DE2117017C3

DE2117017C3 - Verfahren zum Entfärben und zum Entfernen von Verunreinigungen aus wässrigem Schlamm wiedergewonnener Papiermassen

Info

Publication number: DE2117017C3
Application number: DE2117017A
Authority: DE
Inventors: Harry J. Neenah Braun; Stanley A. Verona Dunn
Original assignee: Bergstrom Paper Co
Current assignee: Bergstrom Paper Co
Priority date: 1971-01-22
Filing date: 1971-04-07
Publication date: 1975-05-22
Also published as: CA990220A; IT939196B; GB1289926A; JPS5033162B1; US3635788A; DE2117017A1; DE2117017B2

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfärben und zum Entfernen von Verunreinigungen aus wäßrigem Schlamm wiedergewonnener Papiermassen durch VVirbclsichtung in einem konischen Wirbelsichter mit einem tangentialen Einlaß für das zu reinigende Gut. einem Austrag für die schwereren Verunreinigungen an der nach unten weisenden Konusspitze und einem axialen Austrag für die leichteren Verunreinigungen und dem wäßrigem Papierschlamm am Oberteil des Wirbelsichters.

Bei einem herkömmlichen Verfahren zum Entfärben und Reinigen wiedergewonnener Papiermassen in einem sogenannten Wirbelsichter. wie er in »II e η t se h e 1 : Chemische Technologie der '/.eilst off- und Papierherstellung (1967), S. 356 bis 358-. beschrieben ist, wird eine Schlamm-Masse von etwa 0.5 " 11 Dickflüssigkeit (Gewichtsprozent Festteilchen, S5 bezogen auf das Gesamtgewicht des Schlammes) in Wasser bei einem Druck von 3,l6kgcm- eingetragen, nachdem das zu reinigende Gut enlfasert bzw. einer Lösungsbehandlung für die Fasern unterworfen und durch herkömmliche Behandlung in Gegenwart von Alkali-Dispergierstoffen und Lösungsmitteln entfärbt und falls erforderlich, einem Waschvorgang sowie einem Bleichvorgang und einer Feinsiebbehandiung unterworfen wurde. Der Wirbelsichter ist im allgemeinen eine konische oder zylindrische und konische Vorrichtung mit einem tangentialen ί· "aßrohr im Obeneil und axialen Auslaßdüsen am Oberteil sowie am Boden. Der Schlamm bildet einen Wirbel, der einen äußeren nach unten gerichteten Spiralleil und einen inneren nach oben gerichteten Spiralieil aufweist. Die Strömungs- oder Schlammaufspaltung ist in erster Linie bestimmt durch die relative Größe der Auslaßdüsen. Allgemein gesagt werden die Festteilchen, die ein spezifisches Gewicht nahe dem oder geringfügig unier dem von Wasser aufweisen, in dem innncren Teil des Wirbels zurückgehalten und durch die obere Düse ausgetragen. Dieser Teil des Schlamms umfaßt den größten Teil der Fasern, die hinsichtlich des spezifischen Gewichts im Bereich von etwa 0,98 bis 1,40 liegen und die sogenannten Verunreinigungen geringer Dichte, d.h. solche Verunreinigungen mit spezifischen Gewichten von 1,0 und weniger. Die sogenannten Verunreinigungen hoher Dichte, d. h. solche Verunreinigungen mit spezifischen Gewichten von etwa 1,40 und darüber, wandern zu dem äußeren Teil des Wirbels und werden durch de Bodendüse abgesaugt bzw. ausgetragen. Verunreinigungen mil einer spezifische'! Dichte ähnlich derjenigen von Fasern können zu jedem Teil des Wirbels wandern.

Das Problem einer herkömmlichen Arbeitsweise der Wirbelsichter ist zweifach. Zum einen gelangen mit zunehmender Verwendung von Gummi- und synthetischen Kunststoffbindemittel!! Versteifungs- und Schichtungsmaterialien, die als Verunreinigungen angesehen werden, in die Abialipapiermasse, zum anderen ist es schwierig und oft unmöglich, diese mit herkömmlichen Verfahren der Entfärbung bzw. Reinigun·: zu entfernen. Wenn sie zusammen mit den Fasern den Wirbelsichter erreichen, weisen sie im allgemeinen geringere spezifische Gewichte auf als Wasser und werden so im Innenwirbel gehalten und durch die obere Düse zusammen mit den Faserabnahmen ausgetragen.

Als Wirkung bei normaler Wirbelsichtung hat sich herausgestellt, daß es eine besondere Klasse von Verunreinigungen mit einer Dichte nahe dem mittleren Bereich gibt, der einen ungenügenden Kraftimpuls bzw. ein nicht ausreichendes Trägheitsmoment besitzt, um in den äußeren Wirbel zu gelangen, so daß diese Verunreinigungen zum größten Teil in dem inneren Wirbel bleiben, von dem aus sie zusammen mit dem Verunreinigungen niedriger Dichte und den Faserabnahmen ausgetragen werden. Diese besondere Klasse setzt sich aus Festteilchen mit einer Dichte nahe i.iei von Wasser zusammen, d.h. von etwa 0,¹M bis 1.04 und im Bereich von geringfügig weniger als 0,9C) bis /u 1,1. Es handelt sich dabei um Kunststoff-. Polymer-. Klebstoff-, Gummi- und Asphallmaterial.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die normale Wiibclsichtimg von Schlamm wiedergewonnener enlfaserter Papiermasse zu verbessern. Eine weitere Aufgabe besieht darin, auf bestimmte Verunreinigungen in der Weise einzuwirken, daß sie mit schweren Ausscheidungen anstatt mit

Faserabnahmen ausgetragen werden. Außerdem besieht eine Aufgabe der Erfindung darin, die effektive Dichte dieser Verunreinigungen selektiv zu erhöhen, so daß sie zu dem äußeren Wirbel des Wirbelsichters wandern und/oder dort gehalten werden, während die Fasern weiterhin von dem inneren Wirbel durch die obere Düse ausgetragen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem zu reinigenden Gut mindestens ein flüssiges und/oder festes teilchenförmiges Additiv, das von den normalerweise den oberen Austrag verlassenden Verunreinigungen selektiv angezogen wird uiid die Eigenschaft hat, die Verunreinigungen schwerer zu machen, in solchen Mengen zugegeben wird, daß ein Teil dieser Verunreinigungen beschwert wird und aus der Konusspitze austritt.

Das beschwerende Mittel ist ein im Grunde nichtrnlari-s hydrophobes Material, das zur Entfernung von Verunreinigungen organischer Natur aus dem Pap:c~schlanim vorzugsweise eine organische oleophile Flüssigkeit ist mit einer Dichte, die über der von Wasser liegt.

Bei der üblichen Arbeitsweise eines bekannten Wirbelsichters werden etwa f!5 Gewichtsprozent der Fasern, die durch den tangentialen Einlaß gelangen, mit der Oberslrömung durch den axialen Austrag am Oberteil des Wirbelsichters abgenommen: sie werden !.•doch begleitet von einigen der Verunreinigungen mit spezifischen Gewichten nahe 1 als auch von den meisten der leichten Verunreinigungen und von einigen der Verunreinigungen mit spezifischen Gewich- ;c:i größer als den der Fasern, die jedoch auf Grund ihrer augenblicklichen Größe in dem inneren Wirbel zurückgehalten sind.

