CN100365200C - 用于充气悬浮液的过程和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于充气悬浮液的过程，特别是通过一个或者多个阶段和/或单元(P1、P2、P3、P4、S1、S2)来将它们在例如浆料悬浮液的脱墨中浮选，其中，每个阶段/单元(P1、P2、P3、P4、S1、S2)具有其自己独立的液体回路(6)。为了改进脱灰，本发明规定引入洗涤过程(12、12’、16、18)。此外，本发明涉及用于实现该过程的装置。

Description

用于充气悬浮液的过程和装置
技术领域
本发明涉及用于充气悬浮液的过程，特别是通过一个或者多个阶段和/或单元来将充气悬浮液在例如浆料悬浮液的脱墨中浮选，其中，每个阶段/单元具有其自己独立的液体回路。此外，本发明涉及用于实现该过程的装置。
背景技术
这种类型的过程例如从EP 1 124 001 A2是已知的，其中，各个浮选阶段还可以根据例如US 4,255,262、EP 0 243 690、DE 31 20 202或者US6,208,549来设计。
这种类型的过程用来从浆料悬浮液中去除杂质和印刷油墨颗粒，特别是那些在废纸处理中产生的杂质和印刷油墨颗粒。通过应用这种类型的过程，实现了矿物成分(例如，填料等)的非特定去除，因为它们的化学表面性质(特别是填充物)使得它们与浆料悬浮液中的油墨颗粒的反应不同，这些油墨颗粒相对容易变为疏水的。此外，矿物成分的比重比油墨颗粒的比重高大约2到3倍。然而，在已知的过程中，在选择性浮选中出现一些缺点。例如，如果我们试图定目标为通过对该过程进行某些变化来去除填料，那么这样总是导致印刷油墨去除的效率下降，这导致需要在充气中的额外变化，对原料波动进行调节，以及改变输送量。而且，如果为了提高矿物质的去除率而增加溢出量，那么纤维损失与此等比例的上升，这导致处理费用和所需原料的费用更大。
发明内容
本发明的目的是减少或者避免上述缺点，同时维持相同的流程和充气。
因此，本发明的特征在于引入洗涤过程，其中，该洗涤过程可以被引入到一个单元，例如初级或者二级单元的液体回路中，或者引入单元阶段之间，即，初级和二级单元之间。结果，可以选择性地和简单地去除含灰量。
如果在进入二级单元以前固体悬浮液稀释到大约0.6-1.4％的浓度，特别是0.8-1.3％的浓度，那么可以增加浮选效率。
根据本发明的进一步有利的发展，如果两个单元的回路中分别被至少引入一个洗涤过程，那么进一步可以充分地改进除灰。
如果来自至少两个洗涤过程的接受流在此一起供给到另一个洗涤过程(所谓的双重洗涤)，那么在减少的纤维损失下可以实现灰的去除量的进一步增加。
该至少两个洗涤过程被引入到初级单元的回路中证明是特别有利的。
在进入的填料含量大约为23％和更多的情况下，来自整个过程的接收物具有小于大约20％，最好低于15％的含灰量是有利的。结果，该接收物可以再次返回到具有低纤维损失的过程。
而且，本发明涉及用于用于充气悬浮液的装置，特别是通过一个或者多个阶段和/或单元来将充气悬浮液在例如浆料悬浮液的脱墨中浮选，其中，每个阶段/单元具有其自己独立的液体回路。根据本发明，该装置的特征在于引入了洗涤器，其中，该洗涤器可引入到一个单元的液体回路中，例如初级或者二级单元，和/或这些单元阶段之间，即，在初级和二级单元之间。
根据本发明，如果两个单元的回路中分别引入至少一个洗涤器，那么进一步可以充分地改进灰填料的去除。
如果来自至少两个洗涤器的接受流量在此一起供给到另一个洗涤器，那么可以实现灰的去除的进一步增加。
通过对收集的废弃流的后洗涤，可以实现进一步减少纤维损失同时减小来自浮选洗涤系统的体积流量。
而且，在初级单元回路中引入至少两个洗涤器证明是有优势的。
如果该洗涤器或者多个洗涤器设计为具有垂直旋转轴的旋转洗涤器，或者替代的设计为滚动洗涤器，那么可以导致有利的结构。
附图说明
现在使用附图中的例子来描述本发明，其中
图1示出了目前技术水平的浮选设备；
图2说明了本发明的变形；
图3包含本发明的另一个变形；
图4示出了本发明的特别有利的变形；
图5包含洗涤器的变形；
图6是洗涤器的另一个变形；
图7是根据目前技术水平的物料平衡；以及
图8是根据图3中所示的本发明的变形的物料平衡。
具体实施方式
图1包含根据目前技术水平的具有四个初级单元P1、P2、P3和P4，以及两个二级单元S1和S2的浮选设备的示意图。浆料悬浮液流Z在合适的点进入第一个初级单元P1。通过与供给断开的回路1由加入空气L且将空气混入悬浮液的注射器2来在该单元内产生气泡。整个浮选设备大量地充满悬浮液，在悬浮液的表面O形成泡沫，该泡沫包含尽可能多的要通过浮选去除的物质和油墨颗粒。在初级单元P1中被清洗以去除油墨和杂质的接受流通过位于隔离壁10底部的开口5转移到第二个初级单元P2。在所有其它初级单元中，使用由内部单元回路操作的气泡产生注射器以相同的方式处理该悬浮液，且在该设备的端部作为接收物G排出。从所有初级单元P1到P4收集的泡沫可以从泡沫通道3向下排出到容器4中。来自该中间容器4的溢出物供给到二级单元S2，通过该溢出物泡沫同时大量地被去除。这里围绕内部单元回路6再次进行充气。从二级单元S2，接受物通过位于底部的开口7转移到二级单元S1。在使用回路8充气以后，来自二级单元的泡沫可以作为溢出物U被去除。来自二级单元S1的接受物通过位于底部的隔离壁11中的开口9进入第一个初级单元P1。
