DE102006029642B3 - Method for loading a pulp suspension with filler - Google Patents

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Abstract

Das Verfahren dient zum Beladen einer Faserstoffsuspension S mit einem Füllstoff, insbesondere mit Calciumcarbonat (Fiberloading). Die beladene Faserstoffsuspension S' wird erfindungsgemäß in mindestens zwei Fraktionen, eine Leichtfraktion 1 und eine Schwerfraktion 2, aufgeteilt, wozu in einer vorteilhaften Ausführungsform Hydrozyklone (13) verwendet werden. Dabei haben die unterschiedlichen Fraktionen einen unterschiedlichen Beladungsgrad, d.h. die Menge der an den Fasern anhaftenden ausgefällten Füllstoffen ist jeweils unterschiedlich. Es besteht die Möglichkeit, die weniger stark beladenen Fasern in den Beladungsprozess zurückzuführen, um den Beladungsgrad dieser Fraktion weiter zu erhöhen.The method is used to load a pulp suspension S with a filler, in particular with calcium carbonate (fiber loading). According to the invention, the loaded pulp suspension S 'is divided into at least two fractions, a light fraction 1 and a heavy fraction 2, for which purpose hydrocyclones (13) are used in an advantageous embodiment. The different fractions have a different degree of loading, i. the amount of precipitated fillers adhered to the fibers varies. It is possible to return the less heavily loaded fibers to the loading process in order to further increase the loading level of this fraction.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method for loading a pulp suspension according to the generic term of claim 1.

Es sind bereits mehrere Verfahren der Fiber-Loading-Technologie zum Beladen von Zellstofffasern mit Calciumcarbonat bekannt. In der US 5 223 090 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem Fasermaterial mit langgestreckten Fasern mit einer einen Hohlraum umgebenden Zellwand eingesetzt wird, wobei die Fasern eine Feuchtigkeit haben, die ausreicht, um einen entwässerten Brei einer Pulpe zu bilden. Dabei haben die Fasern einen Feuchtegehalt, der einem Anteil von 40 bis 50 % des Gewichts der Fasern entspricht. Das Wasser ist im Wesentlichen im Innern der Fasern und innerhalb der Faserwände vorhanden. Anschließend wird alternativ Calciumoxid oder Calciumhydroxid zu der Pulpe hinzugefügt, so dass wenigstens ein Teil des eingebrachten Calciumoxids oder Calciumhydroxids mit dem in der Pulpe vorhandenen Wasser assoziiert wird. Anschließend wird das faserförmige Zellulosematerial mit Kohlendioxid in Verbindung gebracht, wobei es gleichzeitig einem Scher-Mischverfahren unterworfen wird, um ein Fasermaterial mit einer beträchtlichen Menge Calciumcarbonat in dem hohlen Innern und innerhalb der Faserwände der Zellulosefasern durch Ausfällung zu erzeugen.Several methods of fiber loading technology for loading pulp fibers with calcium carbonate are already known. In the US 5,223,090 For example, there is described a method employing fibrous material having elongated fibers with a cell wall surrounding a cavity, the fibers having a humidity sufficient to form a dewatered pulp slurry. The fibers have a moisture content corresponding to a proportion of 40 to 50% of the weight of the fibers. The water is essentially present inside the fibers and inside the fiber walls. Subsequently, alternatively calcium oxide or calcium hydroxide is added to the pulp so that at least part of the incorporated calcium oxide or calcium hydroxide is associated with the water present in the pulp. Subsequently, the fibrous cellulosic material is contacted with carbon dioxide while simultaneously subjected to a shear mixing process to produce a fibrous material having a substantial amount of calcium carbonate in the hollow interior and within the fibrous walls of the cellulosic fibers by precipitation.

Aus der DE 102 04 254 A1 ist ein weiteres Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension bekannt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Einbringen von Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form oder von Calciumoxid in die Faserstoffsuspension, Einbringen von gasförmigem Kohlendioxid in die Faserstoffsuspension, Ausfällen von Calciumcarbonat durch das Kohlendioxid.From the DE 102 04 254 A1 Another method for loading a pulp suspension is known. The method comprises the following steps: introduction of calcium hydroxide in liquid or dry form or of calcium oxide into the pulp suspension, introduction of gaseous carbon dioxide into the pulp suspension, precipitation of calcium carbonate by the carbon dioxide.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension zu schaffen, bei dem die Vorteile des Beladungsverfahrens vergrößert werden, eventuell auch ein deutlich höherer Beladungseffekt erreichbar ist.It The object of the invention is a process for loading a pulp suspension in which the advantages of the loading process are increased, possibly also a much higher one Loading effect is achievable.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 genannten Maßnahmen gelöst.According to the invention this Problem solved by the measures mentioned in claim 1.