Ert'indimgsgcmüß wurden Wege gefunden, um die Teilchengröße und das spezifische Gewicht zu erhöhen und dadurch Verunreinigungen zu »beschweren«, d.h. schwerer zu machen, insbesondere ihre rad'ale nach außen führende Geschwindigkeit zu erhöhen, wodurch die Verunreinigungen auf dem Wege normaler Wirbelsichtung schneller getrennt werden können.

Das »Beschweren« wird erreicht mit einem Material hoher Dichte, das vorzugsweise Verunreinigungspartikeln benetzt oder adsorbiert. Aus praktischen Überlegungen soll die Dichte des beschwerenden Materials größer sein als das der Verunreinigung und als das des Grundmediums, in erster Linie Wasser. Das beschwerende Material kann in dreifacher Weise wirken:

1. Durch Vergrößerung der Gesamtdichte des aus Verunreinigung und Medium zusammengesetzten Partikel (d. h. Partikel und absorbiertes und'oder benetzendes »beschwerendes" Material):

2. durch Vergrößerung des Volumens des Partikel durch das Volumen des beschwerenden Materials, so daß es schneller in ein Gravitationsfeld gelangt und

3. durch Agglomerierung von Verunreinigungspartikeln.

Wenn die Dichten des Mediums, d. h. des Additivs, das den Beschwcrungseffckl herbeiführen soll, und der Verunreinigungen die gleichen sind und beide größer sind als die Dichte von Wasser, ergibt sich dennoch ein Bcschwerungseffeki in Folge der Wirkungen Nr. 2 und 3. Bei einem typischen Entfürbungsverfahren, wie es in einem Teil der formalen Beispiele erläutert ist, wo Polyamid-Plättchen mit Abmessungen von 0,8 mm- auf 0,076 mm Dicke und mit einem spezifischen Gewicht von 1,1 als Verunreinigung benutzt wurden und Chlorbenzol (spezifisches Gewicht — 1,1) als Additiv (ungefähr ¹A₁ des Gewichts der Verunreinigung) beträgt die Verunreinigungshöhe in den Abnahmen etwa 50 % von dem erzielten, wenn das Chlorbenzol fortgelassen ist.

ίο Wenn die Dichte der Verunreinigung größer ist als die des Wassers und wenn die des additiven Materials dazwischen liegt, steht die Wirkung Nr. 1 der Dichte im Gegensatz zu den beschwerenden Wirkungen 2 -jpd 3. Mit großen Mengen additiven Materials können die Partikeln »leichter« (d.h. verringerte radial nach außen gerichtete Absetzgeschwindigkeit) gemacht werden, als sie ursprünglich waren. Mit einem kleinen Betrag können sie dennoch »beschwert« sein infolge Agglomeration. In Versuchen ähnlich denen des vorhergehenden Abschnitts, wo das Additiv. 2-Furylacetonitril, mit einer Dichte (spezifisches Gewicht -■ 1.085) zwischen derjenigen von Wasser und der Polyamide nach dem War.chvori'ang zugesetzt ist, beträgt die Höhe bzw. der Anteil der Verunreinigung in den Abnahmen ungefähr 55"'« Vv)H dem, was anfällt, wenn das 2-Furylacetonitril weggelassen ist.

Wenn die Dichte der Verunreinigungen größer ist als die des Wassers, aber diejenige des additiven Ma-,erials gleich derjenigen oder geringer als d^:c des Wassers, ist es in ähnlicher Weise möglich, durch Agglomeration einen Bcschwerungseffeki zu erreichen.

Mit abnehmender Dichte des additiven Materials unterhalb derjenigen des Grundmediums können kleinere Anteile geduldet werden zur Erreichung einer Agglomeration auf Kosten des entgegengesetzten Effekts von zusätzlicher Dichte. In Versuchen ähnlich denen der vorhergehenden Abschnitte, wobei das Additiv 1-Chlorhcptan (spezifisches Gewicht 0,87) ist, beträgt die Höhe bzw. der Anteil der Verunreinigung in den Abnahmen 85 ⁰O von dem Wert, der sich ergab, wenn man I-Chlorheptan nicht verwendete.

Mit einer Verunreinigung einer Dichte gleich derjenigen von Wasser erreicht ein additives Material von erößerer Dichte eine Beschwerung durch alle drei vorgenannten Wirkungen in allen Verhältnissen. In Versuchen ähnlich denen der vorhergehenden Abschnitte, wobei die Verunreinigung ein Äthylen-Vinylehlorid-Copolymcr (spezifisches Gewicht ^τ 1,0) an Stelle eines Polyamids ist, und das Additiv 4-Brom-m-Xylol (spezifisches Gewicht ■-■ 1,3) ist, beträgt die Höhe bzw. der Anteil der Verunreinigung in den Abnahmen 40 ⁰Zo von dem, was erhalten wird, wenn das Additiv weggelassen wird.

Es ist sogar möglich, eine »Beschwerung« von Teilchen geringerer Dichte als der des Grundmediums herbeizuführen. In diesem Fall muß die Dichte des additiven Materials größer sein als die der Verunreinigunu, aber vorzugsweise größer als die des Wassers. Sie muß größer sein als der Wert, der -'/., ties Dichteintcrvalls entspricht, das sich von der Dichte der Verunreinigung zu der des Wassers erstreckt, wie für kegelförmige Partikeln ermittelt wurde. Ein additives Material, dessen Dichte in der Mitte /wischen derjenigen der Verunreinigung und des Grundmediums ließt und diese Bedinuuni> erfüllt,

neigt dazu, die Verunreinigung durch die obige Wirkung Nr. 1 zu beschweren. In Versuchen ähnlich denen der vorhergehenden Abschnitte ist die Verunreinigung Polyäthylen (spezifisches Gewicht = 0,95) und das Additiv ist m-Tolunitril (spezifisches Gewicht = 0,986). Wenn der Betrag des Additivs anfangs ungefähr 10 Gewichtsprozent von dem der Verunreinigung beträgi, erreicht der Anteil der Verunreinigung der Abnahmen ungefähr 80 ⁰Zo von dem Wert, der erreicht worden wäre, wenn man das Additiv weggelassen hätte. Wenn die Menge des Additivs anfangs ungefähr gleich derjenigen der Verunreinigung (bezogen auf das Gewicht) ist, erreicht der Anteil der Verunreinigung der Abnahmen ungefähr 120 ⁰Zo von dem Wert, den man ohne Anwendung des Additivs erreicht hätte. Wenn der Anteil des Mediums ansteigt, lockert sich diese Wirkung; die Wirkungen Nr. 2 und 3, die im Gegensatz zu der vorerwähnten Wirkung stehen, erreichen zunächst den gleichen Wert und schreiten dann fort, die zusammengesetzten Partikeln »leichter« zu machen.

Der Punkt des gleichen Gegensatzes zwischen Nr. 1 und 2 ist einfach bestimmt aus den Dichten und Verhältnisse" auf Grund des Stokeschen Gesetzes. Der Effekt Nr. 3, obwohl er in der Natur dem Effekt Nr. 2 ähnlich ist. kann bei niedrigeren Konzentrationen des Additivs weitaus stärker sein.

