CN101223315A - 再生纤维脱墨的方法以及酸在脱墨中的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使再生纤维脱墨的方法，该方法中提供一种含有再生纤维、印刷油墨和碳酸钙的含水的纸浆悬浮液。悬浮液的硬度通过使悬浮液中或加至悬浮液的一种含水流体中含有的碳酸钙溶解而稳定。硬度增加的悬浮液经浮选使所述的印刷油墨与悬浮液分离。本发明还涉及一种弱酸用于浮选工艺中溶解碳酸钙以及稳定硬度的用途，该浮选工艺用于使含有所述的再生纤维、印刷油墨和碳酸钙的含水的纸浆悬浮液脱墨。

Description

再生纤维脱墨的方法以及酸在脱墨中的用途
技术领域
本发明涉及一种再生纤维(recycled fiber)脱墨的方法。本发明还涉及一种酸使再生纤维脱墨时的碳酸钙溶解的用途。
背景技术
造纸工业正在使用越来越多的废纸(“回收纸”)制品用于向新纸(再生纸)的生产提供再生纤维。一部分回收纸是印刷品，为了能够由回收纸制造质量良好的产品，印刷油墨需在纸被制成造纸浆料之前从纸上完全除去。即使是少量的残余印刷油墨对工艺也是有害的，因为残留在纸浆中的大油墨颗粒在纸上产生可见的黑色或彩色污点，而小油墨颗粒会降低纸的亮度并增加对漂白的需求。
纸的脱墨在脱墨装置中进行，根据装置的不同结构和所使用的回收纸的种类及质量，脱墨装置包括数个不同的单元操作。造纸工业正越来越多地使用封闭水系统，并且，为了减少对新鲜水的需求量，脱墨装置的水循环通常被分成两个独立的回路，水在每个回路中循环从上游回到脱墨工艺过程。
当回收纸转化成造纸浆料时，首先，回收纸在典型地由氢氧化钠提供的高pH值下进行的离解(disintegration)工艺中被分解成独立的纤维。然后，将例如回形针和金属箔等杂质通过例如筛选和/或浮选的方法与纤维分离。在这个单元操作之后，通常将纤维脱水，并且将水与纤维分离并提供至工艺的上游。
脱水后，还需要在另一回路中处理纤维，以除去最小的油墨颗粒。悬浮液中未在第一回路中除去的杂质，例如小油墨颗粒，可通过洗涤和/或浮选除去。浮选是从再生纤维中除去残余印刷油墨所使用的最常见的方法。所使用的大部分印刷油墨是疏水的，利用该特点有助于油墨的去除。浮选法中，将空气或其它气体注入悬浮液，在悬浮液中形成气泡。疏水颗粒附着于气泡上而亲水颗粒仍留在悬浮液中。气泡移动到悬浮液表面，形成一个易于除去的泡沫层。通过向悬浮液中加入合适的表面活性剂可使原本不是疏水性的颗粒变成疏水性的。
浮选后，将悬浮液脱水并洗涤然后再将其提供至造纸工艺。有时还需要在将再生纸浆提供至造纸机之前将其漂白。
欧洲专利申请EP 0 030 057公开了一种纸浆脱墨的方法，该方法使用8-22个碳原子的一元醇的磷酸酯或这种酯的混合物作为浮选法中的促集物(collector)。该文献指出，与使用已知的促集物时一样，待使用的水具有足够的硬度，这对于浮选法的良好结果是重要的。硬度可通过例如氯化钙的加入而增加。
EP 0 657 578公开了一种处理回收纸用于造纸的方法，其中第一步中伴随着脱墨化学物质的加入回收纸被破碎成浆料，且印刷油墨被溶解和分散，在第二步中，通过浮选法将印刷油墨颗粒从废纸浆悬浮液中除去。碎浆和浮选在pH值为6.5-8.8的中性条件下进行，不使用脂肪酸或皂，优选还不使用过氧化氢和碱性盐及溶液。碎浆在真比重高于10％的高浓度范围内在碎浆机或碎浆辊筒(repulping drum)中进行，且脱墨化学品包括非离子表面活性剂。该方法与工艺中钙离子的浓度无关。
