DE102006021461A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen und/oder Aufbereiten von kristallinem Calciumcarbonat, insbesondere für die Papierfabrikation - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen und/oder Aufbereiten einer kristallinen Calciumverbindung, die ihrerseits für die Herstellung von Papier oder Karton verwendbar ist, mit den folgenden Verfahrensschritten: DOLLAR A - Bereitstellen eines calciumhaltigen Ausgangsmaterials DOLLAR A - Einleiten von CO¶2¶-Gas DOLLAR A - Herstellen einer vorwiegend laminaren Strömung während des Mischprozesses DOLLAR A - Durchführen eines Mischprozesses DOLLAR A - Erzeugen der kristallinen Calciumverbindung mit plättchenförmigen Kristallen.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen und/oder Aufbereiten von kristallinem Calciumcarbonat (CaCO₃). Dieses wird als Füllstoff für Faserstoffsuspensionen verwendet, die ihrerseits Ausgangsprodukt für Papier und Karton sind. Calciumcarbonat kann aber auch ein Bestandteil von Papierbeschichtungen insbesondere Streichfarbe sein, mit welchem Papier oder Karton gestrichen wird.
• In der Papierindustrie werden heute neben Calciumcarbonat überwiegend die Mineralien Kaolin und Talkum als Füllstoffe verwendet.
• CaCO₃ hat überwiegend eine rhomboedrische oder skalenoedrische Partikelform. Diese Partikel werden in einer Größenordnung von ca. < 2 μm durch einen Ausfällungsprozess oder durch Mahlen von Kalkstein hergestellt. Kaolin und Talkum ist ein in der Natur vorkommendes Mineral mit einer Plättchenstruktur. Als Füllstoffe wird Talkum und Kaolin überwiegend für gestrichene Papiere beziehungsweise Papiere, die eine gute Bedruckbarkeit und optische Werte aufweisen müssen, verwendet.
• Bei der Papierherstellung sind Füllstoffe wie insbesondere gefälltes Calciumcarbonat (PCC = precipitated calcium carbonate) oder zerkleinertes oder gemahlenes Calciumcarbonat (GCC = ground calcium carbonate) übliche Substanzen, die dazu verwendet werden, den Fasergehalt zu reduzieren sowie die optischen Eigenschaften des Papiers zu verbessern.
• Bei den handelsüblichen PCC- oder GCC-Füllstoffen handelt es sich um Massenware, die in speziellen Herstellungsbetrieben erzeugt wird PCC oder GCC wird als Schüttgut oder in Form einer Suspension zu den Papierfabriken transportiert.
• Das Beladen der Fasern mit einem Zusatzstoff, zum Beispiel Füllstoff, kann beispielsweise durch eine chemische Fällungsreaktion, das heißt insbesondere durch einen so genannten „Fiber Loading^TM"-Prozess erfolgen, wie er unter anderem in der US-A-5 223 090 beschrieben ist. Bei einem solchen „Fiber Loading^TM"-Prozess wird an die benetzten Faseroberflächen des Fasermaterials wenigstens ein Zusatzstoff, insbesondere Füllstoff, eingelagert. Dabei können die Fasern beispielsweise mit Calciumcarbonat beladen werden. Hierzu wird dem feuchten, desintegrierten Fasermaterial Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid vorzugsweise in flüssiger Form (Kalkmilch) so zugesetzt, dass zumindest ein Teil davon sich mit dem im Fasermaterial vorhandenen Wasser assoziiert. Das so behandelte Fasermaterial wird anschließend mit Kohlendioxid beaufschlagt.
• Bei Zusetzung des Calciumoxids und/oder des Calciumhydroxids enthaltenen Mediums an die Faserstoffsuspension läuft eine chemische Reaktion mit exothermer Eigenschaft ab. Dies bedeutet, dass nicht unbedingt das möglicherweise in beziehungsweise an den Faserstoffen der Faserstoffsuspension einbeziehungsweise angelagerte Wasser zum Start und Ablauf der chemischen Reaktion notwendig ist.
