CN1181795A - 从在造纸过程产生和排出的残余－或捕集物流中回收原料的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及从含有多种物料的残余—或捕集物流(R)中回收原料的方法,此物流在造纸(P)过程中在造纸厂(1)和/或在材料处理装置(2)和/或造纸机(3)中产生并从其中排出,其中将残余—或捕集物流(R)送入装置(4),通过筛分分离至少在残余—或捕集物流(R)中含有的纤维组分和分离含有黑粒子的灰—组分(A),为使原料回收费用合理,按本发明,一方面在分离含黑粒子的灰组分(A)之前,通过筛分方法分离纤维组分,另一方面各按所需纤维尺寸,将纤维组分通过筛分至少分成两种不同的纤维类别,优选分成长纤维(LF)、短纤维(KF)和/或断裂纤维(BF)。

Description

从在造纸过程产生和排出的残余 —或捕集物流中回收原料 的方法和装置

本发明涉及按照权利要求1和2前序部分的方法和权利要求9和10前序部分的装置。

在造纸厂中，纸的制造通常是这样进行的，即在纸机的上游安装纸厂的材料处理装置，在该装置中用新的或旧的纸纤维或这些纤维的混合物制造适于生产纸的造纸原料。取决于最终产品的质量，纸原料由极为不同质量的纤维混合物组成。材料处理装置在材料处理过程中，以及造纸机在制造纸时都在工艺水流中产生残余—或捕集物(residual orcollected material)。它们含有粗的污物，如塑料和金属部分、纤维材料，黑粒子(black particle)，如炭黑，印刷染料残渣，及带有大量高岭土的填料，颜料，碳酸钙，二氧化钛。这种含有残余物或捕集物的从纸厂排出的工艺水流后面称为残余—或捕集物流，它们迄今一般都是送到水处理装置中去。由此得到的过滤液又送回到纸厂中去，而由水处理过程中分出的污泥必须排放掉。本发明只涉及从造纸厂中排出的残余—或捕集物流。

在DE 4034054C1已知的方法中，将全部残余—或捕集物流作为废水流引入残余废水净化装置，并在必要时借助于絮凝剂进行沉淀。从净化装置的污泥收集池中取出稀的污泥。为达到准确确定的稠度将残余废水与稀污泥混合。随后将在残余—或捕集物流中含的粗粒污物过筛掉。将过筛的液流注入装有分离黑粒子用的多个旋液分离器的离心装置。由旋流分离器送出的物流然后被送至筛网，在此得到由纤维，凝聚粒子，颜料及填料组成的部分。颜料和填料在随后的工艺步骤中分开。最后将纤维，颜料和填料又送到造纸厂的材料处理步骤中。

此种已知方法有各种明显的缺点。具有旋液分离器的净化装置和离心装置非常昂贵并且费用很大。此外净化装置，尤其是离心装置的操作能耗非常高，因为在旋液分离器运作时，产生较高的压力降。此外，供给旋液分离器的稀污泥物流的精确调节一方面很昂贵，另一方面又是不可缺少的。因为旋液分离器在偏离最佳稠度的稀污泥浓度下，无法操作或效率低微。这种已知的装置都是为木浆加工工业而设计的，因为由废水污泥中获得的纤维基本上是纤维素纤维。这种已知的装置不是为也处理旧纸的工业而设计的，因为也处理旧纸的工业中，由残余物流或捕集物流中得到的纤维组分含有非常多的短纤维和断裂纤维，这些纤维组分的应用非常困难，对大多数纸厂是不可能的。

本发明采用全新的方法。有两种可供选择的方法，特别是这两种方法相结合更具优点，这在方法权利要求1和2与装置权利要求9和10中已指明。在本发明中，首先被第一次认识到的是，黑粒子仅部分地以很小的附着力附着于纤维和粗污物上。在分离纤维组分时，由于产生的涡流作用和筛分操作，黑粒子很容易部分地从粗污物和纤维中分离出来。因此没有必要过早地用昂贵方法分离全部黑粒子。在筛分纤维时，分离黑粒子甚至部分地比用离心法获得更高的白度。在现有的技术状况中，昂贵的装置技术用于黑粒子的预分离，而在本发明中这是不必要的。