DE 196 31 150公开了一种使含有纤维素的印刷材料脱墨的方法，其中该印刷材料用氢氧化钠、过氧化氢、表面活性剂和任选硅酸钠处理，且脱离的印刷油墨通过浮选分离。所使用的表面活性剂是一种两性阳离子表面活性剂，且选择的氢氧化钠的量应使含水悬浮液的pH值不超过9，且硅酸钠的量为约0至0.5重量％。该专利提及pH低于9时，该方法中阴离子表面活性剂会与钙离子反应形成不溶的钙皂(calcium soap)。
US 6,426,200和US 2002/0142452公开了一种使调色剂从非接触式印刷回收纸和非接触式与接触式印刷回收纸的混合物中脱墨的方法。该方法包括以下步骤：将回收纸制浆生成浆料；调节所述浆料的pH值为约4至约6；向浆料中加入一种表面活性剂；向浆料中加入一种阳离子，向所述浆料中加入脱墨酶；连续制浆至少10分钟以生成含有调色剂颗粒和纸浆的经处理的浆料；终止所述脱墨酶的活性；以及将调色剂颗粒与纸浆分离。所述阳离子选自钙离子、镁离子、锰离子、钠离子和锂离子。
US 6,159,381提供了一种通过脱墨来处理回收纸处理装置产生的含有悬浮固体的污水或废水的方法，该方法可使污水或废水中所含的细小颗粒以一种可被重新用于造纸工艺中的方式回收。碱土金属离子源和碳酸根离子源被加入水悬浮液中以在其中形成复合微粒物质。碱土金属离子源优选氢氧化钙。
向脱墨装置中提供的材料根据回收纸的类型和质量有很大的不同。这常常导致工艺问题，因为很难保持条件稳定。由于所使用的材料不同，浮选时的pH值和硬度也不同，这会导致浮选过程的条件不稳定和较差的浮选结果。不适当的浮选会引起纸浆和后续产出的纸张的质量低下。
现有技术已注意到钙离子可改进浮选，因此，已有将例如氯化钙或氢氧化钙等的可溶性含钙化合物加入以提供浮选所用的钙离子的启示。但是，含钙化合物的加入不能轻易地随纸浆进料的变化而改变。此外，氯化钙向体系中提供了氯离子。由于其腐蚀性特性，它们会对设备产生有害的影响。与氢氧化钠相比，氢氧化钙溶解度较低，因而很难以这种方式提供足够的钙离子。还可能会有未溶解的氢氧化钙颗粒留在工艺过程中，对之后的工艺过程不利。
向浮选过程提供足量的钙的典型方式是向回收纸的离解过程加入氢氧化钙，以部分替代氢氧化钠。但是，此处加入的氢氧化钙具有上面提及的相同的缺点。因此，需要一种简单的方法使脱墨过程中由不同进料所引起的改变稳定。
发明内容
本发明提供一种改进再生纤维脱墨的方法。根据本发明，至少大部分为获得良好浮选效果所需的钙离子由工艺系统中的碳酸钙提供。
本发明的方法包括：提供一种含有再生纤维、印刷油墨和碳酸钙的含水的纸浆悬浮液；通过使所述纸浆悬浮液中或加至所述悬浮液的一种含水流体中所含的碳酸钙溶解而使所述悬浮液的硬度稳定；以及将所得的纸浆悬浮液进行浮选以从所述悬浮液中分离所述印刷油墨。
本发明中，工艺过程中增加量的钙离子和增加的硬度由一种酸提供。在典型的现有技术的方法中，是将一种碱性化合物，即氢氧化钙加入，以向工艺过程提供钙离子。在本发明优选的实施方案中，向所述悬浮液中提供一种弱酸而使固体碳酸钙溶解。该弱酸优选碳酸，其通过向所述悬浮液或所述含水流体中通入二氧化碳以在其中形成碳酸而生成。
本发明提供一种通过使pH值和硬度稳定并进而减少浮选中的波动而改进浮选的方法。本发明还提供一种向所述浮选提供所需水平的pH值和/或硬度的方法。
但是，已发现稳定的硬度对其它浮选和浮选试剂也具有有利的影响，即使其并未涉及直接的皂化。浮选中使用的一些表面活性剂需要钙才能正常起作用，对于这类表面活性剂，本发明的作用是显著且最明晰的。