• Die genannten Stoffe PCC und GCC lassen sich auch als Streichpigmente zum Herstellen von Streichfarben für die Papierfabrikation verwenden. Beim Bestreichen können die erforderlichen optischen Eigenschaften durch den Einsatz von TiO₂ erreicht werden, bei dem es sich allerdings um ein sehr teures und schleifendes Pigment handelt, das bis zu 10 mal so teuer wie die PCC- oder GCC-Pigmente sein kann. Da die optischen Eigenschaften der derzeit gebräuchlichen GCC- und PCC-Pigmente bedingt durch das Herstellungsverfahren begrenzt sind, wird bisher TiO₂ eingesetzt, um diese Eigenschaften zu verbessern.
• Je nach Anwendungsfall von Calciumcarbonat werden unterschiedliche Anforderungen an dieses Material gestellt. Wird CaCO₃ als Füllstoff verwendet, so ist es beispielsweise wünschenswert, dass sich Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid an die benetzten Faseroberflächen anlagert, wobei zumindest ein Teil hiervon sich mit dem Wasser des benetzten Faserstoffes assoziiert. Das derart behandelte Fasermaterial kann sodann mit Kohlendioxid (CO₂) beaufschlagt werden. Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt sind die optischen Eigenschaften des Endproduktes. Diese sollen optimiert werden. Eine Agglomeration von Füllstoff in Form von Kristallbündeln an den Fasern soll im Allgemeinen vermieden werden.
• Ein ganz wichtiges Kriterium sind die Kosten der genannten kristallinen Materialien. Diese können erheblich sein und einen erheblichen Anteil am Preis des Endproduktes ausmachen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit welchem sich eine mineralische Calziumverbindung zur Anwendung in der Papierindustrie, zum Beispiel als Füllstoff oder als Basismaterial für eine Streichfarbe, herstellen und/oder aufbereiten lässt, die die genannten Eigenschaften aufweist.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
• Ein ganz wesentlicher Verfahrensparameter besteht darin, dass das zu behandelnde Gut vor oder während oder nach dem Mischen keinen hohen Turbulenzen ausgesetzt wird. Vielmehr soll die Strömung im Mischer, in dem das Ausfällen der anzustrebenden Kalziumverbindung stattfindet, bei weitgehend laminarer Strömung stattfinden. Es sollen örtlich und zeitlich gleichmäßige sanfte Scherkräfte aufgebracht werden. Nur dann können die Kristalle in einer einzigen Ebene wachsen und somit flächig der plättchenförmig werden.
• Wichtig ist somit, die Drehzahl der Rührorgane im Mischer gering zu halten, somit im allgemeinen auf wenigen Umdrehungen pro Minute. In Betracht kommen Umdrehungen von 1, 2 ... 5 ... 10 ... 50 ... 100 U/min. Die Strömungsgeschwindigkeit ist demgemäß ebenfalls gering. Sie soll bei 0,5 bis 1 m/s liegen, besser in der Größenordnung von 0,1 bis 0,5 m/s, oder am besten 0,1 bis 0,3 m/s.
• Eine solche Calziumverbindung, insbesondere Calciumcarbonat (CaCO₃) erfüllt die Anforderungen in perfekter Weise. Die Plättchenform hat sich dabei als ideal erwiesen. Das derart erzeugte kalziumhaltige Produkt lässt sich sowohl als Füllstoff als auch als Streichpigment verwenden.
• Bisher ist es noch nicht gelungen, Calciumcarbonat durch Ausfällen herzustellen und dabei plättchenförmige Kristalle zu erzeugen.