此外，按本发明还已认识到的是，即或纤维部分含有高份额的短纤维和断裂纤维，也可毫无困难地用特别经济的方法利用，如果纤维组分各按所需的纤维尺寸，用相应的筛网将其分成不同的纤维级，例如分成长纤维、短纤维和/或断裂纤维的话。这样即使在旧纸加工工业中，也可根据对所生产产品的要求，以特定的方式将回收的纤维重新送到生产中去。而某些纸厂不能应用的纤维规格及纤维等级可提供给，例如售给，制造对最终纸产品有不同要求的纸厂或其它工业部门。

如果从材料处理装置和/或造纸机中排出的残余—或捕集物流直接或马上—亦即不经中间的净化或水处理装置-，特别是不预先调节稠度而送至装置中，则工艺过程大为简化。此外，只需要较为简单的装置技术。

按本方法，还提供这样的可能性，即在纤维组份分级之前，从残余—或捕集物流中首先通过筛分将含有塑料和金属的粗污物组分分离出来，随后将纤维组份分成所需的纤维类别。最后，灰组份也同样通过筛分进行分离。由于应用筛分技术，至少对于粗污物的分离和纤维类别的分类，可采用相应筛网的串级排列，基本上在重力影响下进行分离和分类，并因此回收不同的纤维类别。获得不同纤维质量级所需能耗限制在最小限度。

通过对残余—或捕集物流的全面处理，可得到一种高质量的滤液，这样就不必进行进一步的水处理。过滤液的质量可按相应要求进行调节，故可直接再循环到材料处理装置中和/或造纸机中和/或装置上游和/或装置内的残余或捕集物流中或废水中。

唯一的附图表示造纸厂1的示意图。纸厂1有材料处理装置2和造纸机3。按照本发明极重要的是，造纸厂1排列有装置4，它直接连接在材料处理装置2和造纸机3之后。在此装置4中将材料处理装置2和造纸机3排出的残余—或捕集物流R进行处理，由此将在残余—或捕集物流R中含的不同的物料分离和至少部分回收。

装置4具有5个分离—或分类段5，6，7，8，9，残余物或捕集物流R依次在其中通过，需要理解的是，分离或分类段的数量可多可少。分离或分类段的数量取决于具体情况，一方面与需要生产的产品，另一方面与所希望的产品质量和类别有关。在分离—或分类段5至8中，采用筛网，特别是振动筛。在分类段5中各个筛网的目孔约为1至2mm。在分类段6的各个筛网的目孔在0.5至0.3mm之间，在分类段7中在0.1至0.3mm之间，在分类段8在0.04和0.1mm之间。如果在分离段9同样至少采用一种筛网，则最小目孔约为10μm。代替最细筛网分离的是，在分离段9也可采用浮选、沉降和/或过滤。

本发明方法如下进行：

将起始纸原料G送入纸厂1的材料处理装置2。原料包括旧纸、纤维素和任选其它材料。按待制造纸的要求，将起始纸原料G在材料处理装置2中分成纸原料PR和排出的残余—或捕集物流R。纸原料PR送到造纸机3中，并在那里加工成纸P，它然后，如在图中所示，作为造纸厂1的产品送出。残余物或捕集物流R离开材料处理装置2，送至装置4。在造纸机3中也同时产生残余—或捕集物流R，也送入装置4。

在此应指出的是，特别有利的是，将全部残余—或捕集物流R在材料处理/纸的制造完成之后再送至装置4。当然要理解的是，还未通过材料处理/纸生产全部过程但还含有许多不同物质的残余—或捕集物流R的一部分物流或部分量毫无疑问地也可送入装置4。所示例的配置证明是很合理的，其中残余—或捕集物流R在全部材料处理装置2和造纸厂3之后—不象在现有技术现状中一样—不送入物化净化—或污水处理装置，而直接送入装置4。为解释清楚，应指出，有可能在装置4之前连接一个净化装置，但它本身的功能不能完成或仅不充分的完成，即近似无效或基本上无效地运行。这种实施方式当然同样是包括在权利要求保护范围之内。

