DE19806734A1

DE19806734A1 - Verfahren zur Entfernung von Störstoffen aus einer Papierfasersuspension mit Hilfe der Flotation

Info

Publication number: DE19806734A1
Application number: DE1998106734
Authority: DE
Original assignee: Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 1998-09-17
Also published as: DE59807854D1; DE19806732A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung von Störstoffen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekanntlich werden Flotationsverfahren seit langem eingesetzt, um aus Papierstoffsuspensionen, insbesondere wenn sie aus Altpapier gewonnen sind, einen Teil der darin enthaltenen Störstoffe zu entfernen. Flotationsverfahren haben sich bei diesem Zweck seit langem bewährt, insbesondere wegen ihrer Möglichkeit, hydrophile Stoffe - also Papierfasern - von hydrophoben Partikeln - das ist ein großer Teil der Störstoffe - zu trennen. Man spricht in solchen Fällen von einer selektiven Flotation. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Aufbereitung der bei der Faserstoffaufbereitung anfallenden Abwässer. Diese enthalten in vielen Fällen keine oder nur geringe Mengen von Fasern. Dann ist es zweckmäßig, die Suspension vollständig von Feststoffen zu befreien (Klärflotation).

Flotationsverfahren sind nicht die einzige Möglichkeit, um aus Faserstoffsuspensionen die Störstoffe zu entfernen. Die wichtigsten anderen Verfahren sind die Naßsiebung durch Sortierer, das Ausschleudern durch Hydrozyklone und das Auswaschen. Dabei sind die genannten Trennverfahren jeweils für bestimmte Störstoffarten und -größen besonders gut geeignet, weshalb sich für die gesamte Stoffaufbereitung zumeist eine Kombination von verschiedenen Trennverfahren anbietet. Ein besonderes Problem stellen klebende oder heißschmelzende Störstoffe, auch als stickies bezeichnet, dar. Solche Kleberpartikel sind sehr schwer aus Suspensionen zu entfernen, da sie bezüglich ihres spezifischen Gewichtes, ihrer Größe und Flexibilität den Papierfasern relativ ähnlich sind. Bereits sehr kleine Mengen genügen, um die Papierproduktion zu stören. Zwar wird die Naßsiebung in Drucksortierern speziell auf die Bedürfnisse der Sticky-Entfernung abgestimmt, aber auch dort gehen oft zu viele dieser Stoffe zusammen mit dem Faserstoff durch das Sieb hindurch. Ausgerechnet solche Kleberpartikel, die in einer vorgeschalteten Naßsiebung nicht aus dem Faserstoff entfernt werden konnten, sind aufgrund ihrer Flächigkeit und teilweise ihrer Hydrophilie auch schwer zu flotieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem es gelingt, Kleberpartikel, also klebende oder heißschmelzende Störstoffe (stickies), in noch besserem Maße durch Flotationsverfahren aus einer Papierfasersuspension zu entfernen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale vollständig gelöst.

Es ist zwar schon bekannt, in Flotationsanlagen, die primär für den Austrag von Druckfarbenpartikeln (inks) gedacht sind, die Papierfaserstoffe chemisch vorzubehandeln. Konsequenterweise wird diese chemische Vorbehandlung auf die Farbpartikel abgestimmt. Die dazu verwendeten Deinking-Chemikalien bewirken das Auflösen des Bindemittels zwischen Faser und Druckfarbenpartikel und machen deren Oberfläche hydrophob. Für die Kleberpartikel, die sich neben den Druckfarbenpartikeln auch in der Suspension befinden, ist eine solche chemische Vorbehandlung kaum wirksam. Beim erfindungsgemäßen Verfahren dagegen wird der Vorbereitungsschritt für die Flotation speziell auf die Veränderung der Eigenschaften der Kleberpartikel ausgerichtet, und zwar gegebenenfalls chemisch und mechanisch.

Kleberpartikel weisen oft nicht nur eine für die Flotation ungünstige Form und Größe auf, sondern sind an ihrer Oberfläche verhärtet, verkrustet oder sonstwie reaktionsträge. Wichtig für die Flotierbarkeit der Störstoffe ist auch ihre Partikelgröße. Eine hohe Effektivität der Flotation läßt sich zumeist nur bei solchen Partikeln erreichen, deren Abmessungen 0,5 mm nicht überschreiten. Erfolgt auch eine mechanische Vorbehandlung, so ist sie geeignet, die Partikelgröße auf das erforderliche Höchstmaß zu reduzieren und dabei gleichzeitig neue Oberflächen zu schaffen, was für eine chemische Behandlung besonders vorteilhaft ist.

Wenn die Papierfasersuspension bedrucktes Altpapier enthält, wird in vielen Aufbereitungsanlagen eine Flotation durchgeführt, um die von den Fasern abgelösten Druckfarbenpartikel zu entfernen. Dann ist also ohnehin schon eine relativ aufwendige Flotationsanlage vorhanden, und es ergeben sich bei Anwendung der Erfindung von daher kaum zusätzliche Kosten; in vielen Fällen wird die Aufbereitung sogar billiger, da weitere aufwendige Sortiereinrichtungen entfallen oder verkleinert werden können.

In diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß z. B. bei Verpackungspapieren ("braunen Sorten") eine Druckfarbenentfernung entfallen kann, dennoch aber das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft ist. Stickies stören auch bei braunen Sorten.