Sogar mit einem additiven Material mit einer Dichte größer als der des Wassers steht die Wirkung Nr. 3, nämlich die der Agglomeration, der Wirkung Nr. 1 des additiven Materials entgegen und kann diese überholen, bis eine ausreichende Menge des Materials hinzugefügt ist, um die zusammengesetzte Dichte des Additivs und der Verunreinigung hinauf über den Wert des Grundmediums zu bringen. Pie Wirkung Nr. 2 kann dies nicht.

Da das additive Material vorzugsweise die Verunreinigung annässen, benetzen bzw. durchnässen und/ oder diese absorbieren muß, ist es nützlich, nicht nur die Natur der Verunreinigung zu charakterisieren, sondern auch das Grundmedium und die anderen beteiligten Materialien, um die erwünschten E'gcpschaften des additiven Materials zu definieren.

In der Industrie zur Entfärbung von Papier besteht das Grundmedium aus Wasser mit einem Gehalt an einer sehr hydrophilen oder polaren Substanz, welches Pulpe enthält. Es mag zusätzlich andere sehr hydrophile Substanzen wie Salze, Tone und andere anorganische Pigmente enthalten. Um daher jeglichen Grad d;r Benetzung oder Durchnässung von Pulpe zu vermeiden, sollte das additive Material im Prinzip nichtpolar oder hydrophob sein. Glücklicherweise sind die meisten der Verunreinigungen mit einer Dichte nahe derjenigen des Wassers, die nach einer Zcrkleinerungsbehandlung mit wäßrigen Alkalien (»Hydrapulpieren« genannt) übrigbleiben, ebenfalls nichtpolar und hydrophob und daher leicht von Pulpe unterscheidbar.

Als eine Klasse sind die halogenieren uiicj CN-substituierlen Kohlenwasserstoffe erstaunlich geeignet zum Beschweren nichtpolarer hydrophober Verunreinigungen. Ausgeschlossen sind solche Arten wie Acylhalogenidi;, die mit Wasser reagieren. Sauerstoff in der inerten Form der Ätherbindung ist ebenfalls geeignet. Die mehr polaren hydrophilen Säuretind Alkoholgruppen können nur bis zu einem begrenzten Ausmaß geduldet werden, da sie das additive Material Substantiv machon zum Befeuchten vnn Pulpe und anderen hydrophilen Materialien. Aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe sind geeignet. Das additive Material kann entweder mono- oder polyhalogeniert sein, wobei die letztere Art im allgemeinen bevorzugt wird. Es kann sich dabei entweder um eine Flüssigkeit oder um eine feste Substanz handeln, im allgemeinen werden aber bessere Ergebnisse erzielt mit Materialien mit niedrigmolekularem Gewicht, d. h. mit solchen, die ein Molekulargewicht unterhalb von etwa 1000 aufweisen, wobei andere Überlegungen ebenfalls zu berücksichtigen sind.

Die beschwerenden Additive oder Mittel nach der Erfindung umfassen eine große Vielzahl von aliphatischen, aromatischen, zykloaliphatischen und heterozyklischen Verbindungen, die effektiv nicht mit Wasser reagieren können, d. h. tatsächlich frei von polaren hydrophilen Gruppen wie Säure- und Alkoholgruppen sind. Die Verbindungen können Kohlen-

Wasserstoffe oder substituierte Kohlenwasserstoffe sein; Kohlenwasserstoff ketten können unterbrochen sein durch Heteroatome wie Sauerstoff- und Stickstoffatome. Beschwerende Mittel können entweder feste Substanzen wie Tetrachloro-o-xyloldichlorid (TCXD) und Hexachlorobenzol oder Flüssigkeiten wie Monochlorobenzol und m-Bromotoluol sein, jedoch werden flüssige beschwerende Mittel vorgezogen. Sie können einzeln eingesetzt oder in jeglicher Kombination von zwei oder mehr Substanzen verwendet werden, solange keine Reaktion zwischen ¹Iinen auftritt.

Wie aus den vorhergehenden Beispielen ersichtlich ist, werden sowohl mono- und polyhalogeniertc Kohlenwasserstoffe in Betracht gezogen. Die Halogene können Chlor. Brom. Jod oder Fluor sein. Darüber hinaus können verschiedene Halogene in dem gleichen beschwerenden Mittel vorhanden sein wie in l-Bromo-3-chlorobenzol und in l-Chloro-5-bromopentan.

Das beschwerende Mittel kann Sauerstoff in Ätherform enthalten wie in Bis-(3-chloro)-dipropyläther. Obwohl polare hydrophile Gruppen zu vermeiden sind, sind sie nicht vollständig ausgeschlossen. Anschauliche beschwerende Mittel mit Karbonsäuregruppen schließen o-Chlorobenzoesäure und m-Bromobenzoesäure ein; geeignete Alkohole sind 5,7,9-Trichlorododecanol-2 und 3-(p-Bromophenyl)-propanol.

Das beschwerende Mittel kann zyansubstituiert sein wie in ;-Bromocapronitril und in a-Methyl-ß-(o-chlorophenyl)-propionitril. Aliphatische beschwerende Mittel schließen sowohl gesättigte Verbindungen wie i.3-DichIoro-2,2,4-trimethylpentan und 7-Bromo-4-chloro-3-isopropylheptan als auch äthylenisch nicht gesättigte Verbindungen wie 9-Jodo-1,5-nonadien. Ein Zyklohcxan ist ein geeignetes Zykloalkan.

Aromatische beschwerende Mittel können auch Kohlenwasserstoffe sein, beispielsweise 1,4-Dimcthylnaphthalin; sie können mononuklear beispielsweise Jodobenzol. dinuklear, wie beispielsweise a-Methoxynaphthalin. 4,4-Dichlordiphcnyl und 1,2-Dichloronaphthalin, oder polynuklear, wie beispielsweise 2-Chlorophenanthrcn sein.

Beispiele an heterozyklischen beschwerenden Mitteln sind solche, in denen ein oder mehrere Ringsaucrstoffatomc und/oder Stickstoffatome vorhanden sind, wie in Trichloro-oxazol und 3-Bromopyr;din:

1 ° 8

die iietero/yklischen Verbindungen können mononu- durch ilen Kunststoff absorbierten halogenieren ad-

klear. wie beispielsweise 3.3.4-ΎπΛ1υιυΙιιι;ιη. oder ditiven Materialien, wie Tclrachlor-o-xyloldidiloriil

dinuklcar sein, wie ft-Chloroindol. und chlorierte Byphenylc.

