DE19702060A1 - Verfahren zur Entfernung von Druckfarben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Druckfarben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Faserstoffsuspensionen, die aus bedrucktem Altpapier hergestellt werden, befindet sich in der Regel eine Vielzahl von verschiedenen faserfremden Materialien, u. a. auch Druckfarbenteilchen, also von der Faseroberfläche abgelöste Druckfarbenpartikel. Die Technik, um Altpapier in Suspension zu bringen und Druckfarbenteilchen abzulösen, ist an und für sich bekannt und nicht Gegenstand dieser Erfindung.

Ein weit verbreitetes Verfahren zum Entfernen der Farbteilchen aus der Suspension ist die Flotation. Bei dieser wird die verunreinigte Suspension mit Luftblasen versetzt, welche die Druckfarbenteilchen, eventuell auch andere unerwünschte Stoffe in einem oben aufschwimmenden Schaum aufkonzentriert. Dieser so gebildete Flotationsschaum enthält bei den technisch durchgeführten Prozessen oft auch einen Teil der Papier- oder Zellstoffasern, die eigentlich zur Papiererzeugung geeignet sind und wenn der Schaum verworfen würde, verloren gingen. Aus diesem Grunde wird in der Regel der Schaum, eventuell nach Verdünnung, einer weiteren Flotationsstufe der sogenannten Sekundärflotation unterzogen. In diesem erneuten Trennschritt können dann die Fasern zurückgewonnen werden, wobei eine nennenswerte Verschlechterung des Stoffes vermieden werden muß. Diese Verfahrensweise, nämlich die rejektbezogene Hintereinanderschaltung zweier Flotationsanlagen ist jedoch nicht ideal. Trotz dieses Aufwandes können immer noch Faserverluste auftreten, da der Trennschnitt der Sekundärflotation berücksichtigen muß, daß eine große Menge Unerwünschtes (die Druckfarben) und eine geringe Menge von erwünschten Reststoffen (die Fasern) voneinander getrennt werden soll.

Um das Verfahren weiter zu verbessern, ist bereits in der DE 41 30 472 C2 vorgeschlagen worden, daß der aus der Sekundärflotation stammende Schaum einem weiteren Reinigungsschritt, z. B. einer Wäsche unterzogen wird. Auch dieser mit zusätzlichem Mehraufwand verbundene Schritt hat nicht in allen Fällen optimale Ergebnisse erbracht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die weitestgehende Entfernung von abgelösten Druckfarben aus Suspensionen der genannten Art gelingt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die bei der selektiven Flotation an gefallene Schaumfraktion wird nicht mehr wie üblich unmittelbar einer weiteren Flotationsbehandlung unterzogen, sondern einer Naßsiebung. Dabei wird ausgenutzt, daß sich die unerwünschterweise mit dem Schaum abgezogenen Fasern größenmäßig beträchtlich von den Farbteilchen unterscheiden. Wegen des oft bei der Naßsiebung ohnehin erwünschten höheren Wassergehaltes kann auch der Schaumtransport aus der Flotationsvorrichtung mit viel Spülwasser erfolgen, was in vielen Fällen von Vorteil ist. Selbst dann ist die Menge des anfallenden Schaumes, gemessen an der durch die selektive Flotation verarbeiteten Suspensionsströmung, relativ gering. Daher kann die benötigte Vorrichtung verhältnismäßig klein gehalten werden. Eine für dl. Naßsiebung geeignete Vorrichtung ist z. B. ein als Trenner bezeichneter, auf dem Markt erhältlicher Siebapparat, bei dem die Suspension gegen ein langsam rotierendes, zylindrisches Feinsieb aufgesprüht wird. Die Feinfraktion der Naßsiebung führt den weit überwiegenden Teil der vorher schon ausflotierten Farbteilchen aus dem Kreislauf heraus. Dadurch fällt die Grobfraktion bereits relativ sauber an und ihre Menge ist stark reduziert im Vergleich zu der bei der selektiven Flotation angefallenen Schaumfraktion. Daher kann die folgende Sekundärflotation kleiner gestaltet werden oder sie ist entsprechend wirksamer wegen des reduzierten Durchsatzes.

Es sind auch andere bekannte Vorrichtungen zur Naßsiebung verwendbar, wie z. B. die in der Papierindustrie weit verbreiteten Drucksortierer, die für diesen Zweck mit einem auf den Zweck abgestimmten Sieb zu versehen sind.

Das Verfahren läßt sich in einigen Fällen dadurch verbessern, daß bei der Ablösung der Farbteilchen von der Faseroberfläche durch entsprechend dosierte Energiedichte auch für eine Zerkleinerung der Farbteilchen Sorge getragen wird. Dabei darf die Zerkleinerung nicht zu einer Verschlechterung der Flotationseigenschaften der Druckfarben führen, bzw. ist eine Abstimmung der Flotation auf eventuell kleinere Farbteilchen erforderlich.