Durch dieses Verfahren ist es möglich, mit Calciumcarbonat beladenen Faserstoff (FLPCC = fiber loaded precipitate calcium carbonate) herzustellen, insbesondere für die Zellstoffherstellung oder für die Zellstoffverwendung bei der Papierherstellung. Der zu beladende Faserrohstoff wird beispielsweise aus Recycling-Papier, aus DIP (= Deinked Paper), aus Sekundärfaserstoff, gebleichtem oder ungebleichtem Zellstoff, Holzstoff jeglicher Art, jeglichem Papierrohzellstoff, gebleichtem oder ungebleichtem Sulfatzellstoff, Fertigstoffausschuss, Leinen-, Baumwoll- und/oder Hanffasern (vorwiegend für Zigarettenpapier eingesetzt) und/oder jeglichem anderen Papierrohstoff hergestellt, der in einer Papiermaschine Verwendung findet. Das Verfahren lässt sich unabhängig vom zu beladenden Faserrohstoff einsetzen.By this method is it possible Calcium carbonate loaded fiber (FLPCC = fiber loaded precipitate calcium carbonate), in particular for pulp production or for the Pulp use in papermaking. The one to load For example, fiber raw material is made from recycled paper, from DIP (= Deinked Paper), made of secondary pulp, bleached or unbleached pulp, wood pulp of any kind, any paper pulp, bleached or unbleached sulphate pulp, Finished pulp, linen, cotton and / or hemp fibers (predominantly for cigarette paper used) and / or any other paper stock, which is used in a paper machine. The procedure can be independently of the fiber raw material to be loaded.

Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich auf die Papier- und Zellstoffherstellung und die Prozesstechnologie einschließlich des hergestellten Füllstoffes und umfasst Anwendungsgebiete aller Papiersorten einschließlich Verpackungspapiersorten und den bei der Produktion anfallenden Ausschüssen, die einen Füllstoffgehalt zwischen 1 % und 60 % haben und/oder eine weiße Deckschicht mit einem Füllstoffgehalt zwischen 1 % und 60 % besitzen. Vorzugsweise kann der Füllstoffgehalt zwischen 5 % und 50 % liegen.The Field of application of the invention extends to the paper and Pulp production and process technology including the prepared filler and covers applications of all paper types including packaging paper grades and the commissions incurred in production, which is a filler content between 1% and 60% and / or a white topcoat with a filler content between 1% and 60%. Preferably, the filler content between 5% and 50%.

Wird eine Faserstoffsuspension bei der Papierherstellung mit der Fiber-Loading-Technologie behandelt, resultiert daraus ein vollkommen neues Produkt, das neue und verbesserte Eigenschaften gegenüber den auf dem Markt bekannten Produkten hat. Ein solcher Prozess erlaubt es, direkt bei der Stoffaufbereitung in einer Papierfabrik Füllstoff (Calciumcarbonat) auszufällen, der ausschließlich an und in dem Faserstoff, insbesondere der Papierfaser, gleichmäßig verteilt und angelagert ist.Becomes treated a pulp suspension in papermaking with the fiber-loading technology, This results in a completely new product, the new and improved Properties opposite has the products known in the market. Such a process allows it, directly at the stock preparation in a paper mill filler Precipitate (calcium carbonate), the exclusively on and in the pulp, especially the paper fiber, evenly distributed and is attached.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Fraktionierung günstigerweise mit Hydrozyklonen durchgeführt werden, die ein hohes Zentrifugalfeld erzeugen, das z.B. dem 200-Fachen des Schwerkraftfelds der Erde entspricht.at the method according to the invention Fractionation can be beneficial performed with hydrocyclones which produce a high centrifugal field, e.g. 200 times corresponds to the gravity field of the earth.