本发明还提供酸的一种新用途，包括在用于使含水的纸浆悬浮液脱墨的浮选工艺中溶解碳酸钙及稳定硬度，所述的含水的纸浆悬浮液含有再生纤维、印刷油墨和碳酸钙。所述酸优选是一种弱酸，该弱酸优选由二氧化碳产生。
具体实施方式
现参照附图对本发明进行更详细地描述，其中图1公开了一种脱墨装置的流程图。
实施例1对该流程图进行更详细地说明。
本说明书中使用的术语具有所属领域内的一般常用含义。以下给出本说明书和权利要求书中使用的一些术语的更具体定义。
本文中使用的术语“回收纸”是指被收集后将重新用于纸张生产的用后废纸。回收纸除含有最初纸张生产中使用的多种化学品以外，通常还含有印刷油墨和填料，例如碳酸钙和硫酸钙。
术语“再生纤维”是指由回收纸制成的造纸纤维。一些印刷油墨和碳酸钙可能仍粘附于纤维上。
“脱墨纸浆”包括经脱墨工艺处理的除去大部分油墨和一些其它杂质(斑点)的再生纤维。再生纤维可以是机械纤维(含磨木浆的DIP)或化学纤维(不含磨木浆的DIP)，取决于回收纸的纸等级和纸等级的组成。再生纤维可用于再生纸和纸板产品的生产。可参见L.Gttsching和H.Pakarinen于2000年编辑的Papermaking Science and Technology：Book 7，Recycled Fiber and Deinking一书。
本说明书和权利要求书中使用的术语“印刷油墨”是指用于常规的平版印刷(胶印)、凸版印刷(铅印和柔性版)、转轮凹版印刷工艺或其它任何印刷工艺中的各种黑色和彩色的印刷色彩。
术语“硬度”是指由水或水溶液中的钙离子和/或镁离子引起的硬度。
这些离子可能来源于工艺过程中使用的新鲜水，或来源于工艺过程中加入的不同化学品，或工艺过程中使用的纸张或木材原料。硬度可通过不同的方法测量。缩写“°dH”表示“deutsche Hrte”(德国硬度)。硬度值1°dH对应于溶液中约0.18mmol/l钙离子和/或镁离子。
本发明中，大部分钙来源于回收纸。使碳酸钙溶解可增加硬度和/或保持硬度稳定。
由悬浮液本身提供所需的钙，不需要再向工艺过程中加入任何其它化学品。加入合适量的这类化学品很困难，并且化学品甚至可能对所使用的设备有害。碳酸钙的溶解提供了使浮选法的硬度稳定至所需且足够高的水平的方法。本发明的使硬度稳定的方法具体包括通过固体碳酸钙的溶解增加钙离子的量。
通常回收纸中含有对于本发明的目的而言足够的碳酸钙，但如果碳酸钙的量较低，可向工艺过程中加入碳酸钙。还可在碳酸钙加入时加入相关的酸。
回收纸还可能含有硫酸钙作为一种填料，因此这也可作为钙离子的来源。但是，应注意硫酸钙的溶解不依赖于pH值，因而向悬浮液中加入酸不会直接影响这种填料的溶解度。
在本发明优选的实施方案中，碳酸钙的溶解为工艺过程的正常运行提供了足够且稳定的钙离子来源，不需要向系统中加入任何氢氧化钙。但是，某些情况下，仍优选向系统中加入一些氢氧化钙。如果这样，碳酸钙将只部分代替钙的来源，而受控的溶解仍将提供所需的稳定性，这是本发明的一个特点。
本发明中，碳酸钙的溶解由纸浆悬浮液中的酸提供。相对于强酸的加入，弱酸的使用使得能够以更可控地方式使溶解进行。在本发明的一个优选实施方案中，通过向所述悬浮液中加入弱酸使固体碳酸钙溶解。弱酸不会过快或太过局部地改变工艺过程的条件。因此比使用强酸更易控制。本发明的弱酸是适用于脱墨装置的任何弱酸。所述弱酸优选选自碳酸、磷酸、亚磷酸、偏磷酸、乙酸、柠檬酸、甲酸和这些酸的解离形式。