In besonders günstigen Fällen kann die Sekundärflotation entfallen und die Trennung der Grobfraktion aus der Naßsiebung in einen weitgehend von Farbteilchen befreiten Gutstoff und einen die Farbteilchen haltenden Rejekt dadurch vorgenommen werden, daß diese Grobfraktion vor die selektive Flotation geführt wird, also noch einmal den Deinkingstrang durchläuft.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen

Fig. 1 und 2 jeweils ein Verfahrensschema zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 3 und 4 wichtige Teile jeweils einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Gemäß Fig. 1 wird bei dem Verfahren die wässerige Suspension S, in der bereits die Druckteilchen zumindest teilweise von den Fasern abgelöst sind, in die selektive Flotation 1 geführt. Dort entsteht die Gutstofffraktion A1, welche den überwiegenden Teil der Fasern enthält und möglichst weitgehend bereits von den Druckfarbenteilchen befreit ist, sowie die Schaumfraktion R1. Die zur Flotation von Altpapiersuspensionen notwendigen Mechanismen sind an sich bekannt und können an dieser Stelle des Verfahrens so gestaltet werden, wie es zweckmäßig ist. Die Schaumfraktion R1 wird anschließend einer Naßsiebung 2 unterworfen. Auch hierfür gibt es selbstverständlich verschiedene Realisierungsmöglichkeiten, wobei es wichtig ist, daß eine Feinfraktion F gebildet wird, in welcher die Farbteilchen aufgrund ihrer relativ zu den Fasern geringeren Größe angereichert sind. Die Hauptparameter bei der Naßsiebung sind die Öffnungen des verwendeten Siebes sowie die Anströmbedingungen der zu sortierenden Schaumfraktion R1 gegen dieses Sieb. Zusätzlich kann, z. B. durch Verdünnen mit Wasser W2, der Effekt der Naßsiebung beeinflußt werden. Das Abgewiesene wird als Grobfraktion G in eine Trennung 3 geführt. Wie bereits erwähnt, enthält die Grobfraktion G einen möglichst hohen Anteil der noch in der Schaumfraktion R1 verbliebenen Restfasern. Bei entsprechend guter Ausgestaltung der Naßsiebung 2 kann die Grobfraktion G bereits relativ sauber sein. Um eine noch bessere Sauberkeit zu erreichen, wird die Trennung 3 durchgeführt.

Auch wenn die hier beschriebenen Verfahrensabläufe oft als Deinking bezeichnet werden, also auf die Entfernung von Druckfarben gerichtet sind, ist es inzwischen bekannt, daß nicht nur diese, sondern auch andere störende Partikel durch derartige Verfahren entfernbar sind. Dabei wird z. B. auch bei der Entfernung von Klebstoffpartikeln (stickies) durch Flotation in der Regel von dem Wort "Deinking-Anlage" nicht abgegangen.

Weiterhin ist je nach Anwendungsfall das erfindungsgemäße Verfahren auch bezüglich der sogenannten Asche wirksam. Asche sind sehr feine, anorganische Partikel, die als Füllstoffe für das Papier dienen. Es gibt Einsatzfälle, bei denen der Verbleib der Asche in der Altpapiersuspenion erwünscht ist, und wiederum andere, bei denen das nicht der Fall ist, also entascht werden soll. Für diesen letztgenannten Fall hat das vorgeschlagene Verfahren besondere Vorteile, weil in der Naßsiebung (2) nicht nur ein großer Teil der Druckfarbenpartikel, sondern auch ein großer Teil der Asche entfernbar ist.

In gewisser Weise eine Extremform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt die Fig. 2. Bei dieser wird nämlich die Funktion der in Fig. 1 separat ausgewiesenen Trennung 3 dadurch realisiert, daß die Grobfraktion G aus der Naßsiebung 2 in die selektive Flotation 1 zurückgeführt wird. Dieses Verfahren ist aber nur in den Fällen sinnvoll anwendbar, in denen die Grobfraktion G bereits durch die Naßsiebung 2 ausreichend von den unerwünschten Druckfarben befreit ist. In diesen Fällen ist es dann aber wegen seiner Einfachheit und wegen des geringen erforderlichen Aufwandes sehr wirtschaftlich.