Selbstverständlich sind auch mehrstufige Trennanlagen und/oder Kombinationen verschiedener Trennprinzipien denkbar.Of course they are also multi-stage separation plants and / or combinations of different Separation principles conceivable.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit besonderem Vorteil so durchgeführt, dass der unterschiedliche Effekt der Beladung der Faserstoffsuspension entweder genutzt oder durch entsprechende Maßnahmen teilweise oder vollständig wieder ausgeglichen wird. Bei einem Beladungsverfahren, von dem diese Erfindung ausgeht, wird z.B. eine aus verschiedenartigen Fasern zusammengesetzte Faserstoffsuspension gebildet. Auf Grund der unterschiedlichen Eigenschaften ist es möglich, dass die Beladung nicht bei allen teilnehmenden Fasern gleich ist. Außerdem ist ein statistischer Einfluss denkbar, derart, dass auf Grund von Parameterschwankungen während des Ausfällungsprozesses, seien sie nun zeitlich oder örtlich, die Ausfällung nicht gleichmäßig ist. Der unterschiedliche Beladungsgrad, also die Menge der an den Fasern anhaftenden ausgefällten Kristallen ermöglicht eine sich an den Beladungsprozess anschließende Fraktionierung, bei der mindestens zwei Fraktionen mit unterschiedlichem Beladungsgrad gebildet werden. Da davon auszugehen ist, dass stärker beladene Fasern schwerer sind als weniger stark beladene, werden hier die Bezeichnungen Schwerfraktion für Fasern mit höherem Beladungsgrad und Leichtfraktion für Fasern mit geringerem Beladungsgrad gewählt.The inventive method is carried out with particular advantage so that the different effect of loading the pulp suspension is either used or compensated by appropriate measures partially or completely. For example, in a loading process embodying this invention, a pulp suspension composed of dissimilar fibers is formed. Due to the different properties, it is possible that the loading is not the same for all participating fibers. In addition, a statistical influence is conceivable such that, due to parameter variations during the precipitation process, whether temporal or local, precipitation is not uniform. The different degree of loading, ie the amount of precipitated crystals adhering to the fibers, allows fractionation subsequent to the loading process, in which at least two fractions with different contents be formed. Since heavier loaded fibers are expected to be heavier than less heavily loaded fibers, the terms heavier fraction for higher load fiber and light fraction for lower load fiber are used herein.

Je nach Anforderungen an das Verfahren sind zwei Möglichkeiten denkbar, um die unterschiedlichen Fraktionen weiter zu behandeln.ever According to requirements of the procedure, two possibilities are conceivable to the continue to treat different factions.

Die erste Möglichkeit liegt darin, durch Rezirkulation der Leichtfraktion in einen Anlagenteil, der vor der Beladung liegt, den Beladungsprozess erneut durchzuführen, was z.B. insbesondere dann von Vorteil ist, wenn diese in der Leichtfraktion geführten Fasern durch eine nochmalige Beladung einen signifikant höheren Beladungsgrad erreichen können. Die Ursache kann sein, dass auf Grund der Fasereigenschaften eine größere Dauer zur Beladung oder eine höhere Konzentration der Chemikalien günstiger wäre. In solchen Fällen ist es ökonomischer, den Prozess nicht auf die „schwierigsten Fasern" abzustimmen, sondern ökonomisch gesamthaft zu optimieren.The first option lies therein, by recirculation of the light fraction into a plant part, which is before loading, to carry out the loading process again, which e.g. is particularly advantageous if this in the light fraction out Fibers achieve a significantly higher degree of loading by reloading can. The cause may be that due to the fiber properties a greater duration for loading or a higher one Concentration of chemicals cheaper would. In such cases is it more economical the process is not the most difficult Fibers ", but economically to optimize overall.

Die zweite Möglichkeit besteht darin, die gebildeten Fraktionen bei der Papier- oder Kartonproduktion gezielt unterschiedlich einzusetzen. Bekanntlich werden bei der Papiererzeugung für die einzelnen Sorten und eventuell auch Lagen auf der Papiermaschine unterschiedliche Qualitätsanforderungen gestellt. Es ist also möglich, durch die Fraktionierung den Gesamtprozess der Papiererzeugung zu verbessern.The second option consists of the fractions formed in paper or board production specifically to use differently. As is known in the Paper production for the individual varieties and possibly also layers on the paper machine different quality requirements. So it's possible through fractionation the overall process of paper production too improve.