本发明中使用的弱酸优选以足够降低悬浮液或含水流体pH值的量加入。在本发明的一个优选实施方案中，弱酸以足以使所述悬浮液或所述含水流体的pH在加入所述弱酸后为约pH 6至8，优选约pH 6.9至7.5的量加入。pH值不应过低于pH 6，应避免例如约5的pH值，因为除了溶解太多的碳酸钙以外它还会负面地影响纸张的机械性能。
本发明的pH降低值取决于进料的纸浆悬浮液的初始pH值。pH减少优选至少0.1pH单位，更优选0.2pH单位或更多。pH值的选择应使工艺过程中含有的碳酸钙受控地溶解，并因此提供获得良好的浮选效果所需的钙离子。碳酸钙的溶解保证钙离子的水平不会降至对于浮选而言过低的水平。因此，溶解使硬度稳定，且不必如现有技术那样需要额外的工艺过程之外的钙。如有需要，仍可向系统中加入其它含钙化合物例如氢氧化钙。
本发明的碳酸钙的溶解可通过测量钙离子的浓度、通过监测悬浮液的硬度、通过监测pH值或通过监测所加入或产生的弱酸的量的方式来监测。在本发明的一个优选实施方案中，浮选过程通过测量悬浮液的pH值监测。
在本发明的一个方面，所使用的弱酸能够在所述悬浮液中形成缓冲液。弱酸的缓冲作用通常基于其由于氢离子的解离作用而既能以酸的形式也能以碱的形式存在的能力。除溶解碳酸钙以外，所形成的缓冲液还可通过稳定pH值并降低由纤维进料的变化所引起的硬度波动而使浮选稳定。pH值和硬度优选被稳定在所述浮选需要的水平。所需的pH值和硬度水平取决于所针对的工艺、装置如何构造以及将何种类型的材料提供至工艺中。所选择的弱酸的量应可提供一种缓冲液，该缓冲液使悬浮液稳定在所述浮选所需的pH水平。
由于优选弱酸的缓冲作用，工艺过程中的pH值被稳定至使得所述浮选过程中pH的波动不超过±0.15pH单位，优选不超过±0.05pH单位。由于稳定的pH值，回收材料进料的改变不会导致工艺问题，从而使工艺过程运行平稳。
在本发明的一个优选实施方案中，所述悬浮液中提供的硬度为7至70°dH，优选9至15°dH。优选地，硬度被稳定为使所述浮选过程中硬度的波动不超过±1°dH单位，优选不超过±0.5°dH单位。
本发明中使用的酸可以酸本身加入工艺过程中，它的量由pH测量值确定。弱酸也可通过向所述悬浮液或所述含水流体中通入二氧化碳以在其中形成碳酸而生成。二氧化碳是一种可在水中或纸浆悬浮液中溶解、形成碳酸和/或碳酸氢根离子的气体，反应如下：CO2+H2OH2CO3H++HCO3 -。HCO3 -离子在溶液中具有缓冲作用。高pH值下，尤其是大于10时，主反应为CO2+2OH-CO3 2-+H2O。根据文献(D.Eklund，T.Lindstrm，Paper Chemistry-an introduction，DT Paper SciencePublications，Grankulla，Finland 1991，p.253)，二氧化碳分压的增加使碳酸钙的溶解度增加。这可用以下方程式表示：CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2。
二氧化碳可以纯二氧化碳气体或二氧化碳与其它气体的混合物的形式加入。例如，可使用含有二氧化碳的烟道气。
缓冲作用也可由磷酸提供，因为其可适当地快速转变为磷酸二氢根，或H2PO4 -。由于这种磷酸二氢根既可接受一个氢离子重新组成磷酸，又可释放另外一个氢离子变成磷酸氢根或HPO4 2-，因此它是良好的缓冲剂。