Diese Materialien haben alle die Eigenschaft, auf Beim /.ufügen eines beschwerenden Mittels in das der Oberfläche der Venmreingung adsorbiert /u wer- 5 zu wirbelsichtende Reinigungsgut aus wiedergewondui. mit anderen Worten, die Verunreinigimg im neuer wäßriger Papierschlamm-Masse ist es ledig-FaIIe von Flüssigkeiten zu benetzen bzw. zu befeuch- lieh wichtig, daß genug beschwerendes Mittel hinzulen. Mit Begriffen des Kontaklwinkels erläutert, ist gefügt wird, um das gewünschte Ergebnis eines eider Kontaktwinkel von Wasser in Luft auf den nicht fektiven Ansteigens des spezifischen Gewichts der verseifbaren Kunstsloffmaterialien mit niedriger io Verunreinigungen wie Kunststoff-, Polymer-, Kleb-Diehte gewöhnlich in der Nähe von W , während stoff-. Gummi- oder Asphallverunreinigungen zu erdcr Flächenwinkcl zwischen Wasser und einem typi- reichen, de normalerweise mit den Abnahmen aussehen flüssigen Glied der obigen Gruppe von additi- getragen werden, so daß diese Verunreinigungen mit ven Materialien auf einem derartigen Kunststoff sich schwereren Ausscheidungen ausgetragen werden (ent-ISO nähert (gemessen durch das Wasser). Im Ge- 15 ferrit beispielsweise durch die nach unten weisende genteil ist der Kontaktwinkel des Wassers auf Pulpe Spitze eines konischen Wirbelsichters). Ein Überin der Gegenwart eines flüssigen Mitgliedes der obi- schuß an beschwerendem Mittel wird schon vom gen Klasse von additiven Materialien nahezu null Wirtschafllichkeitsstandpunkt her vermieden. Dar-Grad. Diese adsorbierenden und benetzenden Eigen- über hinaus kann ein Überschuß ein dem gewünschschaflcn dieser additiven Materialien veranlassen die 20 ten Zweck zuwiderlaufendes Ergebnis zur Folge ha-Agglomeration der teilchenförmigen Vcrunreinigun- ben und daher den gewünschten Beschwerungseffekt gen. zunichte machen. Gewöhnlich sind fünf Teile pro MiI-Einc Halogensubstitution in einem Kohlenwasser- Hon (ppm) bis zehn ppm (Gewicht) des beschwerenstoff vergrößert seine Dichte progressiv. Die Dichten den Mittels, (bezogen auf das Gewicht der gesamten von Kohlenwasserstoffen beginnen gewöhnlich unter- 25 wäßrigen wiedergewonnenen Papierschlammasse) gehalb und in der Nähe des spezifischen Gewichts 1 in eignet.

nichtsubstituiertem Zustand und nehmen mit jedem Im Hinblick auf die erwähnte besondere Neigung substituierten Halogenatom zu. wobei eine oder zwei dieser halogenicrten Kohlenwasserstoffe, die typiderartiger Substitutionen gewöhnlich ausreichend sehen nicht verseifbaren Verunreinigungen von niedsind, um die Dichte von Kohlenwasserstoffen von 30 riger Dichte zu benetzen, ist verständlich, daß wenig niedrigerem Molekulargewicht (wenn die unsubstitu- mehr als eine monomolekulare Schicht erforderlich ierten Molekulargewichte unter 200 vorliegen) über ist. um eine Agglomeration zwischen Verunreinidas spezifische Gewicht des Wassers zu bringen. Der gungsparlikeln herbeizuführen, zumindest bei flüssi-Ansiieg in der Dichte pro substituiertem Halogen- gen Mitgliedern der Klasse der additiven Materialien, atom nimmt in der Reihenfolge Fluor. Chlor. Brom. 35 Die Verringerung des hydrodynamischen Wider-Jod zu. Standskoeffizienten infolge dieses Effektes ist daher Zusätzlich zu ihrer Fähigkeit, auf Oberflächen wesentlich eher spürbar als ein ähnlicher Abfall innicht verseifbarer Kunststoffe absorbiert zu werden folge eines Anschwellens oder einer Zunahme im und oder diese Oberflächen zu benetzen, zeiger. Partikelvolumen, die von dem Volumen des additidicsc Halogenkohlenstoffverbindungen auch eine 40 ven Materials herrührt, das in den Kunststoff gelangt Neigung, diese Klasse von Kunststoffen und die mei- ist.

sten anderen Kunststoffe anzuschwellen, wobei der Eine typische Kunststoffverunreinigung, ein 67 33

Absorptionsgrad mit der Art der Halogenkohlen- Copolymer von Äthylen- und Vinylacetat wurde in

Stoffverbindung und der Art des Kunststoffes \erän- die Form von 19 mm² (Scheibchen) gebracht, von

derlich ist. Die Fähigkeit zum Anschwellen erhöht 45 denen jedes ungefähr 15 mg wog. Diese wurden in

sich im allgemeinen mit einer Abnahme des Moleku- Testrohre eingesetzt, und zwar zusammen mit ur.ge-

largcwichtes des Stamm-Kohlenwasserstoffs, mit an- fähr 10 ml destilliertem Wasser und 1 oder 2 g halo-

steigendem Grad der Substitution und mit wachsen- geniertem Kohlenwasserstoff. Die offenen Versuchs-

dem Anteil der aromatischen, im Gegensatz zur ali- rohre wurden 30 Minuten lang auf 100° C erhitzt,

phatischen Natur des ursprünglichen oder Stamm- 50 und dann wurden die Dichten der Probestücke mit

Kohlenwasserstoffs. denen von Wasser verglichen.

Die Oberflächen- und Anschwelleigenschaften der In jedem Falle der z.B. nach der folgenden Aufzäh-

halogenierten Kohlenwasserstoff-Additive waren im lung in Frage kommenden additiven Materialien

Hinblick auf Färb- bzw. Tintepartikel nicht bekannt. wurde die Dichte des Kunststoffprobestücks von ih-

Es ist daher überraschend zu finden, daß Kunststoff- 55 rem anfänglichen Wert von etwa 0,90 g/cm^;l auf

materialien, die mit halogenierten additiven Materia- einen Wert über 1 angehoben. Nachgewiesen wurde

lien angeschwollen sind, eine Neigung zum Aufneh- die Tatsache dadurch, daß der betreffende Probekör-

men von Färb- bzw. Tintepartikeln aufweisen, und per in Wasser schnell sank:
darüber hinaus der Grad der Aufnahme in Beziehung

zu stehen scheint zu dem Grad, d.h. zu den Ge- 60 Monochlorobenzol,

wichlsprozenten, des Anschwellens des Kunststoffs ortho-Dichlorobenzol,

durch halogeniertes additives Material. Wenn der para-Dichlorobenzol,

Grad an Rußaufnahme gemessen wird durch den Telra-chloro-ortho-xyloldichlorid (TCXD),

Lichtanteil, der durch absorbierte Partikeln von Polychlorodiphenyle,

einem Lichtstrahl bekannter Intensität reflektiert 65 C₂₁H₄₃Cl₇,¹

wird, ist der Logarithmus des Verhältnisses des ein- C₂₄H_2nCl₂₁,

fallenden zum reflektierten Licht ungefähr proportio- 1,2.3-Trichlorpropan.

nal zu den Gewichtsprozenten der verschiedenen i.l.^.Z-Tetrabromoäthan.

ίο

Kunststoffe mit einer einfachen gesättigten ;ilipliiilischen Kohlcnwasserstoffsiruktur sind viel schwieriger /um Anschwellen /u briiiL'en als kunststoffe, die einige Sauerstoff- oder C'hlorbmdungen haben. Von zwei einfachen Polyäthylenen schwillt darüber hinaus dasjenige mit dem höheren Schmel/index schnellei an als das andere. Aus diesem (irimd ist ein Polyäthylen mit niedrigem Schmel/index tatsächlich ein idealer Prototyp einer KunstsloiT\eruiirei:]igung. um darauf die Wirksamkeit verschiedene in Frage korn- in mender halogenierter Kohlenwasserstoffe für die additiven Materialien zu prüfen, die ein Beschweren herbeiführen wurden.