作为基本原理，根据本发明的洗涤阶段可以在几个点引入。该洗涤阶段可以被引入到初级单元、二级单元或者在初级和二级阶段之间的回路中。
图2示出了引入到初级阶段和二级阶段中的洗涤阶段。根据所期望的过程控制和清洁要求，洗涤器12安装在初级单元(P1、P2、P3、P4)之一处。作为一种替代，或者作为附加，一个洗涤器12’可以被引入到二级单元(S1、S2)的回路中。作为一个例子，图2示出了在P2处的洗涤器12和在S2处的洗涤器12’。洗涤器12、12’安装在注射泵13的下游。与目前技术水平相比，在本发明中，注射泵13在相同的输送量的情况下提供更高的压力输出。要从中去除灰的液体的分流在内含物排入下一个单元以前在单元P2、S2的底部附近排出，且在洗涤器12、12’中去除灰以后液体的分流进入相同的单元，并通过扩散器14、14’设定该浆料的浓度。还可能在几个单元室之间包括洗涤阶段。在洗涤器12、12’中去除的填料和碎屑(主要是灰)运送到污水处理设备。通过通常的机器参数可以设置灰的去除程度。根据如图1所示的目前技术水平，通过独立于产品来设置注射器的流量，还可以在商品浆料中调整灰的去除程度。
根据本发明，如果要求整个产品流的向前供给，或者如果洗涤阶段安装在现有DIP(脱墨浆料)设备中，那么还可以从在单元之间的整个流中去除灰。为了保持浮选效率，回路必须打开，且浆料浓度进一步稀释，最好稀释到大约0.8到1.3％。
在图3中，向二级单元的供给物15在作为除灰装置的洗涤器16中处理，使得由于灰和碎屑的去除而降低了二级单元中的水力负载。然而，这里的基本方面是要去除灰。在图7中显示目前技术水平结构的物料平衡，在图8中显示本发明结构的物料平衡。在图3中所示的变形显示了最有效形式的分流洗涤，因为在浮选过程期间，泡沫已经明显地富有矿物质。
在灰去除过程中，接受物变厚。为了确保在二级浮选中浆料浓度不是太高，该浆料悬浮液通常被稀释到大约0.6到1.4％。在浮选阶段中的所有灰去除程序都需要该过程。
去除灰的又一种潜在装置在图4中显示。这里，灰在两个分流中去除。为了进一步减少纤维损失，该灰去除单元17、17’串联。目前排空了填料的并且来自下一个洗涤器18的接受物送到浮选泡沫容器4，且与从初级单元到二级单元的溢出泡沫一起进行进一步的浮选。包含高浓度填料和碎屑的废弃物在DAF(溶气浮选)单元或者料渣压榨机中处理。
图5示出了旋转洗涤器20形式的灰去除装置的一种潜在的变形。悬浮液通过供给分支21供给到洗涤器20。固定配件22将具有有利流体特性的悬浮液流偏转到固柱形过滤筐23内部。在该区域存在具有抛物线形的旋转器24，和薄片25。经过过滤器23的接受物在接收区域26中收集，且通过接收出口27排放。旋转器24由驱动器28驱动。这种类型的单元具有通过有利的流程，特别是该抛物线形的旋转器实现的低能量损耗。使用特殊的过滤器和薄片设计可以获得高水平的灰去除。
图6示出了作为辊洗涤器30的洗涤器的另一种结构。悬浮液通过所谓的压头箱31供给，悬浮液通过该压头箱注入滚筒32和过滤器33之间。过滤器33由驱动辊34驱动，且滤出液通过过滤排放35排出，该滤出液是接受物。
图7示出了在一种目前技术水平的浮选设备40中的浆料流。这里所示的浮选设备包括初级单元41和二级单元42。悬浮液供给43供给到初级单元41，溢出物44从初级单元41送到二级单元42。接受物45从初级单元41运走，同时具有浓缩的固体的溢出物46从二级单元42带走。在系统中的一些点处，加入更多喷淋水47。各个浆料流的值在如下表格1中显示。
表1
流 编号 体积流量，总重[1/min] 固体含量[％] 固体中相对含灰量[％]
供给 43 15000 1.2 25.0
返回流 44 3200 1.07 66.0
流量/接收物 45 15500 1.07 21.2
排放量/溢出量 46 550 2.55 70.0
喷淋水 47 1050 - -
图8示出了来自根据图3的具有初级单元41和二级单元42的浮选设备40的浆料流。悬浮液供给43供给到初级单元41，溢出物44从初级单元41送到灰去除装置，特别是送到洗涤器48。来自洗涤器48的“接受物”49通过加入稀释水52浓度减小到小于1％，且在53处供给到二级单元42。来自洗涤器的具有高填料负载50的流与来自二次单元42的溢出物46混合，且作为总溢出物51从系统排出。各个浆料流的值在如下表格1中显示。
表2
流 编号 体积流量总共[1/min] 固体含量[％] 固体中的相对含灰量[％]
供给P1 43 15000 1.2 25.0
来自初级单元的泡沫排放 44 2550 1.11 64.8
流量/接收物 45 14480 1.11 17.2
来自二次单元的溢出量 46 30 2.3 72.7
喷淋水 47 1100 - -
洗涤器48之后的返回流 49 240 3.9 14.7
洗涤器48之后的排放 50 2300 0.8 89.5
总溢出量 51 2330 0.8 88.9
稀释水 52 720 - -
向二次单元的返回流量 53 960 0.97 14.7