Auch bei komplexen Sticky-Problemen kann die Erfindung weiterhelfen. Es gibt nämlich Kleberpartikel, deren Flotierbarkeit durch Anwendung üblicher Deinking-Chemikalien nicht besser sondern sogar schlechter wird. Das ist auf die unterschiedliche stoffliche Zusammensetzung von Druckfarbenpartikeln einerseits und stickies andererseits zurückzuführen. Eine Trennung der Druckfarbenflotation von der der Kleberpartikel kann die Entfernung beider Arten von Störstoffen optimal lösen. In einem solchen Fall werden mit Vorteil zuerst die Farbpartikel durch Flotation entfernt, wobei bekanntlich auch der überwiegende Teil der Deinking-Chemikalien in den Flotationsschaum gelangt, und anschließend wird nach entsprechender erfindungsgemäßer Vorbereitung die Flotation der Kleberpartikel vorgenommen.

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

Fig. 1 schematisch den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf;

Fig. 2 eine Variante des Verfahrens.

Die Papierstoffsuspension S gelangt in dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel zuerst in einen Drucksortierer, der mit einem Schlitzsiebkorb ausgestattet ist und eine Naßsiebung 3 der Papierfaserstoffsuspension durchführt. Der Durchlauf aus dieser Naßsiebung wird in dem Vorbereitungsschritt 2 weiterbearbeitet, und zwar mit Chemikalien CH und durch Einleitung mechanischer Arbeit M. In dem hier gezeigten Beispiel wird die mechanische Arbeit M etwa zur selben Zeit angewendet, in der die Chemikalien CH ihre Wirkung entfalten. In der Praxis könnte das z. B. eine Rühr- oder eine Knetvorrichtung sein, in die die Chemikalien zugegeben werden. In einfachen Fällen genügt eine dieser gezeichneten beiden Maßnahmen. Es folgt die Flotation 1, hier als selektive Flotation. In dieser wird ein Flotationsschaum 5 gebildet, der die Kleberpartikel und eventuell Druckfarben enthält, während der Gutstoff 6 dieser Flotation 1 als gereinigte Papierfasersuspension zur Weiterverarbeitung gelangt.

Fig. 2 zeigt eine besondere Ausgestaltung des Verfahrens, die in vielen Fällen besonders vorteilhaft ist. Auch hier findet bei der Vorbehandlung 2 wiederum die Kombination von mechanischer und chemischer Einwirkung statt. Anders als im Verfahren gemäß Fig. 1 wird die Vorbehandlung in zwei Teilprozessen 7, 8 vorgenommen, und zwar zuerst den mechanischen und dann den chemischen. Wie bereits gesagt wurde, weisen in vielen Fällen die flotierbar zu machenden Störstoffe eine für die Flotation ungunstige Form oder Größe auf und sind an ihrer Oberfläche reaktionsträge. Bei einer vorgeschalteten mechanischen Bearbeitung kann vor Zugabe der Chemikalien CH die Oberfläche aktiviert oder reaktiviert werden. Die Nacheinanderschaltung ist besonders wichtig, wenn die Bedingungen, die für die chemische Behandlung optimal sind, nicht gleich den Bedingungen für eine optimale mechanische Bearbeitung sind.

Es ist auch möglich, daß die chemische Wirkung durch die mechanische Arbeit direkt unterstützt wird. Dann kann es auch sinnvoll sein, daß die chemische Behandlung der mechanischen vorausgeht, z. B. um so die Reaktionszeit zu verlängern.

Claims

1. Verfahren zur Entfernung von Störstoffen aus einer Papierfasersuspension (S) mit Hilfe der Flotation (1), dadurch gekennzeichnet, daß vor Anwendung der Flotation (1) ein Vorbereitungsschritt (2, 2') durchgeführt wird, bei der in der Papierfasersuspension enthaltene Kleberpartikel (stickies) so verändert werden, daß sich ihre Flotierfähigkeit verstärkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorbereitungsschritt (2, 2') die Oberflächenaktivität der Kleberpartikel durch chemische Mittel vergrößert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorbereitungsschritt (2, 2') die Form der Kleberpartikel durch mechanische Mittel kompaktiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorbereitungsschritt (2, 2') die Kleberpartikel zerkleinert werden.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorbereitungsschritt (2) die Kleberpartikel mechanisch so umgeformt werden, daß an ihnen neue Oberflächen entstehen.

6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorbereitungsschritt (2, 2') aus mindestens einem mechanischen und aus mindestens einem chemischen Teilprozeß besteht.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der chemische Teilprozeß (8) dem mechanischen Teilprozeß (7) folgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Teilprozeß (7) dem chemischen Teilprozeß (8) folgt.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der chemische Teilprozeß (8) und der mechanische Teilprozeß (7) gleichzeitig durchgeführt werden.

10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierfasersuspension (S) vor dem Vorbereitungsschritt (2, 2') einer Naßsiebung (3) unterzogen wird, in der sie durch Schlitze von höchstens 0,5 mm Weite hindurchgepumpt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze eine Weite von höchstens 0,2 mm haben.

12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierfasersuspension (S) zumindest teilweise aus Altpapier hergestellt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierfasersuspension (S) Druckfarbenpartikel enthält, die in der Flotation (1) zusammen mit den Kleberpartikeln entfernt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Altpapier eingetragenen Druckfarben zumindest zum überwiegenden Anteil aus der Suspension entfernt werden, bevor diese zur Vorbehandlung (2, 2') geführt wird.