 bis 15 Gewichts-%, bezogen auf die Pulpe, verwendet wird und die Druck- und Temperaturbedingungen im Bereich von 0,68 at und 115° C bis 6,8 at und 170° C liegen und die Behandlungszeiten bei 5 bis 15 Minuten liegen.

Die Station 66 stellt eine geeignete Entwässerungsanlage vor dem Aufschlußbehälter dar und kann Konsistenzen so hoch wie 45 % erzeugen, im Vergleich mit den 0,6 bis 2,0 %, mit denen das abgenommene Material die Flotationsanlage 50 verläßt, und die Entwässerungsstation 66 dient auch als eine Quelle für erhitztes Wasser, das für Verdünnungszwecke in der Bütte 44 verwendet werden kann, wie durch die Leitung 67 gezeigt ist. Eine andere solche Quelle, die noch heißeres Wasser liefert, ist der Blasbehälter, der durch die Station 70 wiedergegeben ist und in den sich der Aufschlußbehälter 65 entleert, der weiterhin eine Wasserzufuhrleitung 69 besitzt und von dem eine Leitung 71 die Verbindung mit der Leitung 67 herstellt. Die Station 72 stellt eine Endstation einer Wasch- und Entwässerungsapparatur für das aufgeschlossene Material dar. Es kann auch erwünscht sein, das von der Anlage 50 abgenommene Material einer herkömmlichen Zentrifugenreinigung vor dem Aufschluß zu unterziehen, wie durch die Pumpe 75 und die Reinigungseinrichtung 77 angedeutet ist.

Die durch die verschiedenen Stationen in der Zeichnung dargestellte Stufenfolge ist bevorzugt, besonders die Aufschlußstation nach der Zentrifugalflotation, und zwar aus praktischen und wirtschaftlichen Gründen. Wenn der Aufschluß zuerst durchgeführt würde, würde unnötigerweise durch das Fett, Wachs und durch ahn·

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liehe Materialien, die durch die Zentrifugalflotation vor dem Aufschluß entfernt werden könnten, Ätzalkali verbraucht, und es wäre außerdem erforderlich, das aufgeschlossene Material für die nachfolgende Stufe der Zentrifugalflotation zu verdünnen. Aus praktischen Erwägungen heraus kann jedoch die Station für die Durchführung der Zentrifugalflotation nach der Erfindung in irgendeine der Positionen der Zentrifugalflotationsstation gebracht werden, die in der älteren Anmeldung P 23 05 408.2 gezeigt sind.

Obwohl die Erfindung besonders in Systemen für die Rückgewinnung von Papierherstellungsfasern aus übermäßig fettigen Abfallmaterialien geeignet ist, ist sie nicht auf die Behandlung von durch Müll verunreinigtem Abfall beschränkt und kann mit Vorteil auch zur Behandlung anderer Abfallpapiere benutzt werden, die eine ausreichend hohe Fett- oder Wachsverunreinigung enthalten, um das der Erfindung zugrundeliegende Problem zu ergeben. Typische Beispiele solcher anderen Abfallpapiere sind von Druckfarbe befreites Papiermaterial und Abfallpapier, das eine merkliche Menge an Kohlepapier enthält, oder irgendwelche Papier- oder Kartonarten, die mit Wachs überzogen oder' imprägniert sind. Für solche Verwendungen könnte die Zentrifugalflotationsstufe vorteilhafterweise auf eine chemische Behandlung folgen, wie beispielsweise in einem Druckfarbeentfernungssystem, oder es kann auch überhaupt keine chemische Behandlung erforderlich sein.

Die Vorabbehandlung von anderen Materialien sekundärer Faserquellen als Stadtmüll können gegebenenfalls einige der in der Zeichnung gezeigten Stufen des Systems nicht erfordern, wobei

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viele solche Behandlungen und Systeme in üblicher Verwendung iind, aber in jedem Fall liefert ein solches System an einen Mischbehälter oder eine Lagerbütte einen wäßrigen Schlamm, worin die Peststoffbestandteile eine maximale Teilchengröße in der Größenordnung von Papierfasern besitzen und im wesentlichen aus Papierfasern bestehen, die mit organischen Materialien aus der Klasse der Fette und Wachse, welche ein niedrigeres spezifisches Gewicht als Papierfasern besitzen, und auch mit Teilchen kleineren effektiven Durchmessers als Papierfasern verunreinigt sind, besonders wenn ein Feinstoffentferner nicht dem Behälter 44 vorgeschaltet ist. Die Bütte 44 Inder Zeichnung ist repräsentativ für einen.solchen Mischbehälter oder eine solche Lagerbütte, und demnach ist jener Teil des in der Zeichnung gezeigten Systems, der mit der Bütte 44 beginnt, repräsentativ für die Anwendung der Erfindung auf die Behandlung irgendeines Typs eines solchen verunreinigten Papiermaterials. Der hohe Temperaturbereich in der Größenordnung von 71 bis 93° C (160 bis 200° F), der oben angegeben ist, ist besonders wirksam zur Beseitigung von Fett aus Papierherstellungsfasern, doch ist das Arbeiten in diesem Bereich weniger wirksam als bei Umgebungstemperatur für die Entfernung von Nichtcellulosefasern, wie besonders von synthetischen Fasern und Haar. Wenn solche Verunreinigungen in wesentlichen Mengen vorhanden sind, können sie durch eine Zentrifugalflotation bei Umgebungstemperatur vor der heißen Flotationsbehandlung entfernt werden, doch für viele Zwecke kann eine zufriedenstellende Beseitigung solcher Verunreinigungen sowie von Fett bewirkt werden, indem man die Zentri-