Das Beschweren auf Grund dieser Technik geht unter Bedingungen vor sich, die eher zu vcrwirklichende Betriebsteehniken darstellen bzw. solchen ähneln. Wenn man einen Probekörper von 15 mg und 19 mm- eines Polyäthylens mit niedrigem Schmelzintlex (Schmelzindex 1.0 bis 0,5 g 10 Minuten bei 190 C nach SSTM D1238-52T; Viskosität bei 190 C — 13· 10' poise) in einen wäßrigen Pulpeschlamm von 6"'u Dickflüssigkeit ('Gewichtsprozent Festteilchen, bezogen auf das Gesamtgewicht des wäßrigen Schlamms) mit einem Gehalt von 0.05 Gewichtsprozent eines in Frage kommenden additiven Materials einbringt, und 20 Minuten auf 85 C unter Bewegung aufheizt so erhält man einen 60"„igen Gewichtszuwachs des Kunststoffs (entsprechend einer Polyäthylen-Dichte von 1,12 g/cm^:i), wenn das Additiv ICXI) ist. Wenn das additive Material aus Pol\chlordiphen\ I besteht, schwillt der Kunststoff bis /u einem MaB von I 7" n Gewichtszunahme an, was einer Dichte von 1.0 entspi ichl. Die anfängliche Dichte des l'oUjilnlen-kunstsioifproiotyps mit niedrigem Sehmcl/index beträgt 0.93 g cm¹.

Anschwellen ist ein Oberllächenphanomen. I'robekörper. die der I'inwirkung von additivem Material an der Oberfläche einer wäßrigen ['hase ausgesetzt sind, schwellen gewöhnlich stärker oder schneller an als solche, die unter die Oberfläche der wäßrigen Phase eingetaucht weiden. Darüber hinaus zeigen oberflächenaktive Mittel, und /war entweder kationische, anionische oiler nichtionische, eine vernachlässigbare Wirkung auf das Anschwellen von eingetauchten Prohtköipern, verringern jetloch in bemerkenswertem Maße das erhöhte Anschwellen von Oberflächenproben auf Werte, die denen der angeschwollenen eingetauchten Probekörper ähneln. Dies legt selbstverständlich die Vermutung nahe, daß dei Pulpeschlamm, wenn er durch diese Technik entfärb) wird, Luft über große Oberflächen ausgesetzt sein sollte, hervorgerufen entweder durch Strömungen über flache Überläufe, Überfallwehre oder Platten-Überläufe oder durch geeignete mechanische Einwirkung oder mittels Durchspülen von Luft durch der Schlamm. Die Wirkung von OberHächcnfaktoren auf das Anschwellen ist in Tabelle 1 wicdcrueijeben:

Tabelle 1 Anschwellen von Polyäthylen mit TCXD in wäßrigen Medien

Oberflüchena Probe Vorbehandlung	ktives Mittel Probe Stellung	Blirnlprnbe	Niehtionische t'ettsäiire- amiilc	Kationisches Alkyl- trimethyl- ammuniuin- chlorid	Anionisch!.· S"ife	Gemimt
Blindprobe Blindprobe Hydrapulpiert Hydrapulpiert	Oberfläche Eingetaucht Oberfläche Eingetaucht	61.2 1.2 36,1 6.4	6.3 4.2 9.8 1,0	8.2 1.4 2.0 1,8	29,4 3,1 5,7 5,4	105,1 9.9 53,6 14,6
Gesamt	104.9	21,3	13,4	43,6

Bemerkungen:

TCXD-Konzentration. 0,005 ⁿ ο (bezogen auf das Polyäthylengewicht)

Temperatur 100¹C

Zeit 1 Std.

Bewegung magnetischer Rührer

In enger Beziehung mit dem Ziel der Agglomeration zur Erzielung einer Beschwerung steht der Vorgang des Anhaftens, Anklebens oder Adhärierens der Verunreinigungspartikel an makroskopische Partikeln zur Herstellung einer größeren Teilchengröße mit größerer Dichte. Beispielsweise veranlassen Partikeln aus Sand oder einem geeigneten Keramikmaterial von zweckmäßiger Größe, die dem Pulpeschlamm unter bestimmten Bedingungen zugesetzt werden, diese Verunreinigungen mit mehr oder weniger neutraler Dichte anzuhaften und werden nachfolgend in einem normalen Wirbelsichtvorgang in den Bereich des äußeren Wirbels getrieben. Die meisten keramischen Materialien, die Siliziumdioxydsand einschließen, zeigen ein negatives Grenzflächenpotential, wie es die meisten Kunststoffe einschließlich der paraffinischen Arten zeilen. Die Ladung auf dei letzterer kann geändert werden durch Hinzufüger eines kationischen oberflächenaktiven Mittels mi einem Kohlenwassersioffrest, beispielsweise ml einem Hexadezyl- oder Oktadezyl- oder einem chlo nerten Kohlenwasserstoff, beispielsweise einen m-chlorobenzyl, an einem Stickstoffatom. Der Koh lenwasserstoff- oder chlorierte Kohlenwasserstoffes haftet seihst an dem Kunststoff, und die vorhanden! positive Ladung des Stickstoffs ändert das Gesamt potential des Kunststoffpartikels von negativ nacl positiv. Die Zusammensetzung wird dann von negati ven Oberflächen angezogen, wie von Siliziumdioxyd sand oder verschiedenen Keramikmassen. Eine Serif von acht Versuchen zeigt die Wirkung dieser Tech nik zwischen den Wirkungen von drei anderen Ver

sin_lis\tjiiitulcrlichcii. In jedem Versuch wird 1 g kugeliger Polyätln lenpartikel nut einem Durchmesser von 74 bis I 25 Mikron uiul mil einer Dichte \on O₁SiS u cm' mit 5 g Sili/.iunidioxyds;uul mit einem Durehmesser von 125 bis 250 Mikron vermischt und unter Vakuum entlüftet. Line lO'-molaiv Menge eines oberflächenaktiven Mittels (Ok'.adecyltrimetliylammoniumchlorid) wird gegebenenfalls eingesetzt.

Tabelle 2

Polyäthylen, ausgefällt mittels Sili/.iumoxidsand
(Gewichtsangaben in Gramm)

Zeil

(min)

	licwcgungsintcnsitüt (U.	min)	0	10 '	0	10 ·
Temperuliir	201)	X(X)	0,04			0.17
	Konzentration des oberflächen		0,12	0.05
	aktiven Mittels (Molare)		0,17	0,14
( C)	0,04			0,13
30
80
30
80

50
50

Tabelle 2 zeigt die Gramm-Menge Polyäthylen, die von dem Siliziumdioxirisand nach einer Stunde Abselzzeit zum Boden des Behälters gebracht worden ist. Eine Analyse der Vciänderungen veranschaulicht den einzigen bedeutsamen Schluß (mit einer Sicherheit von 95 bis 99"/o, daß das Additiv tatsächlich das Anhaften des Kunststoffs am Sand herbeiführt.

Andere Festkörper als Siliziumdioxidsand, die abwechselnd zum Ausfällen von Kunststoff-, Polymer-, Klebstoff-, Gummi- und oder Asphaltverunreinigungen angewandt wurden, die sich in zurückgewonnener Papiermasse fanden, umfassen keramische Stoffe wie gemahlenes Glas, Korund und andere kristalline oder gläserne bzw. glasige Metalloxide oder Mischungen aus schwer schmelzbaren, hitzebeständigen Metalloxide!!. Der Bereich der Gesamtgröße der Teilchen von Festkörpern, die für diesen Zwcrk benutzt wurden, reicht von etwa 1 Mikron (u) bis etwa 1 Millimeter (mm). Ein brauchbarer Teilchengrößenbereich reicht von etwa 44 bis etwa 250u. Wenn derartige Festkörper in dieser Weise eingesetzt werden, reicht die in Pulpeschlamm-Massen verwendete Menge von Spuren bis etwa 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Pulpegewicht. Vorzugsweise gleicht das Volumen der Additive dem Volumen der Verunreinigung, die sich in dem Pulpeschlamm befindet.

