DE2117017C3 - Verfahren zum Entfärben und zum Entfernen von Verunreinigungen aus wässrigem Schlamm wiedergewonnener Papiermassen - Google Patents
Verfahren zum Entfärben und zum Entfernen von Verunreinigungen aus wässrigem Schlamm wiedergewonnener PapiermassenInfo
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Description
45
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
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- C24H2nCl21,
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.
Polyäthylen, ausgefällt mittels Sili/.iumoxidsand
(Gewichtsangaben in Gramm)
(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
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
bung und in den Ansprüchen gebrauchte Ausdruck
»wiedergewonnene« oder »zurückgewonnene Papiermasse« bezieht sich auf ein sekundäres Fasermatcrial
vor der Reinigung und/oder Entfärbung. Sekundäre
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
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.
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.
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.
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
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
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-
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-
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
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.
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,
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
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.
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 (5)
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.
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---|---|---|---|
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