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fugalflotationsbehandlung in einem Zwischentereperaturbereich in der Größenordnung von 49 bis 60° C {120 bis 140° F) durchführt und daran den Aufschluß anschließt, wie er oben bereits beschrieben wurde.

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Claims

Patentansp r ü ehe

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Papierfasern aus Abfallmaterial, das mit Fett und/oder Wachs verunreinigtes Papier enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) aus dem Abfallmaterial einen pumpfähigen wäßrigen Schlamm bildet, worin die Feststoffbestandteile eine maximale Teilchengröße in der Größenordnung von Papierfasern besitzen und im wesentlichen aus Papierfasern bestehen, die mit organischen Materialien aus der Klasse der Fette und Wachse, die ein niedrigeres spezifisches Gewicht als Papierfasern besitzen, verunreinigt sind,

b) den Schlamm auf eine erhöhte Temperatur erhitzt,

c) den erhitzten Schlamm einem konischen Behälter mit einem tangential . angeordneten Einlaß in der Nähe seiner Basis bzw. des oberen Endes und mit Auslaßöffnungen in seinem Apex und seiner Basis zuführt, wobei die Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung an der Basis im wesentlichen den gleichen Strömungsquerschnitt besitzen und der Strömungsquerschnitt der Auslaßöffnung am Apex in der gleichen Größenordnung liegt, wie der der

Auslaßöffnung an der Basis, aber wesentlich größer als die Apexauslaßöffnung herkömmlicher Zentrifugalreiniger im wesentlichen der gleichen Behältergröße ist,

d) den Zufluß zu der Einlaßöffnung ausreichend hoch hält, um in dem Behälter Zentrifugalkraftbedingungen zu erzeugen, die in den Kessel eins Wirbeltrennung des Schlammes in eine äußere

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Fraktion, die den Hauptteil der Papierfasern enthält, und eine innere Fraktion, die den Kauptteil der leichten Verunreinigungen enthält, bewirkt, und

e) die Auslaufströme durch beide Auslauföffnungen in vorbestimmten* Verhältnis derart hält, daß der Anteil der äußeren Fraktion durch die Apexöffnung als Produktmaterial ausgetragen wird, das den Hauptteil der in den Behälter eintretenden Papierfasern enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einer Temperatur im Bereich von 71 bis 93° C (160 bis 200° F) , vorzugsweise von 49 bis 66° C (120 bis 140° F) arbeitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Verhältnis der effektiven Strömungsfläche der Einlaßöffnung zu der Apexöffnung im Bereich von 1 : 0,75 bis 1 : 1,25 verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man im wesentlichen gleiche effektive Strömungsflächen aller öffnungen und im wesentlichen gleiche Auslaufströme durch die beiden Auslauföffnungen verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Produktmaterial der Stufe e) zusätzlich einem Aufschluß unterzieht.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Abfallmaterial Stadtmüll verwendet.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Schlamm von Druckfarbe befreites Altpapier verwendet.

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8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß

man ein Abfallmaterial verwendet, in dem die Fette einen Schmelzbereich oberhalb Umgebungstemperatur besitzen.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8 zur Verarbeitung eines Schlammes, der zerbrechliche oder unzerbrechliche anorganische Stoffe,
Pflanzenteile, unlösliche anorganische Stoffe, körniges Material und/oder anderen Schmutz enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß man den Schlamm vor der Stufe b) unter Entfernung des Hauptteils der anorganischen Stoffe einer Zentrifugalreinigung unterzieht, sodann die größeren Teilchen als Papierfasern durch Grobsieb- und Peinsiebstufen entfernt, die Teilchen mit hohem spezifischen Gewicht durch Zentrifugalreinigung des gesiebten Schlammes entfernt und einen wesentlichen Anteil der feinen Pasern aus dem gesiebten und gereinigten Schlamm beseitigt.

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