弱酸可被加至或产生于浮选槽的纸浆悬浮液中，或者其可被加至或产生于浮选之前或之后的悬浮液中。在本发明的一个方面，弱酸首先被提供于一种含水流体中，然后将其加入所述悬浮液。这种含水流体例如用于稀释悬浮液的循环水。
本发明中使用的弱酸的量取决于所针对的工艺过程。提供的酸的量应足以提供所需的碳酸钙的溶解。技术人员能够通过简单的试验，例如分析由特定量的弱酸产生的pH值和/或硬度，来确定适当的量。在本发明优选的实施方案中，弱酸是由二氧化碳产生的，且提供至工艺过程中的二氧化碳的量是0.5至10千克/吨干的脱墨纤维，优选1至5千克/吨干的脱墨纤维。在本发明的一个优选实施方案中，二氧化碳在所述浮选过程中通入所述悬浮液。
在本发明的一个方面，一种可皂化的浮选剂被提供于所述悬浮液中用于所述浮选。在优选的实施方案中，使足量的碳酸钙溶解以提供足以使至少部分所述浮选剂皂化的钙离子量。
可皂化的浮选剂是一种为改善油墨颗粒的清除而加入浮选过程的化学品。浮选剂将油墨聚集成更大的颗粒，并给予该聚集体一个疏水表面。浮选剂还附着在气泡上，由此与所形成的泡沫一起存在。不同种类的浮选剂例如脂肪酸、半合成和合成的促集物。多种浮选剂是市售的。可皂化的浮选剂是能够与钙形成皂的浮选剂。皂是既含亲水部分又含疏水部分的化合物，它们能在水的界面聚积。
为使皂正常起作用，浮选中需要一个最小硬度。现有技术的方法已有启示说明，如果硬度不够高，则可通过加入氢氧化钙或氯化钙形式的钙提高硬度。已有启示说明钙皂的形成改善了浮选，因为工艺过程中的钠皂与钙反应形成不溶的钙皂。钙皂沉淀在油墨表面上使其表面更疏水。然后油墨颗粒聚集在一起形成更大的飘浮颗粒。
碳酸钙CaCO3由于具有高亮度而通常用作造纸中的填料或颜料。它还很白且可以合理的价格购买。碳酸钙可以是天然的白垩或方解石，或者也可以是合成生产的沉淀碳酸钙(PCC)。本领域公知碳酸钙溶于酸，且酸的量越多溶解性越好。碳酸钙在pH值高于约8的碱性条件下微溶，但可被诸如硫酸和明矾等的酸侵蚀，因此发生溶解。
用二氧化碳产生碳酸比使用其它酸降低相近pH值提供更少的钙离子。二氧化碳的这种作用使得在pH值低于8的造纸工艺过程中利用碳酸钙作为填料成为可能，如EP 0981665和EP 0986671中所述。如果使用二氧化碳仅使含有碳酸钙的悬浮液的pH值略有下降，则尽管pH值被降低，碳酸钙的溶解甚至可能减少，但在本发明中，为浮选加入的二氧化碳足够多，以使碳酸钙发生溶解。
根据本发明，使碳酸钙溶于浮选的纸浆悬浮液中或溶于加入悬浮液的一种含水流体中。这种含水流体是一种用于脱墨装置的流体。其通常为含有来源于回收纸的材料和添加到工艺中的化学品的循环水。脱墨工艺中的水系统越封闭，循环回工艺过程的上游的水越多。通常脱墨装置包括两个独立的水回路，但如果需要也可使用单一的或多于两个的回路。弱酸可被加入一个回路或所有回路中。但是，优选加入最后一个回路中，因为较先的回路中的pH值通常较高，而较后的回路被设计用来提供更清洁的产品。
弱酸可分批加入并且可加至不同的加入点。在优选的实施方案中，将酸加入浮选系统的第二个回路，但也可由于各种原因被加入第一个回路中或仅加入第一个回路中。
如果所针对的脱墨工艺过程包括不止一个回路，通常将弱酸或二氧化碳加入所述工艺过程的第一回路下游的一个回路中，或者以一种含水流体的形式提供，该含水流体被加入所述第一回路下游的回路中。即使酸是在第二回路中提供的，也可认为酸在第一回路中具有使硬度增加的作用，因为水是循环的。