Für beste Ergebnisse und für ein verbessertes Anhaften an den festgestellten Verunreinigungen werden die Oberflächen der Festteilchen gereinigt, beispielsweise durch Waschen, Calcinieren oder Schleifen, damit sie frei sind von äußeren organischen Stoffen oder feinstem Schmutz. Die Verunreinigung sollte außerdem mit einer quaternären Base wie Octadecyltrimethylammoniumchlorid in Kontakt gebracht werden in einer Menge bis zu etwa 50 Gewichtsprozent der Verunreinigung, aber vorzugsweise von 1 bis 10 Gewichtsprozent davon.

Einige Kunststoff-, Polymer-, Klebstoff-, Gummi- und/oder Asphaltverunreinigungen erscheinen gewöhnlich zusammen mit den leichteren Abnahmen, auch wenn sie tatsächlich ein über 1 gelegenes spezifisches Gewicht sowie ein solches aufweisen, das klar innerhalb des Bereichs der Komponenten liegt, von denen erwartet wird, daß sie zusammen mit den schwereren Ausscheidungen erscheinen. Die Größe und oder Form dieser Verunreinigungen erhöht jedoch ihren hydraulischen Widerstand ausreichend, um sie in der gleichen Weise wie Verunreinigungen wirken /u lassen, die geringere spezifische Gewichte aufweisen. Durch Agglomerieren oder Verbinden derartiger Verunreinigungspartikel wird eine wirkungsvolle Beschwerung selbst dann erreicht, wenn das verbindende Mittel, beispielsweise Kerosin, tatsächlich

ίο leichter als die Verunreinigung und als das Medium ist. Derartige Verbindungsmittel rufen einen Beschwerungseffekt hervor, und zwar unbeeinflußt von ihrem spezifischen Gewicht. Ihre Einwirkung ist jedoch auf die festgestellte besondere Kategorie von Verunreinigungen beschränkt, die größere Dichten als das Medium aufweisen. Derartige Verbindungsmittel werden in minimalen Konzentrationen vcrwendei, um das Auftreten eines insgesamt leichter machenden Effektes auf Grund der durchschnittlichen

ao Dichte zu vermeiden. Entschäumungsmittel und grundsätzlich nichtpolare Weichmacher (für die Kunststoff-, Polymer- und/oder Gummiverunreinigungen) sind als Verbindungsmittel nützlich.

Eine andere Form der Verbindung bzw. des Veras bindens wird durch das vorerwähnte Anhaften von makroskopischen Festteilchen an Verunreinigungspartikeln erreicht. Di^ makroskopischen Festteilchen bestehen gewöhnlich aus Sand oder Keramik in fein aufgeteilter Form. Sie verbinden sich oft mit leichteren Kunststoff-, Polymer-, Klebstoff-, Gummi- und' oder Asphaltverunreinigungen auch ohne Unterstützung eines flüssigen Verbindungsmittels. Tatsächlich dienen derartige makroskopische Festteilchen insoweit als Verbindungsmittel, als sie an mehr als einem Teilchen der Kunststoff-, Polymer-, Klebstoff-, Gummi- und/oder Asphaltverunreinigungen haften.

Verbinden ist das Zusammenhaften von zwei oder mehr Partikeln durch ein Verbindungsmittel, das adsorbiert oder absorbiert ist von einem oder mehreren der zusammenhaftenden Partikeln. Wo Benetzung und Absorption erscheinen, wird eine punktförmige Berührung zu einem Flächenkontakt entwickelt. Mil dem Anwachsen der Fläche geht ein Anstieg der Viskositäts-Widerstandskräfte einher.

In dem wäßrigen Medium eines Pulpeschlamms verursachen die Zwischenflächen- bzw. Grenzflächenkräfte an hydrophoben oder oleophilen Verunreinigungsteilchen die letzteren dazu, eine Haftungsneigung zu zeigen, wenn sie erst einmal in Kontak:

miteinander gebracht sind. Wenn es wenig mehr al: Punkthaftungen sind, werden diese Beziehunger rasch durch mechanische Kräfte gelöst, wie sie innerhalb eines Pulpeschlamms während verschiedene Verfahrensschritte beispielsweise während der Wir beisiciiiung entwickelt werden.

Hydrophobe oder oleophile Verbindungsmittel die auf dem Wege der Benetzung oder Absorption ir diese Verunreinigungen gelangen, verbreitern dii Kontaktflächen, wobei dadurch die Zwischenflächen Spannungskräfte des Anhaftens verstärkt werden un< wobei sich ein erhöhter Viskositätswiderstand gegei jegliche Deformation des Zusammenhaftens durcl äußere Kräfte ergibt.

Es ist möglich, eine Verbindung der gleichen ce wünschten Wirkungen zwischen diesen selben hydro phoben Verunreinigungen und hydrophilen Teiler wie Oxid-, Keramik-, Sand- oder Glasteilchen her beizuführen. Diese letzteren erfordern in wässrige!

gung. die in den Abnahmen festgestellt wurde. 2,(ι Gewichtsprozent (gleicher Bezug).

Medien eine negative Ladung. Ein Verbindungsmittel mit einem positiven Zentrum in seinem Molekül wie eine quarternäre Ammoniumgruppe wird natürlich diese negativen Oberflächen nachhaltig benetzen. Wenn ein ausgedehnter olephilcr Rest oder eine Gruppe von Resten ebenfalls in dem Molekül eingeschlossen ist, wird die Verunreinigung ebenfalls benetzt werden, und eine Verbindung zwischen der letzteren und der hydrophilen Keramik wird erreicht.

Der durchgehend durch die vorliegende Beschrei- io den Abnahmen 1,5 Gewichtsprozent,
bung und in den Ansprüchen gebrauchte Ausdruck
»wiedergewonnene« oder »zurückgewonnene Papiermasse« bezieht sich auf ein sekundäres Fasermatcrial
vor der Reinigung und/oder Entfärbung. Sekundäre

Beispiel 2

Wenn wie im Beispiel 1 zu dem 6'Vuigen Schlamm, der bei S5 bewegt wird, TCXD jedoch in einer Menge von 0.01 Gewichtsprozent hinzugefügt wird, beträgt die Menge der Kunststoff-, Polymer-, Klebstoff-, Gummi- und/oder Asphallverunreinigungen in

Beispiel 3

Wenn man Beispiel 1 mit 0,5 Gewichtsprozent (bezogen auf das Anfangsgewicht des Schlamms) von

ii

Faser ist eine Faser, die vorher zur Herstellung von 15 TCXD wiederholt, ergibt sich ein Verunreinigungs-

Papier, Karton, Kartonmassen oder Gewebe benutzt worden ist.