• Die Erfindung lässt sich besonders vorteilhaft anwenden in Kombination mit dem sogenannten Fiber-Loading-Verfahren. Ein solches Verfahren dient dazu, eine Papierstoffsuspension, die zum Herstellen von Papier oder Karton bestimmt ist, mit einem Füllstoff zu versehen, nämlich der genannten Kalziumverbindung, vorzugsweise Calciumcarbonat (CaCO). Dabei wendet man die folgenden Verfahrensschritte an:
• – Bereitstellen von Fasern in Form einer Suspension mit einer vorgebbaren Feststoffkonzentration,
• – Beladen der Fasern mit einem Füllungsprodukt,
• – Mahlen der mit dem Fällungsprodukt beladenen Fasern zur Erzeugung von maximalen Abmessungen der Fällungsproduktteilchen in einem Bereich von etwa 0,05 bis etwa 5 μm,
• – wobei kristalline Fällungsproduktteilchen erzeugt werden und die Erzeugung der kristallinen Fällungsproduktteilchen in einem Online-Prozess direkt in der Stoffaufbereitungslinie erfolgt.
• Dabei kann für den Online-Prozess zumindest eine der folgenden Einrichtungen und/oder Mittel eingesetzt werden: Reinigungseinrichtung, insbesondere HC-Reiniger, Mischeinrichtung, insbesondere statischer Mischer, Kalklöscheinrichtung, Presse, insbesondere Schneckenpresse oder Siebpresse, Ausgleichsreaktor, Kristallisator, weitere Mischeinrichtung, insbesondere statischer Mischer, CO₂- Versorgungseinrichtung oder zusätzliche CO₂-Wiedergewinnunseinrichtung, optionaler CO₂-Erhitzer, optionaler chemischer Bleichmittelzusatz, Presswassertank.
• Bei Anwendung des genannten Fiber-Loading-Verfahrens lassen sich die plättchenförmigen CaCO₃-Kristalle direkt an die Faser anlagern. Die Verteilung des genannten kristallinen Füllstoffs ist sehr gleichmäßig. Die Anlagerung erfolgt an der Faser sowie im Lumen der Faser.
• Das Calciumhydroxid kann der Faserstoffsuspension in Flüssigform oder in Trockenform zugeführt werden.
• Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Kohlendioxid der Faserstoffsuspension bei einer Temperatur in einem Bereich von etwa –15 bis etwa 120°C und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 90°C zugesetzt.
• Das hergestellte Papier kann Füllstoffe in einer Größenordnung von etwa 0,05 bis etwa 5 μm enthalten, wodurch die optischen Eigenschaften des Endproduktes verbessert werden. Bei dem Füllstoff kann es sich insbesondere um Calciumcarbonat handeln, das in der Natur zum Beispiel als Calcit oder Kalkspat, Aragonit und in der selteneren Form Vaterit vorkommt. Der Füllstoff kann hauptsächlich aus der Form Calcit bestehen, von der über 300 verschiedene Kristallformen existieren sollen. Die Form der eingesetzten Füllstoffteilchen kann zum Beispiel rhomboedrisch mit einer jeweiligen Würfelgröße in einem Bereich von etwa 0,05 bis etwa 2 μm oder beispielsweise skalenoedrisch mit einer jeweiligen Länge in einem Bereich von etwa 0,05 bis etwa 2 μm und einem jeweiligen Durchmesser in einem Bereich von etwa 0,01 bis etwa 0,05 μm sein, in Abhängigkeit von der jeweils herzustellenden Papiersorte.
• Die zuvor mit Ca(OH)₂ gemischte Faserstoffsuspension wird in einem Fluffer, Refiner, Disperger oder dergleichen bei einer Konsistenz oder Feststoffkonzentration in einem Bereich von etwa 5 bis etwa 60%, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 10 bis etwa 35%, gegeben. Das Ca(OH)₂ kann in Flüssig- oder in Trockenform zugesetzt werden. Die Faserstoffsuspension wird mit CO₂ beaufschlagt. Das CO₂ kann zum Beispiel bei Temperaturen in einem Bereich zwischen etwa –15 und etwa 120°C und vorzugsweise bei Temperaturen in einem Bereich zwischen etwa 20 und etwa 90°C zugesetzt werden.