在描述的实施方式中，在造纸中需要大量的工艺水。造纸过程是“湿”进行的。残余—或捕集物流R相应地与从材料处理装置2中排出的工艺水一起排出并在装置4中进行湿—分离或—分类。相应于各种所希望的要求，可在装置4相应地进行稀物料—、中等物料—或稠物料分离。它们也可称为低的—、中等的—或高稠度的分离。在处理低稠度范围时，在工艺水的物料份额在0和1％之间；在处理中等稠度范围时在1至6％之间；而在处理高稠范围时在6和18％之间。试验得出，对纤维分类和/或灰的分离和黑粒子的除去特别有利的是，在低稠度范围进行处理，因为这样使各种物质有可能较容易分离。

在湿—分离中，5，6，7，8各段可串级式地前后排列。首先将残余—或捕集物流R送入第一个分离段5，塑料K和金属M在其中被过筛掉，如同其它污物如沙粒，碎片等一样。后边的第二分类段6将长纤维LF，而第三个分类段7将短纤维KF，第四个分类段8将断裂的纤维BF筛出。6，7，8各个分类段的筛网的目孔大小如前述。

在第五个分离段9中最后将灰A分离。灰含有黑粒子如炭黑和印刷染料残渣，以及含有大量高岭土的填料和此外含有颜料和还有其它物质，如碳酸钙和二氧化钛。灰分A可在第五段9或在其后分离成某些或全部上述的物质。从第五分离段9出来的滤液F重新直接送入材料处理装置2。必要时过滤物流至少部分用于调节残余—或捕集物流R至所需的浓度(稀物料)，当过滤液送入装置4或送入造纸机时。

完全不虑及在分离—及分类段5，6，7，8，9中湿—分离的方式，还可对在分离过程中得到的产品进行进一步处理和分类。这样例如可将从分离段5排出的或得到的含塑料和金属的粗污物组份KM再一次分离一方面为塑料和另一方面为金属，或直接进行处理。在分类段6，7和8得到的长纤维LF，短纤维KF和断裂纤维BF例如可用压榨机压紧和/或进行干燥。随后这些各种纤维类别重新作为起始的造纸原料G的一部分供给材料处理装置2，也可提供给其它工业利用。在第五个分离段9中得到的过筛物灰A最好分离成前面所提到的组份。这可通过浮选、过筛、沉降、过滤和/或离心来实现。

要理解的是，在装置4中残余—或捕集物流R的处理并不一定要在湿状态进行。当然干分离也是可能的。特别有利的是，当残余—或捕集物流R以干的状态从材料处理装置和/或造纸机排出时，这意味着材料处理和/或纸的制造本身以干状态进行。当然也可将残余—或捕集物流R在送入装置4之前进行干燥，这样将它与来自材料处理装置或来自造纸机中的工艺水分离，并以空气—残余—或捕集物流R的形式进行分离。

为使干分离可在装置4中进行，要求残余—或捕集物流R制成粉末。例如这可在适宜的磨中进行。然后将成粉末的残余  或捕集物流R进行分类，然后得到前面提到的单独的各种物料和物料类别。例如可通过风力分级器，经离心分离、旋风分离，筛网或类似方法进行分类。因为分离是干态进行，故而应理解，物料KM或纤维类别LF，KF和BF没有必要进行后处理。而可能只单独对组份A进行浮选和/或其它的处理。

Claims (13)

1.从含有多种不同物质的残余—或捕集物流(R)中回收原料的方法，此物流是在造纸(P)过程中在造纸厂(1)和/或在材料处理装置(2)中和/或在造纸机(3)中产生并从其中排出的，其中将残余—或捕集物流(R)送到装置(4)中以通过筛分分离出至少一种在残余—或捕集物流(R)中含有的纤维组份及分离含有黑粒子的灰组份(A)，其特征在于，按本方法，通过筛分方法分离纤维组份的过程是在分离含有黑粒子灰组份(A)过程之前进行。