如果用磨粉机向离解碎浆机(disintegrating pulper)中加入氢氧化钙以向第一和/或第二回路中提供足够的钙，当通过悬浮液加入本发明的弱酸时，应停止或至少显著地减少氢氧化钙的进料。
在本发明的一个实施方案中，使用的弱酸被提供在浮选上游的纸浆中或含水流体中。本发明还可以这样的方式实施，即将弱酸提供在所述浮选下游的纸浆中或纸浆洗涤液或稀释液中，并且来源于所述洗涤液或稀释液或者来源于所述纸浆的含水流体被供应至所述浮选的所述纸浆悬浮液的上游。
在本发明的另一方面，弱酸由向所述纸浆或所述洗涤液或稀释液中通入二氧化碳产生。当二氧化碳以该种方式提供时，其还可以有效改善所述纸浆的洗涤、脱水和/或过滤的量通入。所需的确切量取决于工艺过程，且技术人员能够通过一些试验确定合适的量。
本文中使用的洗涤液或稀释液是指一种用于洗涤或稀释纸浆的例如水的液体。所述的液体通常包括循环水，其优先于新鲜水使用。
在本发明的再一方面，所述二氧化碳被通入一种滤出液中，例如来自盘式过滤机、转鼓过滤机、压榨机或挤压机或类似脱水装置的滤出液。
本发明的已经过浮选的脱墨纸浆优选以常规的方式加工成纸张或纸板。本发明的浮选步骤中碳酸钙的溶解将提供一种更干净的纤维，并因此减少了对纤维进行漂白的需求。改进的浮选还产生更清洁的系统，改进了整个造纸工艺。本发明中二氧化碳的加入还可对纸张生产的后续工艺步骤的稳定性具有有利的作用。但纸张或纸板生产的主要操作并没有因本发明而产生任何明显的改变，因而本领域技术人员完全能够通过常规方式将本发明浮选法生产出的脱墨纸浆加工成产品。
本发明还提供了一种弱酸在浮选工艺中溶解再生纤维中的碳酸钙和稳定硬度的用途，所述浮选工艺用于使含有所述的再生纤维和印刷油墨的含水纸浆悬浮液脱墨。所述的弱酸优选由二氧化碳产生，因此本发明还提供了二氧化碳的一种新用途。
下面将通过一些描述本发明的一些实施方案的实施例对本发明进行说明。实施例的作用不是意图限制本发明的范围。本领域技术人员应清楚，本发明可以多种多样的方式实施。
实施例1
参考实施例
将含有不同量的报纸和办公废纸的废纸于造纸厂的脱墨装置中加工。在离解碎浆机中用氢氧化钠处理这些纸，以提供含有再生纤维的纸浆悬浮液，其中含有印刷油墨和碳酸钙。该纸浆悬浮液于包括两个基本独立的水回路的脱墨装置中加工(图1)。该工艺过程的第一回路包括一个用于离解纸张的碎浆机1、一个分离单元2、一个浮选槽3和一个洗涤单元4。脱墨工艺的第二回路包括一个筛选单元5、一个浮选槽5、一个盘式过滤机7和一个挤压机单元8。来自于筛选步骤和洗涤步骤的水一般逆流进料，即在工艺过程的上游进料，用于在图1中示出的不同位点洗涤和稀释纸浆悬浮液。
由工艺过程的第二回路中所得的脱墨纸浆被加进造纸机储存塔中用于常规方式造纸。一些水也从造纸机中供应，长循环加进第二回路的盘式过滤机中。
将一种能与钙离子形成皂的浮选剂加到恰在第二浮选槽6之前的悬浮液中，以改进第二回路中的浮选。浮选过程的pH值和硬度是变化的，并可根据进料非常快速地变化。因此，浮选是不稳定的且不能很好的发挥作用。浮选过程中悬浮液的平均pH值是7.5，波动范围是±0.2pH单位，有时甚至更高。因此，通常pH值在约7.3至7.7之间变化。类似地，浮选过程中悬浮液的硬度在6至10°dH之间变化。硬度为约10°dH时，该工艺过程尚可较好地发挥作用，但硬度为6°dH时，浮选过程中出现问题，并且脱墨的纸浆中有黑色污点且亮度差。
实施例2
向纸浆物料流中通入二氧化碳