• Die Faserstoffsuspension gelangt in die Gaszone, wo die einzelnen Faser einer Gasatmosphäre ausgesetzt sind; es erfolgt die Fällungsreaktion, in der sich unmittelbar das CaCO₃ bildet.
• Ein Papier, das mit plättchenförmigem CaCO₃ gefüllt ist, zeichnet sich durch einen höheren Weißgrad und durch gute Bedruckbarkeit aus. Ein ganz besonderer Vorteil besteht darin, dass bei Einbringen von plättchenförmigem ausgefälltem Calciumcarbonat (PCC) eine relativ kleine Menge von Streichfarbe auf das so hergestellte Papiernotwendig ist.
• Wird ein erfindungsgemäßes calciumhaltiges Produkt, insbesondere Calciumcarbonat (CaCO₃), das in Gestalt von plättchenfömmigen Kristallen vorliegt, als Basismaterial für Streichfarbe verwendet, so werden wiederum die genannten Vorteile erzielt, nämlich ein hoher Weißgrad, gute optische Eigenschaften sowie eine gute Bedruckbarkeit.
• Mit dem erfindungsgemäßen Prozess kann das bisher benutzte Füllstoffmaterial ersetzt werden, wodurch sich wichtige Vorteile ergeben.
• Das Anwendungsgebiet des hergestellten Füllstoffes erstreckt sich auf die Papierherstellung und Anwendungsgebiete aller Papiersorten inklusive gestrichener Papiersorten, einschließlich Verpackungspapiersorten, die einen Füllstoffgehalt von 1 bis 60% aufweisen und/oder eine weiße Deckschicht mit einem Füllstoffgehalt von 1 bis 60% besitzen.
• Das Einsatzgebiet ist aber nicht nur auf die oben beschriebenen Füllstoffe in den papiererzeugenden Prozessen anwendbar, sondern kann in jedem anderen papiererzeugenden Prozess oder Hilfsprozess einschließlich der Zellstoffherstellung eingesetzt werden. Dabei ist es unabhängig, ob der Faserrohstoff aus Recyclingpapier, DIP, Sekundärfaserstoff, gebleichtem und ungebleichtem Zellstoff, Holzstoff, gebleicht und ungebleichtem Sulfatzellstoff, Fertigstoffausschuss, Leinen-, Baumwoll- und/oder Hanffasern, Flachs, Bagasse (Zuckerrohrfasern) und oder jeglichem Papierrohrstoff, der auf einer Papiermaschine Verwendung findet, eingesetzt wird.
• Bei Anwendung der Erfindung auf das Fiber-Loading-Verfahrens können die folgenden Verfahrensschritte angewandt werden:
• (1) Als Ausgangsmaterial wird eine Papierstoffsuspension verwendet. Diese hat beispielsweise eine Stoffdichte von 0,01 bis 20%, am besten 0,01 bis 8%. Dabei besteht das Fasermaterial überwiegend aus Cellulose. Die Fasern haben wie meist einen hohlen Innenraum (Lumen).
• (2) Sodann wird Calciumoxid (CaO) oder Calciumhydroxid (Ca(OH)₂) in flüssiger oder trockner Form der Faserstoffsuspension beigemischt, und zwar in einer Menge von 0,01 bis 60%, bezogen auf den absolut trockenen Faserstoffanteil. Das Einmischen erfolgt durch einen statischen Mischer, das heißt in einem Rohr, welches in seinem Inneren Umlenkbleche oder sonstige Führungselemente aufweist. Auch kommt eine Vorlagebütte beziehungsweise ein Stoffauflösesystem in Betracht. Der pH-Wert liegt zwischen 7 und 12, am besten zwischen 8 und 12.
• (3) Die Reaktivität des Calciumhydroxids liegt im Bereich von 0,01 bis 10 Minuten, vorzugsweise im Bereich von 1 Sekunde bis 3 Minuten.
• (4) Sodann wird je nach den Reaktionsparametern Verdünnungswasser eingeleitet.
• (5) Der Papierstoffsuspension wird sodann CO₂-Gas zugeführt. Das CO₂-Gas kann aber auch vor der Zugabe von CaO oder Ca(OH)₂ erfolgen.
• (6) In der CO₂-Gasatmosphäre fällt Calciumcarbonat aus.