Gegenüber herkömmlichen Prozessen zur Herstellung einer Faserstoffsuspension kann durch das Beladen ein höherer Mahlgrad energiegünstig erreicht werden; z.B. können bis zu 50 % der Mahlenergie eingespart werden. Dies wirkt sich insbesondere auf alle Papiersorten aus, die einen Mahlprozess bei ihrer Herstellung durchlaufen, und vor allem bei solchen, die einen hohen oder sehr hohen Mahlgrad haben, wie beispielsweise FL-Zigarettenpapiere (FL = Fiber Loading), FL-B&P-Papiere, FL-Sackkraftpapiere und FL-Filterpapier. Bei diesen Papieren, die keine Füllstoffe benötigen, kann freier Füllstoff, der nicht an oder in den Fasern abgelagert ist, nach dem Mahlprozess oder vor dem Einbringen der Faserstoffsuspension in die Stoffauflaufbütte oder vor der Zuführung zur Papiermaschine entfernt werden. Die Fasern selber sind jedoch außen und/oder innen und außen mit Füllstoff versehen, so dass die positiven Effekte der Fiber-Loading-Technologie bestehen bleiben.Compared to conventional Processes for producing a pulp suspension can be achieved by the Loading a higher one Freeness achieved energiegünstig become; e.g. can Up to 50% of the grinding energy can be saved. This affects in particular on all paper grades that have a milling process in their manufacture go through, and especially with those who have a high or very high high freeness, such as FL cigarette papers (FL = Fiber Loading), FL-B & P Papers, FL kraft sack papers and FL filter paper. For these papers, no fillers need, can be free filler, which is not deposited on or in the fibers after the milling process or before introducing the pulp suspension in the headbox or before the feeder be removed to the paper machine. However, the fibers themselves are Outside and / or inside and outside with filler provided so that the positive effects of fiber-loading technology remain.

Das Beladen wirkt sich positiv auf die Herstellung aller Papiersorten aus, da durch prozessbedingte mechanische Belastungen in den verschiedenen Sektionen der Papiermaschine, wie in der Pressenpartie, der Trockenpartie oder in dem Bereich, in dem die Papierbahn aufgerollt wird, das hergestellte Zwischenprodukt und das herzustellende Endprodukt durch die Verwendung von Aufroll-, Wickel-, Umroll- und Konvertierungsmaschinen mechanisch hoch belastet wird.The Loading has a positive effect on the production of all types of paper because of process-related mechanical stresses in the various Sections of the paper machine, as in the press section, the dryer section or in the area in which the paper web is rolled up, the produced intermediate and the final product to be produced by the use of reeling, wrapping, rewinding and converting machines is loaded mechanically high.

Ein weiterer Vorteil beim Einsatz der erfindungsgemäßen Technologie bei den oben aufgeführten Papiersorten besteht darin, dass diese auch in einem Kalander weiterverarbeitet werden können. Dadurch, dass beim Einsatz der Fiber-Loading-Technologie Fiber-Loading-Partikel in, um und an den Fasern angelagert werden, wird das Blackening, d. h. Schwarzsatinage, vermieden.One Another advantage of using the technology of the invention in the above-listed types of paper is that these also processed in a calender can be. Due to the fact that fiber-loading-particles in, around and attached to the fibers, the blackening, i. H. Black satin, avoided.

Im Folgenden wird ein typisches Beispiel für das Beladen einer Faserstoffsuspension beschrieben:
Als Ausgangsmaterial wird wässriges Faserstoffmaterial, insbesondere wässriger Papierstoff, von 0,1 bis 20 % Konsistenz, vorzugsweise zwischen 2 und 8 %, eingesetzt. Calciumhydroxid in wässriger oder in trockener Form oder Calciumoxid wird in einem Bereich zwischen 0,01 und 60 % des vorhandenen Feststoffanteils in den wässrigen Papierfaserstoff eingemischt. Für den Mischvorgang wird ein statischer Mischer, eine Vorlagebütte oder ein Stoffauflösesystem eingesetzt; hierbei wird ein pH-Wert im Bereich zwischen 7 und 12, vorzugsweise zwischen 9 und 12, eingesetzt. Die Reaktivität des Calciumhydroxids liegt zwischen 0,01 und 10 Minuten, vorzugsweise zwischen 1 Sekunde und 3 Minuten. Gemäß vorgegebenen Reaktionsparametern wird Verdünnungswasser eingemischt.The following is a typical example of loading a pulp suspension:
The starting material used is aqueous fibrous material, in particular aqueous paper stock, of from 0.1 to 20% consistency, preferably between 2 and 8%. Calcium hydroxide in aqueous or in dry form or calcium oxide is mixed in a range between 0.01 and 60% of the existing solids content in the aqueous paper pulp. For the mixing process, a static mixer, a receiver chest or a material dissolving system is used; In this case, a pH in the range between 7 and 12, preferably between 9 and 12, is used. The reactivity of the calcium hydroxide is between 0.01 and 10 minutes, preferably between 1 second and 3 minutes. Dilution water is mixed in according to given reaction parameters.