Die nachfolgenden anschaulichen Beispiele erläutern den Erfindungsgegenstand näher und sollen keinerlei Beschränkung des Anmeldungsgegcngstatules »o zur Folge haben. In jedem Beispie'i wird eine typische wiedergewonnene entfaserte Papiermasse (pH etwa 13) mit ungefähr 6 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gesamtgewicht des wäßrigen Schlamms) ungereinigter Faserpulpe während einer Zeitdauer von 20 Minuten (Hydrapulpieren) bei einer Temperatur von etwa 85° C bewegt. Darauf wird ein Waschvorgang bei Zimmertemperatur durchgeführt, bis der pH-Wert ungefähr neutral ist. während der Fcsiteilchengehalt der Pulpe bei ungefähr 6 Gewichtsprozent gehalten wird. Um eine wässrige Schlammeingabe für den Schleudervorgang in dem Wirbelsichter zu bilden, werden die Pulpefestteilchen auf einen Bereich von 0,3 bis 1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schlamms, verdünnt. Ungefähr 3 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht der nicht verunreinigten Faser), der Kunststoff-, Polymer-, Klebstoff-, Gummi- und/oder Asphaitverunreinigungen mit spezifischen Gewichten im Bereich von wenig unterhalb G,96 bis 1,1 sind in dem wäßrigen Eingabeschlamm enthalten, wenn darüber nichts anderes gesagt ist. Die für den Wirbelsichter bestimmte Schlammeingabe enthält in entsprechend bezeichneten Beispielen eine kleine Menge Beschwerungsmittel.

eine Rührstufe unter Erhitzung abgekühlt und durch einen ge-Wirbelsichter geführt, der mit von 2.8 kg cm² betrieben wird anteil in den Abnahmen von nur 0,8 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Pulpe.

Beispiel 4

a) Wenn man das Beispiel 1 mit 1 Gewichtsprozent (anstatt 3 °/o) Kunststoff-, Polymer-, Klebstoff-, Gummi- und/oder Asphaltverunreinigungen (bezogen auf das Gewicht der Pulpe) wiederholt, ergeben sich Abnahmen mit 0.2 Gewichtsprozent dieser Verunreinigungen.

b) Bei Wiederholung des Beispiels2 mit !Gewichtsprozent (an Stelle von etwa 3 "/0) Kunststoff, Polymer-, Klebstoff-, Gummi- und/oder Asphaltverunreinigungen (bezogen auf das Gewicht der Pulpe) ergeben sich Abnahmen mit 0.25 Gewichtsprozent dieser Verunreinigungen.

c) Bei Wiederholung von b) mit nur 0.001 Gewichtsprozent (an Stelle von 0,01 ¹Vo) TCXD ergeben sich Abnahmen mit 0,4 Gewichtsprozent der bezeichneten Verunreinigungen.

Beispiel 5

Bei Wiederholung des Beispiels 4 ohne jegliches Beschwerungsmittc] wie das hier verwendete TCXD ergeben sich Abnahmen mit 0,9 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht der Pulpe) der festgestellten Verunreinigung.

Beispiel 6

Man füge zu dem ursprünglichen 6 "oigen Schlamm mit einem Gehalt von 3 Gewichtsprozent der bezeichneten Verunreinigungen 0,05 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gesamtgewicht des Schlamms) Polychlordiphenyl als Beschwerungsmit- und für eine Aufspaltung des Schlamms in 80VoIu- 5° tel hinzu. Nach dem Wirbelsichten enthalten die Abmenprozent abgezogen von dem oberen Auslaß und nahmen 1,5 Gewichtsprozent (bezogen auf das GePulpe) der Kunststoff-. Polymer-, Kleb

45

Im Anschluß an
wird der Schlamm
wöhnlichen 76 mm
Einlaßdruck

einem

20 Volumenprozent Abscheidungen aus der unteren Öffnung eingerichtet ist. Unter diesen Bedingungen ergibt sich eine auf das Trockengewicht bezogene Aufteilung des Schlamms von 95¹V0 Abnahmen zu 5 ⁰Zo Ausscheidungen.

wicht der Pulpe) der Kunststoff-, Polymer-, stoff-, Gummi- und/oder Asphaltverunreinigungen.

Beispiel 7 Bei Wiederholung von Beispiel 6 mit den gleichei

Beispiel

Vor dem Erhitzen füge man zu dem 6°/Oigen

Schlamm 0,05 Gewichtsprozent (bezogen auf das Ge- 60 (bezogen auf das Gewicht der Pulpe) der festgestel samtgewicht des Schlamms) Tetrachloro-o-xylol- ten Verunreinigungen,
dichlorid (TCXD) als Beschwerungsmittel. Nach dem
Wirbelsichten enthalten die Abnahmen 1,0 Gewichtsprozent Kunststoff-, Polymer-, Klebstoff-, Gummi-

g n Beispiel 6 mit g Gewichtsprozenten Orthodichlorobenzol (indem mai Polychloi diphenyl als Beschwerungsmittel ersetzi ergeben sich Abnahmen mit lJGewichtsprozer

und/oder Asphaltverunreinigungen.

Ohne Einsatz jeglicher Beschwerungsadditivs wie TCXD beträgt die Menge an Kunststoff-, Polymer-Klebstoff-. Gummi- und/oder Asphaltverunreini-

Beispiel 8

Bei Wiederholung von Beispiel 6 mit den gleiche Gewichtsprozenten Monochlorbenzol (indem man P( lychlordiphenyl als Beschwerungsmitte! erset/.t) erg ben sich Abnahmen mit 1,8 Gewichtsprozent (bcz gen auf das Gewicht der Pulpe) der festgestellt!

15 16

Verunreinigung. Eine ähnliche Wirkung wird er- ren Beschwerungsmitteln, beispielsweise mit PoIy-

reicht, wenn 0,05 Gewichtsprozent para-Chloroben- chloridphenyl und ortho-Dichlorobenzol.

zonitril entsprechend als einziges Beschwerungsmittel Die Polyäthylen- und Polypropylenpartikeln wirken

verwendet wird. im wesentlichen wie die Verunreinigungen, auf die

beispiel9 ⁵'^m -^e'^sP^ 1 Bezug genommen ist.

Bei Wiederholung von Beispiel 6 mit dem gleichen Beispiel 12

Gewichtsprozentsatz Diphenyläther (als Ersatz für Po- Bei Wiederholung von Beispiel 6 mit 0,005 Ge-

lychlordiphenyl als Beschwerungsmittel) ergeben sich wichtsprozent (bezogen auf das Gewicht von

Abnahmen mit 2,2 Gewichtsprozent (bezogen auf das io Schlamm) Octadecyltrimethylammoniumchlorid und

Gewicht der Pulpe) der festgestellten Verunreinigun- mit 1 Gewichtsprozent (gleicher Bezug) reinem SiIi-

gen. Eine ähnliche Wirkung wird erreicht, wenn ciumoxidsand (Teilchengröße von 250 bis 1250 Mi-