• (7) Die zum Mischen eingebrachte mechanische Energie liegt im Bereich von 0,1 bis 300 kWh/t trockenen Faserstoffs.
• (8) Calciumcarbonat fällt aus in CO₂ Wasser Suspension bei Einmischung CO₂ → Ca(OH)₂.
• (9) Zugabe von Verdünnungswasser kann vor, während oder nach der Zugabe von CO₂ beziehungsweise Ca(OH)₂ erfolgen.
• (10) Verwendung von statischen, beweglichen (rotierenden) Mischelementen.
• (11) Energieaufwand für Ausfällungsreaktion zwischen 0,3 bis 8 kWh/t liegt und vorzugsweise zwischen 0,5 bis 4 kWh/t liegt, wenn keine Mahlmaschine zur Anwendung kommt.
• (12) Prozesstemperatur zwischen – 15°C und 120°C, vorzugsweise 20°C bis 90°C.
• (13) Erzeugung plättchenförmiger Kristalle.
• (14) Kristallabmessungen zwischen 0,4 μm bis 10 μm, vorzugsweise 0,3 μm bis 2,5 μm mit einer Dicke von 0,01 bis 1 μm.
• (15) Durchführung des Prozesses im Druckbereich von 0 bis 15 bar, vorzugsweise 0 bis 6 bar.
• (16) Der pH-Bereich zwischen 6 und 10, vorzugsweise im Bereich zwischen 7 bis etwa 9,5.
• (17) Reaktionszeit im Bereich von 0,01 Minuten bis 180 Minuten liegt und vorzugsweise zwischen 0,05 bis 60 Minuten liegt.
• Wichtig ist immer wieder, dass im Mischer, das heißt vor oder während oder nach dem Ausfällen von CaCO₃ die Drehzahl des dabei verwendeten Rührers und damit zugleich die Strömungsgeschwindigkeit des Gutes im Mischer gering gehalten wird – siehe oben.
• Wie oben erwähnt, betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung, die sich vorteilhaft für die Aufbereitung von calciumhaltigen Stoffen verwenden lässt. Solche Vorrichtungen sind anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
• 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Anlage zum Aufbereiten eines calciumhaltigen Ausgangsmaterials.
• 2 zeigt einen Mischbehälter, der ein calciumhaltiges Ausgangsmaterial enthält, und in welchen CO₂-Gas eingeleitet wird.
• 3 zeigt in Draufsicht ein Mischelement, das Bestandteil eines im Mischer gemäß 2 enthaltenen Rührers ist.
• 4 zeigt das Mischelement gemäß 3 in einer Schnittansicht gemäß der Schnittlinie A-A in 3.
• Eine Reinigungseinrichtung 10, insbesondere HC-Reiniger (High Consistency-Reiniger), Mischeinrichtung 12, insbesondere statischer Mischer, Kalklöscheinrichtung 14, Presse 16, insbesondere Schneckenpresse oder Siebpresse, Ausgleichsreaktor 18, als Kristallisator dienende Mischvorrichtung 20, CO₂-Versorgungseinrichtung 24 oder zusätzliche CO₂-Wiedergewinnungseinrichtung, optionaler CO₂-Erhitzer 26, optionale chemische Bleichmittelzusätze, Presswassertank 28.
• Die Reinigungseinrichtung 10 oder eine gleichwertige Einrichtung ist in bevorzugter Weise mit mindestens einem Mechanismus, der eine Schutzfunktion für nachfolgende Apparate bewirkt, ausgestattet.
• Die erst Mischeinrichtung 12 kann in weiterer Ausgestaltung auch gemäß den in der deutschen Offenlegungsschritt DE 41 25 513 A1 offenbarten Vorrichtungen zum Vermischen von suspendiertem Faserstoff ausgebildet sein. Eine derartige Vorrichtung umfasst eine Einführungsleitung für einen suspendierten Faserstoff („Dickstoff"), die in die Wandung eines insbesondere gebogenen Rohrstücks, welches einen Dünnstoff führt, mündet. Die Ausströmungsgeschwindigkeit des Dickstoffs aus der Einführungsleitung ist dabei vorzugsweise mindestens das Dreifache der Geschwindigkeit des im Mündungsbereich fließenden Dünnstoffs. Weiterhin mündet die Einführungsleitung vorzugsweise im mittleren Bereich des Rohrstücks.