2.按权利要求1前序部分，特别是按权利要求1的方法，其特征在于，按所需的纤维尺寸，各通过筛分将纤维组份分为至少两种不同的纤维类别，优选分为长纤维(LF)、短纤维(KF)和/或断裂纤维(BF)。

3.按权利要求1或2的方法，其特征在于，从材料处理装置(2)和/或造纸机(3)排出的残余—或捕集物流(R)直接或立即送入装置(4)，—即中间不设置净化装置或水处理装置—特别是不预调节稠度。

4.按前述权利要求之一的方法，其特征在于，从残余—或捕集物流(R)中分离纤维组份或类别之前，例如将含有塑料和/或金属的粗污物组份特别是通过筛分分离出来，并优选将得到的至少一种纤维类别(LF，KF，BF)在分类之后进行压缩和/或干燥，以及优选通过筛分、浮选、沉降和/或过滤分离灰组份(A)。

5.按前述权利要求之一的方法，其特征在于，由灰组份(A)优选通过浮选和/或旋液分离至少分离出颜料、填料和黑粒子，以及在分离后，优选对颜料、填料和/或黑粒子进行分类。

6.按前述权利要求之一的方法，其特征在于，以湿的状态将残余物流或捕集物流(R)供给装置(4)，物流在水中含有物料含量0至6％(重量)，优选0至1％(重量)。

7.按前述权利要求之一的方法，其特征在于，在分离灰组份(A)后，将过滤液(F)送到材料处理装置(2)和/或造纸机(3)和/或送到装置(4)上游和/或装置(4)中的残余—或捕集物流(R)中，和/或送到废水中。

8.按前述权利要求之一的方法，其特征在于，以串级式进行粗污物筛分和随后的各纤维类别的筛分。

9.用于从含有多种不同物料的残余—或捕集物流(R)中回收原料的装置(4)，所述物流在造纸(P)过程中在造纸厂(1)中和/或在材料处理装置(2)和/或在造纸机(3)中产生并从其中排出，其中装置(4)具有至少一个纤维筛分分离段(6，7，8)和一个用于含有黑粒子的灰份(A)的灰分离段(9)，特别用于实施上述的方法，其特征在于，灰分分离段(9)安装在纤维筛分分离段(6，7，8)下游。

10.用于从含有多种不同物料的残余—或捕集物流(R)中回收原料的装置(4)，所述物流在造纸(P)过程中在造纸厂(1)中和/或在材料处理装置(2)和/或在造纸机(3)中产生并从其中排出，其中装置(4)具有至少一个纤维筛分分离段(6，7，8)，特别是按权利要求9，其特征在于，在纤维筛分分离段(6，7，8)中至少设有两个纤维筛分分类段，特别是一个长纤维筛分分类段(6)，一个短纤维筛分分类段(7)和/或一个断裂纤维筛分分类段(8)。

11.按权利要求9或10的装置，其特征在于，装置(4)用于直接或马上连在材料处理装置(2)和/或造纸机(3)下游—亦即中间不设置净化或水处理装置。

12.按权利要求9至11之一的装置，其特征在于，在纤维筛分分离段(6，7，8)上游设置粗污物筛分分离段(5)，并且灰分分离段(9)优选组成为筛分、浮选、沉降和/或过滤分离段。

13.造纸厂(1)，特别是用于实施前述权利要求之一的方法，它具有材料处理装置(2)和造纸机(3)，其中将起始纸原料(G)送入材料处理装置(2)，在材料处理装置(2)中起始纸原料(G)分成送入造纸机(3)的纸原料(PR)和从材料处理装置(2)和/或造纸机(3)中排出的残余—或捕集物流(R)，并还具有前述权利要求之一的装置(4)，它设置在材料处理装置(2)和/或造纸机(3)下游，用于从排出的残余—或捕集物流(R)中回收原料。