Kohlendioxid wird entsprechend den Reaktionsparametern in einer feuchten Papierstoffdimension eingemischt. Dabei fällt Calciumcarbonat in der Kohlendioxid-Atmosphäre aus.carbon dioxide is determined according to the reaction parameters in a wet paper pulp dimension mixed. It falls Calcium carbonate in the carbon dioxide atmosphere out.

Vorzugsweise liegt die Prozesstemperatur zwischen –15°C und 120°C, insbesondere zwischen 20° und 90°C. Vorzugsweise werden rhomboedrische, skalenoedrische und kugelförmige Kristalle erzeugt, wobei die Kristalle Abmessungen zwischen 0,05 und 5 μm, insbesondere zwischen 0,3 und 2,5 μm, haben.Preferably the process temperature is between -15 ° C and 120 ° C, in particular between 20 ° and 90 ° C. Preferably become rhombohedral, scalenohedral and globular crystals produced, wherein the crystals dimensions between 0.05 and 5 microns, in particular between 0.3 and 2.5 μm, to have.

Zur Herstellung einer mit Calciumcarbonat beladenen Faserstoffsuspension werden statische und/oder bewegliche, insbesondere rotierende, Mischelemente eingesetzt.to Preparation of a loaded with calcium carbonate pulp suspension become static and / or moving, in particular rotating, mixing elements used.

Das Verfahren wird vorzugsweise in einem Druckbereich zwischen 0 und 15 bar, insbesondere zwischen 0 und 6 bar, durchgeführt. Ebenso wird das Verfahren mit Vorteil bei einem pH-Wert zwischen 6 und 10, insbesondere zwischen 6,5 und 9,5, durchgeführt. Hierbei liegt die Reaktionszeit zwischen 0,03 Sekunden und 1 Minute, insbesondere zwischen 0,05 und 10 Sekunden.The process is preferably carried out in a pressure range between 0 and 15 bar, in particular between 0 and 6 bar. Likewise, the process is advantageously carried out at a pH of between 6 and 10, in particular between 6.5 and 9.5. Here, the reaction time is between 0.03 Seconds and 1 minute, especially between 0.05 and 10 seconds.

Es können beispielsweise Fällungsproduktteilchen von einer rhomboedrischen Form mit einer jeweiligen Würfelgröße in einem Bereich von etwa 0,05 bis etwa 2 μm erzeugt werden. In bestimmten Fällen ist es auch von Vorteil, Fällungsproduktteilchen von einer skalenoedrischen Form 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 zu erzeugen.It can for example precipitated product particles of a rhombohedral shape with a respective cube size in one Range from about 0.05 to about 2 microns be generated. In certain cases it is also advantageous Fällungsproduktteilchen of a scalenohedral form with a respective length in one Range from about 0.05 to about 2 microns and a respective diameter in a range of about 0.01 to about 0.05 μm to create.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Feststoffkonzentration der zum Ausfällen bereit gestellten Faserstoffsuspension in einem Bereich von etwa 0,1 bis etwa 60 % und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 15 bis 35 % gewählt.According to one preferred embodiment of the method according to the invention is the solids concentration the one to fail provided pulp suspension in a range of about 0.1 to about 60%, and preferably in a range of about 15 chosen to 35%.

Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausgestaltung des Beladungsverfahrens 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.According to one expedient practical embodiment the loading process, the carbon dioxide of the pulp suspension at a temperature in a range of about -15 to about 120 ° C, and preferably in a range of about 20 to about 90 ° C added.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:The The invention and its advantages are explained with reference to drawings. Showing:

1 Anlagenschema zur Darstellung eines Beispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 Plant scheme to illustrate an example of the method according to the invention;