• In weiterer Ausgestaltung kann die Mischeinrichtung 12 mit oder ohne eine bekannte Verweilbütte ausgestattet sein.
• In der Figur ist überdies ein in der Leitung zur Reinigungseinrichtung 10 vorgesehenes Steuerventil 28, eine zwischen der Kalklöscheinrichtung 14 und der ersten Mischeinrichtung 12 vorgesehene Kalkpumpe 30, eine zwischen dem Presswasserbehälter 28 und der Mischvorrichtung 20 vorgesehene Presswasserpumpe 32, ein Mischbehälter 34 sowie eine zwischen der CO₂-Versorgung 24 und dem CO₂-Erhitzer 26 vorgesehene CO₂-Pumpe 36 zu erkennen.
• Der in den 2 bis 4 gezeigte Mischer 40 eignet sich generell zum Aufbereiten jeglicher Stoffe, somit nicht nur von Füllstoffen für die Papierfabrikation. Bei dem in 1 gezeigten Verfahren kann er als Mischvorrichtung 20 dienen. Der Mischer 40 umfasst als wesentliche Bauteile einen Behälter 41 und einen Rührer 42. Der Rührer 42 weist eine Rührerwelle 43 auf. Am unteren Ende der Rührerwelle befindet sich ein Rührarm 44. Der Rührarm trägt an seinen beiden radial äußeren Enden ein Mischelement 45, das in den 3 und 4 dargestellt ist.
• In der zylindrischen Umfangswand des Behälters 41 befindet sich ein Einlass 46 zum Einleiten eines fluiden, insbesondere gasförmigen Zuschlagstoffes, beispielsweise von CO₂-Gas. Es ist auch denkbar, eine Vielzahl von Einlässen 46 über den gesamten Umfang verteilt anzuordnen, und zwar nicht nur auf einer Ebene, sondern auf mehreren Ebenen.
• Die Rührerwelle 43 sowie der Rührarm 44 sind hohl. Sie können Bohrungen oder Düsen aufweisen, so dass über die Rührerwelle 43 und den Rührarm 44 ein Behandlungsmedium in den Innenraum des Behälters 41 eingeleitet werden kann, wiederum beispielsweise CO₂-Gas.
• Die beiden Mischelemente 45 sind von besonderer Gestalt, wie man aus den 3 und 4 erkennt. Es handelt sich hierbei um eine Rohrschlange, die beispielsweise spiralige oder schraubenlinienförmige Gestalt haben kann. Die einzelnen Windungen können in Richtung der Längsachse des Mischelementes 45 im Durchmesser zu- oder abnehmen.
• Zusätzlich zu dem Rührer 42 kann ein weiteres Zuführorgan 47 zum Einleiten eines Gases oder eines anderen Behandlungsmediums vorgesehen werden. Es kann sich hierbei um eine kreisförmige, hohle Platte handeln. Es kann sich aber auch um eine Ringleitung handeln, welcher ein Behandlungsmedium zugeführt wird – beispielsweise von unten her, und welche das Behandlungsmedium durch Düsen oder Bohrungen in den Innenraum des Behälters 41 abgibt, beispielsweise nach oben. Das Behandlungsmedium kann wiederum CO₂-Gas sein.
• Der Rührer 42 ist um seine eigene Längsachse drehbar gelagert und antreibbar. Die Drehzahl ist gering. Sie kann sich auf 1 bis 5 U/min. belaufen, aber auch auf höhere Drehzahlen, beispielsweise 10, 20, 100 ... 300 U/min. Dabei kann die Umfangsgeschwindigkeit bei 0,1 bis 10 m/s, vorzugsweise bis ca 1 m/s liegen. Die Strömungsgeschwindigkeit des Gutes im Behälter 41 ist ebenfalls gering, das heißt sie liegt auch in diesem Bereich.
• Wichtig ist, dass die Strömungsgeschwindigkeit in den Mischern gering gehalten wird. Dies kann auch für den Mischbehälter 34 gelten, in welchen gegebenenfalls CO₂ eingeleitet wird. Auf die obigen Ausführungen zur Drehzahl eines Rührers im Mischbehälter 34 sowie auf die hieraus resultierende Strömungsgeschwindigkeit des darin enthaltenen Gutes wird verwiesen.