本发明中的弱酸的作用在参考实施例1中所描述的脱墨过程中测试。随再生纤维进入工艺过程的固体碳酸钙通过在纸浆悬浮液的含水载体中生成碳酸而溶解。碳酸钙的溶解增加了在脱墨工艺的第二水回路中循环的钙离子的浓度。由于碳酸和所得的碳酸氢根离子的缓冲容量，浮选过程中悬浮液的pH值降低并稳定。
二氧化碳被加入流向第二浮选槽6的纸浆中，即加入第二回路的浮选中。测试了二氧化碳的两个不同水平：
a)加入工艺过程中的二氧化碳的量为1.3千克/吨干的脱墨纸浆。二氧化碳的加入开始后，尽管进料的再生纤维不断地变化，浮选过程中纸浆悬浮液的pH值是稳定的。平均pH值降低至约7.3，并且pH值的波动范围降低至约±0.05pH单位。稳定的pH值条件使浮选更稳定，且与不加二氧化碳而运行的工艺过程相比，脱墨效果显著改善。因为加入二氧化碳，纸浆悬浮液的硬度增加，且硬度的波动显著减小。最低的°dH值提高了3°dH单位达到9°dH，且波动范围减小到不高于±1°dH。
b)在进行第二个测试时，加入的二氧化碳的量升高至1.5千克/吨干的脱墨纸浆。工艺过程中的最低硬度从6°dH增加至10°dH，且变化范围不超过±1°dH。二氧化碳开始加入后，pH值稳定在7.1，变化范围约±0.05pH单位。二氧化碳加入后，浮选工艺稳定且发挥了良好的作用。
c)二氧化碳的加入量为2.0千克/吨干的脱墨纸浆时也对相同的工艺过程进行了试验。二氧化碳开始加入后，纸浆悬浮液的最低硬度水平增加至12°dH，其变化范围为±1°dH。pH值稳定在6.9水平，变化范围约±0.05pH单位。浮选是稳定的，但发现硬度稍过高，与试验b)相比没有进一步的改进。
实施例3
向一种含水流体中通入二氧化碳
二氧化碳对于参考实施例1中描述的浮选的作用也通过将二氧化碳加入盘式过滤机7的滤出液中进行了测试。滤出液部分循环至盘式过滤机，部分循环至上游，用于稀释流向第二浮选槽6的纸浆悬浮液。
加入循环液体中的二氧化碳产生了碳酸，碳酸溶解了液体中夹带的碳酸钙。生成的钙离子随着循环液体进入纸浆悬浮液，并以与实施例2中相同的方式增加了浮选过程中的纸浆悬浮液的硬度。所生成的碳酸和碳酸氢根离子提供了缓冲作用，使浮选过程中的pH值稳定。为提供与实施例2描述的相同效果，需要与实施例2中相同量的二氧化碳。
同时加入盘式过滤机中的二氧化碳改进了盘式过滤机的性能，并因此显著改善了整个脱墨工艺。从盘式过滤机中出来的纸浆的浓度增加了约1个百分比单位，即过滤机的容量增加约10％。
参照二氧化碳和碳酸用于溶解浮选过程中的碳酸钙而详细描述了本发明。但是，对本领域技术人员显而易见的是，基于本说明书，其它酸以及尤其是具有缓冲作用的弱酸，也提供相似的稳定作用。因此，本领域技术人员能够将所描述的浮选方法用于其它如权利要求书中定义的使碳酸钙受控溶解的方法。

Claims (32)

1.一种使再生纤维脱墨的方法，包括
-提供一种含有再生纤维、印刷油墨和碳酸钙的含水的纸浆悬浮液；
-通过使所述纸浆悬浮液或加至所述悬浮液的一种含水流体中含有的碳酸钙溶解而使所述悬浮液的硬度稳定；以及
-将形成的纸浆悬浮液进行浮选，以使所述的印刷油墨与所述悬浮液分离。
2.权利要求1的方法，其中通过向所述悬浮液中提供一种弱酸使固体碳酸钙溶解。
3.权利要求2的方法，其中所述弱酸选自碳酸、磷酸、亚磷酸、偏磷酸、乙酸、柠檬酸、甲酸及这些酸的解离形式。
4.权利要求2的方法，其中所述弱酸通过向所述纸浆悬浮液中加入一种弱酸提供。
5.权利要求2或3的方法，其中所述弱酸通过向所述悬浮液或所述含水流体中通入二氧化碳以在其中形成碳酸而生成。