Die Fig. 3 zeigt stark vereinfacht das Schema für eine Anlage, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Das Ausgangsmaterial Altpapier AP wird im Stofflöser 5 mit Wasser W1 vermischt und in wässerige Suspension übergeführt. Diese passiert einen Stoffreiniger 6, welcher hier exemplarisch für alle Komponenten aufgeführt ist, mit denen durch mechanische Mittel Verunreinigungen aus der Faserstoffsuspension entfernt werden können. Anschließend wird in einer - hier ebenfalls exemplarisch dargestellten - Entstippereinrichtung 7 der Faserstoff weiter zerlegt und danach als Suspension S in die Flotationszelle 8 eingeführt. Nicht gezeichnet sind erforderliche Pumpen, Chemikalien, Dosierstationen, Zwischenbütten etc. In an sich bekannter Weise wird in der Flotationszelle 8 die Suspension in eine faserhaltige Gutstoffiraktion A1 und eine Schaumfraktion R1 aufgeteilt. Dieser Vorgang wird selektive Flotation genannt, da nur ein Teil der Feststoffe in den Schaum gelangt und ein anderer, nämlich die Fasern, in der Suspension verbleiben soll. Die Schaufraktion R1 gelangt eventuell nach Zugabe von weiterem Wasser W2 in die Trennvorrichtung 9, in der die Naßsiebung stattfindet. Bei der hier gezeigten Vorrichtung wird die Schaumfraktion mit Sprührohren auf ein nur angedeutetes Sieb 13 aufgespritzt, wobei die Feinfraktion F durch das Sieb hindurchtritt und die Grobfraktion G am Sieb abgewiesen wird. Die Grobfraktion G gelangt bei dem hier gezeigten Beispiel in eine Sekundärflotationszelle 10, deren Gutstoff A2 zusammen mit der Gutstofffraktion A1 in der Bütte 11 gesammelt wird. Der Rejekt R2 dieser Sekundärflotationszelle wird anschließend in einem Rejektsystem 12 eventuell zusammen mit der Feinfraktion F, aus der Trennvorrichtung 9 zur Entsorgung gebracht.

Das in Fig. 4 gezeigte Anlagenschema korreliert mit der Fig. 2. Die Grobfraktion G wird aus der Trennvorrichtung 9 in die Flotationszelle 8 zurückgeführt und nimmt erneut an der selektiven Flotation teil. Als Rejekt, der den Hauptanteil der Druckfarbenpartikel enthält, dient die Feinfraktion F, die in das Rejektsystem 12 eingeführt wird. An diesem Beispiel ist auch ein Teil der möglichen Spritzeinrichtungen 14 für das Sieb 13 der Trennvorrichtung 9 eingezeichnet. Diese können zum Beispiel stillstehend eventuell einstellbar angebracht sein und das sich langsam drehende Sieb 13 kontinuierlich oder intermittierend freispülen. Sie können auch am Sieb traversieren.

Claims (13)

1. Verfahren zur Entfernung von Druckfarben aus einer wässerigen Suspension (S), welche aus bedrucktem Altpapier hergestellt ist und in der die Druckteilchen zumindest teilweise von den Fasern abgelöst sind, mit folgenden Schritten:

• 1.1 selektive Flotation (1) zur Trennung der Suspension (S) in eine Gutstofffraktion (A1), welche Wasser und den überwiegenden Teil der Fasern enthält sowie eine Schaumfraktion (R1), welche den überwiegenden Teil der bereits von der Faser abgelösten Farbteilchen enthält, sowie Anteile an Fasern und/oder feinen Feststoffen, gekennzeichnet durch die Abfolge
• 1.2 Naßsiebung (2) der Schaumfraktion (R1) unter Bildung von mindestens einer Feinfraktion (F) und mindestens einer Grobfraktion (G), derart daß in der Feinfraktion (F) die Farbteilchen und/oder feinen Feststoffe angereichert sind und in der Grobfraktion (G) die Fasern,
• 1.3 Trennung (3) der Grobfraktion (G) in einen weitgehend von Farbteilchen befreiten Gutstoff (A2) und einen die Farbteilchen enthaltenden Rejekt (R2).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung (3) des Schrittes 1.3 in einer Sekundärflotation erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumfraktion (R1) vor oder bei der Naßsiebung (2) mit Wasser verdünnt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumfraktion (R1) bei der Naßsiebung (2) in mindestens einem freien Druckstrahl gegen ein Sieb (13) geführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Druckstrahl am Austritt einen Druck von mindestens 0,5 bar über Umgebung hat.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Druckstrahl im wesentlichen waagerecht und das Sieb (13) im wesentlichen senkrecht sind.

7. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (13) eine zylindrische Form hat und die Einrichtung zur Erzeugung des freien Druckstrahls im Zentrum rotierend angeordnet ist.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Naßsiebung (2) ein Sieb (13) verwendet wird, das durch ein Geflecht gebildet ist mit einer Maschenweite zwischen 20 und 450 µm.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (13) durch mindestens einen Wasserstrahl gereinigt wird, der das Sieb (13) entgegen der Richtung des freien Druckstrahles passiert.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Naßsiebung (2) in einem Drucksortierer erfolgt.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Trennung (3) stammende Gutstoff (A2) mit der aus der selektiven Flotation (1) stammenden Gutstofffraktion (A1) zusammengeführt wird.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Trennung (3) stammende Rejekt (R2) ohne nennenswerte Rückgewinnung von eventuellen Restfasern verworfen wird.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grobfraktion (G) aus der Naßsiebung (2) in die selektive Flotation (1) zurückgeführt wird.