10

Reinigungseinrichtung

12

erste Mischeinrichtung

14

Kalklöscheinrichtung

16

Presse

18

Ausgleichsreaktor

20

Mischvorrichtung

24

CO₂-Versorgungseinrichtung oder zusätzliche CO₂-Wiedergewinnungseinrichtung

26

optionaler CO₂-Erhitzer

28

Presswassertank

30

Kalkpumpe

32

Presswasserpumpe

34

Mischbehälter

36

CO₂-Pumpe

40

Mischer

41

Behälter

42

Rührer

43

Rührerwelle

44

Rührarm

45

Mischelement

46

Einlass

47

weiteres Zuführorgan

Claims (13)

1. Verfahren zum Herstellen und/oder Aufbereiten einer kristallinen Calciumverbindung, die ihrerseits für die Herstellung von Papier oder Karton verwendbar ist, mit den folgenden Verfahrensschritten: – Bereitstellen eines calciumhaltigen Ausgangsmateriales – Einleiten von CO₂-Gas – Durchführen eines Mischprozesses – Herstellen einer vorwiegend laminaren Strömung während des Mischprozesses – Erzeugen der kristallinen Calciumverbindung mit plättchenförmigen Kristallen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als calciumhaltiges Ausgangsmaterial Calciumoxid (CaO) oder Calciumhydroxid (Ca(OH)₂) verwendet wird.
3. Verfahren zum Aufbereiten einer Faserstoffsuspension für die Herstellung on Papier oder Karton mit den folgenden Verfahrensschritten: – Bereitstellen der Faserstoffsuspension – Zugeben eines calciumhaltigen Ausgangsmateriales zur Faserstoffsuspension – Einführen von CO₂-Gas – Durchführen eines Mischprozesses – Ausfällen einer Calciumverbindung aus plättchenförmigen Kristallen – Herstellen einer vorwiegend laminaren Strömung während des Mischprozesses.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als calciumhaltiges Ausgangsmaterial Calciumoxid (CaO) oder Calciumhydroxid (Ca(OH)₂) in flüssiger oder trockener Form in die Faserstoffsuspension zugegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe durch einen statischen Mischer oder in einer Vorlagebütte oder in einem Stoffauflösesystem vorgenommen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischprozess bei einem pH-Wert von 7 bis 12, vorzugsweise 8 bis 12 durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Mischen eine Energie von 0,1 bis 300 kWh/t trockenen Faserstoffs eingebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallplättchen der Calciumverbindung eine Dicke von 0,01 bis 1 μm sowie eine Länge und/oder Breite von 0,4 bis 10 μm, vorzugsweise 0,3 bis 2,5 μm aufweisen.
9. Vorrichtung zum Herstellen und/oder Aufbereiten eines Stoffes, der für die Herstellung von Papier oder Karton verwendbar ist, mit einem Mischer (40), umfassend einen Behälter (41), einen Rührer (42), und eine Rührerwelle (43); – die Rührerwelle (43) weist Rührarme (44) auf – die Rührerwelle (43) ist eine Hohlwelle, und die Rührerarme (44) sind als Leitungen ausgebildet, die mit der Rührerwelle (43) in leitender Verbindung stehen – an die Rührerwelle (43) ist eine Quelle zum Einleiten eines fluiden Zuschlagstoffes angeschlossen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an die Rührerwelle (43) und/oder an die Rührarme (44) Mischelemente angeschlossen sind und mit der Rührerwelle (43) oder den Rührarmen (44) in leitender Verbindung stehen; – die Mischelemente (45) sind aus spiralig oder schraubenlininengeformten Rohrschlangen gebildet, welche Auslassbohrungen oder Auslassdüsen aufweisen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenraum des Behälters (41) weitere Zuführorgane (47) zum Zuführen von Zuschlagstoffen vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Zuführorgan (47) aus einer Ringleitung besteht, die koaxial zur Rührerwelle (43) angeordnet ist.
13. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12 in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8.