比较表1和2很清楚，在相同的固体和灰输入的情况下，根据本发明的过程提供具有更高固体含量和更低相对含灰量的接收物。这样，与目前技术水平的过程相比，几乎排放了两倍多的灰。
如果该设备还装备有另外的用于分流的洗涤器，例如根据图2或者4，那么可以获得甚至更好的灰去除率。
从产品流中去除大百分比的填料还具有积极的效果，即，额外地去除了由浮选较难去除的小的油墨颗粒。结果，还增加了亮度和洁白度。

Claims (27)

1.通过一个或者多个阶段和/或单元对悬浮液充气的方法，其中，每个阶段/单元具有其自己独立的液体回路，其特征在于：引入了洗涤过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：浮选所述悬浮液。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：对浆料悬浮液脱墨。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该洗涤过程被引入到至少一个单元的液体回路中。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：该洗涤过程被引入到初级单元的或者二次单元的液体回路中。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在这些单元阶段之间引入所述洗涤过程。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述洗涤过程被引入初级和二级单元之间。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：在进入该二级单元以前，该固体悬浮液被稀释到0.6-1.4％的浓度。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：在进入该二级单元以前，该固体悬浮液被稀释到0.8-1.3％的浓度。
10.根据权利要求1到9中的一项所述的方法，其特征在于：至少在两个单元的每个回路中引入一个洗涤过程。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：来自至少两个洗涤过程的接收流一起供给到又一个洗涤过程。
12.根据权利要求10或者11所述的方法，其特征在于：来自所述一个或者多个洗涤过程的废弃流一起供给到又一个洗涤过程。
13.根据权利要求10到12中的一项所述的方法，其特征在于：该至少两个洗涤过程被引入到初级单元的回路中。
14.根据权利要求1到13中的一项所述的方法，其特征在于：在进入的填料含量为23％或更多的情况下，来自该整个过程的接受物具有小于20％的含灰量。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述接受物具有小于15％的含灰量。
16.通过一个或者多个阶段和/或单元(P1、P2、P3、P4、S1、S2)对悬浮液进行充气以浮选的装置，其中，每个阶段/单元(P1、P2、P3、P4、S1、S2)具有其自己独立的液体回路(6)，其特征在于：引入了洗涤器(12、12’、16、18)。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于：该洗涤器(12、12’)被引入到一个单元(P1、P2、P3、P4、S1、S2)的液体回路中。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于：该洗涤器(12、12’)被引入到初级单元的或者二级单元的液体回路中。
19.根据权利要求16所述的装置，其特征在于：在这些单元阶段之间引入所述洗涤器(16)。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于：所述洗涤器(16)被引入到初级和二级单元之间。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于：稀释水管(52)连接到在洗涤器(16)和二次单元(S1、S2)之间的管子上。
22.根据权利要求16到21中的一项所述的装置，其特征在于：在两个单元的回路(6)中至少分别加入一个洗涤器(12、12’)。
23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于：来自至少两个洗涤器(12、12’)的接收流一起供给到又一个洗涤器(18)。
24.根据权利要求22或者23所述的装置，其特征在于：来自该至少两个洗涤器(12、12’)的废弃流一起供给到又一个洗涤器。
25.根据权利要求22到24中的一项所述的装置，其特征在于：该至少两个洗涤器(12、12’)被引入到初级单元(P1、P2、P3、P4)的回路(6)中。
26.根据权利要求16到25中的一项所述的装置，其特征在于：所述洗涤器(12、12’、16、18)设计为具有垂直旋转轴的旋转洗涤器(20)。
27.根据权利要求16到26中的一项所述的装置，其特征在于：所述洗涤器(12、12’、16、18)设计为辊洗涤器(30)。
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