2 Eine Variante des Verfahrens. 2 A variant of the procedure.

In 1 ist exemplarisch eine Anlage mit den wichtigsten Verfahrensschritten und Vorrichtungen dargestellt. Bei dieser Anlage wird der Faserstoff P, z.B. Zellstoff oder deinktes Altpapier, zusammen mit Wasser W in einen Stofflöser 10 eingetragen. Dieser Stofflöser 10 kann konventionell gebaut sein, also in seinem Bodenbereich ein Stofflösersieb 11 enthalten sowie einen Stofflöserrotor 12, welcher für den Umtrieb im Stofflöser sorgt und das Stofflösersieb 11 von Verstopfungen frei hält. Der so aufgelöste Faserstoff wird bei dem hier gezeigten Beispiel mehreren Reinigungsvorrichtungen zugeführt, die symbolisch als ein Stoffreiniger 14 und ein Stoffsortierer 15 dargestellt ist. Es folgt dann eine Schneckenpresse 16, um die Konsistenz der Faserstoffsuspension S wieder anzuheben. Das Pressenfiltrat 18 der Schneckenpresse 16 kann zur Auflösung im Stofflöser 10 zurückgeführt werden. Der eingedickte Faserstoff 19 gelangt dann in einen Kristallisator 20, der dazu dient, mit Hilfe von zugeführtem Kohlendioxid-Gas 24 die gewünscht Ausfällung von Calciumcarbonat in Form von fein verteiltem Füllstoff auszulösen. Das Kohlendioxid-Gas wird bereit gestellt durch eine Kohlendioxidversorgung 21 und kann in einem Wärmetauscher 22 mit Hilfe eines Kühl- oder Heizmittels 23 auf die gewünschte Temperatur gebracht werden. Es gibt aber auch andere Möglichkeiten zur Temperierung, z.B. die direkte Zugabe von Dampf, wenn eine Erhöhung der Temperatur zweckmäßig ist. In einer Vorratsbütte 26 wird die beladene Faserstoffsuspension gesammelt, eventuell mit Verdünnungswasser 27 verdünnt.In 1 exemplified is a plant with the most important process steps and devices. In this plant, the pulp P, for example, pulp or deinked waste paper, together with water W in a pulper 10 entered. This pulper 10 can be conventionally built, so in its bottom area a pulper screen 11 included as well as a pulper rotor 12 , which provides for the circulation in the pulper and the pulper screen 11 from blockages free. In the example shown here, the pulp thus dissolved is fed to a plurality of cleaning devices which symbolically serve as a fabric cleaner 14 and a fabric sorter 15 is shown. It then follows a screw press 16 to raise the consistency of the pulp suspension S again. The press filtrate 18 the screw press 16 can dissolve in the pulper 10 to be led back. The thickened pulp 19 then enters a crystallizer 20 which serves, with the help of supplied carbon dioxide gas 24 to initiate the desired precipitation of calcium carbonate in the form of finely divided filler. The carbon dioxide gas is provided by a carbon dioxide supply 21 and can be in a heat exchanger 22 with the help of a cooling or heating medium 23 be brought to the desired temperature. But there are other possibilities for temperature control, for example, the direct addition of steam, if an increase in temperature is appropriate. In a storage chest 26 The loaded pulp suspension is collected, possibly with dilution water 27 diluted.

Es folgt dann direkt oder nach einer Zwischenbehandlung, wie z.B. Mahlung, eine Fraktionierung der beladenen Faserstoffsuspension S'. Dazu wird eine Cleaner-Anlage mit hochwirksamen Hydrozyklonen 13 verwendet. Diese bilden eine Schwerfraktion 2 und eine Leichtfraktion 1. Fasern, die mit anhaftenden Füllstoffen stärker beladen sind, sind spezifisch schwerer als weniger stark beladenen Fasern. Sie können auch steifer sein. Die erfindungsgemäß durchgeführte Fraktionierung nutzt diese Unterschiede. Es ist daher davon auszugehen, dass die Schwerfraktion 2 stärker mit Füllstoffen beladene Fasern enthält als die Leichtfraktion 1.It then follows directly or after an intermediate treatment, such as grinding, a fractionation of the loaded pulp suspension S '. This will be a cleaner plant with highly effective hydrocyclones 13 used. These form a heavy fraction 2 and a light fraction 1 , Fibers that are more heavily loaded with adherent fillers are specifically heavier than less heavily loaded fibers. They can also be stiffer. The fractionation carried out according to the invention utilizes these differences. It is therefore assumed that the heavy fraction 2 contains more fibers loaded with fillers than the light fraction 1 ,

Die Leichtfraktion 1 wird hier in den Beladungsprozess rezirkuliert, d.h. in den Zulauf der Schneckenpresse 16 geführt. Die Schwerfraktion 2 steht als Faserstoffsuspension 28 z.B. einer – nicht gezeigten – Papiermaschine zur Verfügung.The light fraction 1 is recirculated here in the loading process, ie in the inlet of the screw press 16 guided. The heavy fraction 2 stands as pulp suspension 28 eg a - not shown - paper machine available.