6.权利要求2的方法，其中所述弱酸首先提供于一种含水流体中，然后将该流体加入所述悬浮液中。
7.权利要求2或3所述的方法，其中所述弱酸以足以降低所述纸浆悬浮液或所述含水流体的pH值的量提供。
8.权利要求7的方法，其中所述悬浮液或含水流体的pH值被所述弱酸降低至少0.1pH单位，优选0.2pH单位或更多。
9.权利要求2的方法，其中所述弱酸能够在所述悬浮液中形成一种缓冲液。
10.权利要求9的方法，其中所述弱酸以足以提供一种使悬浮液稳定在所述浮选所需的pH值水平的缓冲液的量提供。
11.权利要求10的方法，其中所述pH值被稳定为使所述浮选过程中pH值的波动不超过±0.15pH单位，优选不超过±0.05pH单位。
12.权利要求2或3的方法，其中所述弱酸以足以使提供所述弱酸后所述悬浮液或所述含水流体的pH值为约pH 6至8，优选约pH 6.9至7.5的量提供。
13.权利要求2或3的方法，其中所述弱酸以足以通过所述纸浆悬浮液中钙离子量的增加而使硬度增加的量提供。
14.权利要求2或3的方法，其中所述弱酸以足以使硬度稳定在所述浮选所需水平的量提供。
15.权利要求2或3的方法，其中所述弱酸以足以使pH值和硬度稳定在所述浮选所需水平的量提供。
16.权利要求14的方法，其中所述悬浮液中提供的硬度为7至70°dH，优选9至15°dH。
17.权利要求15的方法，其中所述硬度被稳定为使所述浮选中的硬度波动不超过±1°dH单位，优选不超过±0.5°dH单位。
18.权利要求9至17任一项所述的方法，其中所述弱酸由二氧化碳提供，且二氧化碳的量是0.5至10千克/吨干的脱墨纤维，优选1至5千克/吨干的脱墨纤维。
19.权利要求1的方法，其中一种可皂化浮选剂被提供于所述悬浮液中用于所述浮选。
20.权利要求1的方法，其中使碳酸钙溶解以提供足以使至少部分所述浮选剂皂化的钙离子量。
21.权利要求1的方法，其中固体碳酸钙被加入所述悬浮液中。
22.权利要求1的方法，其中固体碳酸钙来自回收纸。
23.权利要求5的方法，其中所述二氧化碳在所述浮选的过程中通入所述悬浮液中。
24.权利要求5的方法，其中所述脱墨工艺包括一个以上回路，且二氧化碳被通入所述工艺的第一回路下游的一个回路中，或者提供至一种含水流体中，该流体被加入所述的第一回路下游的回路中。
25.权利要求2或6的方法，其中所述弱酸被提供在所述浮选上游的纸浆中或一种含水流体中。
26.权利要求2或6的方法，其中所述弱酸被提供在所述浮选下游的纸浆中或一种纸浆洗涤液或稀释液中，并且来源于所述洗涤液或稀释液或来源于所述纸浆的含水流体被供应至所述浮选的所述纸浆悬浮液的上游。
27.权利要求26的方法，其中所述弱酸由向所述纸浆或所述洗涤液或稀释液中通入二氧化碳产生。
28.权利要求27的方法，其中所述二氧化碳以能够有效改善所述纸浆的洗涤、脱水和/或过滤的量通入。
29.权利要求27或28的方法，其中所述二氧化碳通入一种滤出液中。
30.前述任一项权利要求所述的方法，其中已经过所述浮选的脱墨纸浆被加工成纸张或纸板。
31.一种酸在浮选工艺中用于溶解碳酸钙和稳定硬度的用途，所述浮选工艺用于使含有所述再生纤维、印刷油墨和碳酸钙的含水的纸浆悬浮液脱墨。
32.权利要求31的用途，其中所述的酸是一种由二氧化碳产生的弱酸。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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