0,05 Gewichtsprozent von 1,1,2,2-Tetrabromoäthan krön), der unmittelbar vor dem Wirbelsichter als

entsprechend als einziges Beschwerungsmittel ver- Kombinationsbeschwerungsmittel (als Ersatz für Po-

wendet wird. »5 lychlordiphenyl) zugesetzt wird, ergeben sich Abnah-

B ei spiel 10 ^men ™* 1.2 Gewichtsprozent (bezogen auf das Ge-

^v wicht der Pulpe) Kunststoff-, Polymer-, Klebstoff-,

Bei Wiederholung des Beispiels 6 mit den gleichen Gummi- und/oder Asphaltverunreinigungen.
Gewichtsprozenten von C₂₄H₂₉CU₁ (als Ersatz für Po- . .
lychlordiphenyl als Beschwerungsmittel) ergeben sich ao Beispielli
Abnahmen mit 1,4 Gewichtsprozent (bezogen auf das Bei Wiederholung von Beispiel 12 mit 0,0001 GeGewicht der Pulpe) der festgestellten Verunreinigun- wichtsprozent (an Stelle von 0,005 Gewichtsprozent) gen. Octadecyltrimethylammoniumchlorid ergeben sich

In den Beispielen 1 bis 10 sind die Kunststoff-, Po- Abnahmen mit 2 Gewichtsprozent (bezogen auf das

lymer-, Klebstoff-, Gummi- und/oder Asphaltverun- as Gewicht der Pulpe) der festgestellten Verunreinigun-

reinigungen der gleichen Art und Verteilung, wie sie gen.

gewöhnlich in typischen zurückgewonnenen entfaser- Beispiel 14
ten Papiermassen gefunden werden.

..J₁ Bei Wiederholung von Beispiel 12 mit 0,1 (an

B e ι s ρ ι e I 11 _{30 Stel)e von 0>}005) Gewichtsprozent (bezogen auf das

Man wähle ein zu entfärbendes Papier aus, das Schlammgewicht) Octadecyltrimethylammoniumchlokeine der Kunststoff-, Polymer-, Klebstoff-, Gummi- rid und mit 0,1 (an Stelle von 1) Gewichtsprozent und/oder Asphaltverunreinigungen außer Harzen (gleicher Bezug) von reinem Siliciumoxidsand (Teilenthält, die gewöhnlich in Drucktinte enthalten sind. chendurchmesser von 44 bis 125 Mikron) ergeben Man stelle davon eine zurückgewonnene entfaserte 35 sich Abnahmen mit 1,1 Gewichtsprozent (bezogen Papiermasse mit etwa 6 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht der Pulpe) der angeführten Verunauf das Gesamtgewicht des wäßrigen Schlamms) reinigungen.
nicht verunreinigter Faserpulpe her. Man trenne und Beispiel 15
schneide Polyäthylen- und Polypropylenplättchen,

um Teilchen herzustellen mit einer Oberflächengröße 40 Wenn man 0,00001 Gewichtsprozent Benzyltrimevon einem Quadratmillimeter oder weniger. Man thylammoniumnitrat und 0,1 Gewichtsprozent von setze diese Stücke der entfaserten Papiermasse in reinem Siliciumoxidsand (Teilchendurchmesser von einer Menge von 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das 250 bis 600 Mikron) verdünnter (6 Gewichtsprozent Gewicht der Pulpe, zu. Bei Wiederholung des Bei- Schlamm) Masse unmittelbar vor derem Durchgang spiels 1 mit der sich ergebenden verunreinigten Pulpe 45 durch einen gewöhnlichen 76 mm Wirbelsichter hinan Stelle derjenigen, die im Beispiel 1 verwendet zufügt, ergeben sich Pulpeabnahmen mit 2,1 Gewurde, ergeben sich Abnahmen mit 1,1 Gewichtspro- wichtsprozent (bezogen auf das Gewicht der Pulpe) zent (bezogen auf das Gewicht der Pulpe) der festge- der festgestellten Verunreinigungen,
stellten vorhandenen Verunreinigungen. Wenn man _ . · 1 ιλ
einen identischen Pulpeschlamm in der gleichen 50 Beispie

Weise, aber ohne das Beschwerungsmittel (TCXD) Bei Wiederholung des Beispiels 15 mit 0,001 Gebehandelt, ergeben sirh Abnahmen mit 2,7 Gewichts- wichtsprozent meta-Chlorobenzyltrimethylammoniprozent (bezogen auf das Gewicht der Pulpe) der be- umbromid (als Ersatz für 0,00001 Gewichtsprozent sagten Verunreinigungen. Benzyltrimethylammoniumnitrat) und mit 0,1 Ge-

Darüber hinaus ist Pulpe, die mit TCXD behan- 55 wichtsprozent reinem Siliciumoxidsand mit einem delt ist, wie in der beschriebenen Anfangsbehandlung mittleren Teilchendurchmesser von 44 bis 600 Miim Beispiel 11, heller als die nicht so behandelte. krön (als Ersatz für den Siliciumoxidsand vom Bei-Eine mikroskopische Untersuchung von Polyäthylen- spiel 15) ergeben sich Pulpeabnahmen mit 1,3 Ge- und Polypropylenpartikeln, die TCXD-behandelter wichtsprozent (bezogen auf das Gewicht der Pulpe) Masse entnommen waren, ließen erkennen, daß sie 60 der festgestellten Verunreinigungen. Ähnliche Ergebmit feinen Flecken aus Tinte- bzw. Farbstoffteilchen nisse erhöh man durch Ersatz des meta-Chloroüberzogen waren, während Polyäthylen- und Poly- benzyltrimethylammoniumbromids durch den gleipropylenteilchen, die einem sonst identischen chen Prozentsatz Dibenzyldiäthylchlorid.
Schlamm entnommen waren, der der gleichen Be- Die Erfindung und ihre Vorteile gehen klar aus handlung in Abwesenheit eines Beschwerungsmittels 65 der vorangegangenen Beschreibung hervor. Die vorunterzogen war, selten mit Farbstoffpartikeln be- stehend beschriebenen Verfahrensweisen dienen Iefleckt waren. Ähnliche Wirkungen wie sie für TCXD diglich als bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfestgestellt werden konnten, ergaben sich mit ande- findung.

cno /eil /1 ία

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Entfärben und zum Entfernen von Verunreinigungen aus wäßrigem Schlamm wiedergewonnener Papiermassen durch Wirbelsichtung in einem konischen Wirbelsichter mit einem langentialen Einlaß für das zu reinigende Gut, einem Austrag für die schwereren Verunreinigungen an der nach unten weisenden Konusspitze und einem axialen Austrag für die leichteren Verunreinigungen und den wäßrigen Papierschlamm am Oberteil des Wirbelsichters, dadurch gekennzeichnet, daß dem zu reinigenden Gut mindestens ein flüssiges und/ oder festes teilchenförmiges Additiv, das von den normalerweise den oberen Austrag verlassenden Verunreinigungen selektiv angezogen wird und die Eigenschaft hat, die Verunreinigungen schwerer zu machen, in solchen Mengen zugegeben wird, daß ein Teil dieser Verunreinigungen beschwert wird und aus der Konusspitze austritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verunreinigungen organischer Natur das Reinigungsgut mit festen Addilivon behandelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, d^ß als Additiv Siliziumdioxidsand verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verunreinigungen organischer Natur das Reinigungsgut mit einem Additiv aus einer organischen oleophilen Flüssigkeit behandelt wird.

5. Anwendung des Verfahrens zum Entfärben und zum Entfernen von Verunreinigungen aus wäßrigem Schlamm wiedergewonnener Papiermassen durch Wirbelsichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Reinigungsgut Verunreinigungen, die im wesentlichen aus Kunststoff-, Polymer-, Klebstoff-, Gummi- oder Asphaltmaterial bestehen, entfernt weiden.