Der in 1 gezeigte Anlagenteil zur Beladung mit Füllstoffen, insbesondere Calciumcarbonat, ist nur als vereinfachtes Beispiel anzusehen. In vielen Fällen kann auch eine Bleiche integriert sein. Mehr Details zur Durchführung der Beladung sind aus den eingangs genannten Publikationen ersichtlich. Der Beladungsprozess wird mit Vorteil als Online-Prozess in der Papierfabrik betrieben.The in 1 shown plant part for loading with fillers, especially calcium carbonate, is to be regarded as a simplified example. In many cases, a bleach can be integrated. More details on the implementation of the load can be seen from the publications mentioned above. The loading process is advantageously operated as an online process in the paper mill.

Wie bereits erwähnt, kann die Fraktionierung des beladenen Faserstoffs auch dazu verwendet werden, um unterschiedliche Stoffqualitäten zu erzeugen, bzw. unterschiedliche Qualitäten bei der Papiererzeugung zur Verfügung zu stellen. Für diese Vorgehensweise zeigt die 2 ein Anlagenschema als Beispiel, bei dem allerdings die Auflösung und die Vorreinigung der Faserstoffsuspension nicht mehr dargestellt sind. Diese kann der der 1 oder vergleichbaren an sich bekannten Anlagenteilen entsprechen. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es z.B. möglich, die Leichtfraktion 1, also die mit den weniger beladenen Fasern, von der Schwerfraktion 2 bis zum Stoffauflauf 32 einer Papier- oder Kartonmaschine getrennt zu führen. Dabei hat in der Regel die Zugabe von weiteren Komponenten 30, 31 (Faserstoffe oder Zuschläge) zu erfolgen. Es ist auch möglich (hier nicht gezeigt), die Fraktionen unterschiedlich zu bearbeiten, z.B. zu mahlen.As already mentioned, the fractionation of the loaded pulp can also be used to produce different material qualities or to provide different qualities in paper production. For this procedure shows the 2 a plant scheme as an example, in which, however, the resolution and the pre-cleaning of the pulp suspension are no longer shown. This can be the one of 1 or comparable per se known system parts correspond. With the aid of the method according to the invention it is possible, for example, the light fraction 1 that is, with the less loaded fibers, from the heavy fraction 2 to the headbox 32 a paper or board machine to lead separately. It usually has the addition of other components 30 . 31 (Fibers or aggregates) to be made. It is also possible (not shown here) to process the fractions differently, eg to grind.

Der Stoffauflauf 32 bildet bei diesem Beispiel drei Schichten. Mit Vorteil wird die Leichtfraktion 1 in die Innenlage und die Schwerfraktion 2 in die Außenlagen geführt, insbesondere wenn die höhere Festigkeit und/oder die bessere Retention der höher beladenen Fasern genutzt werden sollen. Mehrere Lagen können auch mit Hilfe mehrerer Stoffaufläufe gebildet werden.The headbox 32 forms three layers in this example. Advantageously, the light fraction 1 in the inner layer and the heavy fraction 2 led into the outer layers, especially if the higher strength and / or better retention of the higher loaded fibers to be used. Several layers can also be formed with the help of several headboxes.

Der konstante Teil der Papiermaschine ist hier nicht gezeigt.Of the constant part of the paper machine is not shown here.

Claims (19)

Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension (S) mit einem Füllstoff, insbesondere mit Calciumcarbonat, wobei Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form in die Faserstoffsuspension (S) eingebracht und durch eine chemische Reaktion der Füllstoff in der Faserstoffsuspension ausgefällt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die beladene Faserstoffsuspension in (S') mindestens zwei Fraktionen mit unterschiedlichem Beladungsgrad fraktioniert wird, dass die Fraktionierung durch Anwendung von Zentrifugalkräften durchgeführt wird und dass diese Fraktionen unterschiedlich weiterbehandelt werden.A method for loading a pulp suspension (S) with a filler, in particular with calcium carbonate, wherein calcium hydroxide is introduced in liquid or dry form into the pulp suspension (S) and precipitated by a chemical reaction of the filler in the pulp suspension, characterized in that the loaded pulp suspension in (S ') at least two fractions with different loading levels are fractionated, that the fractionation is carried out by application of centrifugal forces and that these fractions are treated differently. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fraktionierung in Hydrozyklonen (13) durchgeführt wird.Process according to Claim 1, characterized in that the fractionation in hydrocyclones ( 13 ) is carried out. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrozyklone (13) ein Zentrifugalfeld erzeugen, das mindestens so groß ist wie 200 Mal Erdbeschleunigung.Process according to claim 2, characterized in that the hydrocyclones ( 13 ) generate a centrifugal field at least as large as 200 times the acceleration of gravity. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Leichtfraktion (1) mit geringerem Beladungsgrad und mindestens eine Schwerfraktion (2) mit höherem Beladungsgrad gebildet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one light fraction ( 1 ) with a lower degree of loading and at least one heavy fraction ( 2 ) is formed with a higher degree of loading. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leichtfraktion (1) erneut beladen wird.Process according to claim 4, characterized in that the light fraction ( 1 ) is loaded again. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leichtfraktion (1) in denselben Beladungsprozess rezirkuliert wird, in dem sie bereits beladen wurde.Process according to claim 5, characterized in that the light fraction ( 1 ) is recirculated into the same loading process in which it has already been loaded. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leichtfraktion (1) in einem anderen Beladungsprozess beladen wird.Process according to claim 5, characterized in that the light fraction ( 1 ) is loaded in another loading process. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Leichtfraktion (1) und Schwerfraktion (2) in unterschiedlicher Weise gemahlen werden.Method according to one of claims 4 to 7, characterized in that light fraction ( 1 ) and heavy fraction ( 2 ) are ground in different ways. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Leichtfraktion (1) und Schwerfraktion (2) für unterschiedliche Papier- oder Kartonprodukte verwendet werden.Method according to one of claims 4 to 8, characterized in that light fraction ( 1 ) and heavy fraction ( 2 ) for different paper or board products. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Leichtfraktion (1) und Schwerfraktion (2) in unterschiedlichen Lagen bei der Papier- oder Kartonproduktion verwendet werden.Method according to one of claims 4 to 9, characterized in that light fraction ( 1 ) and heavy fraction ( 2 ) are used in different layers in paper or board production. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsmaterial wässriges Faserstoffmaterial, insbesondere wässriger Papierstoff, von 0,1 bis 20 % Konsistenz, vorzugsweise zwischen 2 und 8 %, eingesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the starting material is aqueous fibrous material, especially aqueous Paper stock, from 0.1 to 20% consistency, preferably between 2 and 8% is used. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesstemperatur bei der Ausfällung zwischen –15°C und 120°C, insbesondere zwischen 20° und 90°C, beträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the process temperature at the precipitation between -15 ° C and 120 ° C, in particular between 20 ° and 90 ° C, is. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das chemische Ausfällen der Füllstoffe durch gasförmiges Kohlendioxid durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the chemical precipitation of the fillers by gaseous carbon dioxide carried out becomes. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass rhomboedrische, skalenoedrische und kugelförmige Kristalle erzeugt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that rhombohedral, scalenohedral and spherical crystals produced become. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristalle Abmessungen zwischen 0,05 und 5 μm, insbesondere zwischen 0,3 und 2,5 μm, haben.Method according to claim 14, characterized in that that the crystals dimensions between 0.05 and 5 microns, in particular between 0.3 and 2.5 μm, to have. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beladung in einem Druckbereich zwischen 0 und 15 bar, insbesondere zwischen 0 und 6 bar, durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the loading in a pressure range between 0 and 15 bar, in particular between 0 and 6 bar, is performed. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beladung bei einem pH-Wert zwischen 6 und 10, insbesondere zwischen 6,5 und 9,5, durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the loading at a pH between 6 and 10, in particular between 6.5 and 9.5, is performed. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beladung bei einem Trockengehalt zwischen 0,1 % und 60 %, vorzugsweise 15 % bis 35 %, durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the loading at a dry content between 0.1% and 60%, preferably 15% to 35%. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionszeit der Ausfällung zwischen 0,03 Sekunden und 1 Minute liegt, insbesondere zwischen 0,05 und 10 Sekunden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the reaction time of the precipitation between 0.03 seconds and 1 minute, in particular between 0.05 and 10 seconds.
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