DE2311674A1

DE2311674A1 - Verfahren zum regenerieren von altpapier

Info

Publication number: DE2311674A1
Application number: DE2311674A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr Berndt
Original assignee: Degussa GmbH; Deutsche Gold und Silber Scheideanstalt
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1973-03-09
Filing date: 1973-03-09
Publication date: 1974-09-12
Also published as: DK146163B; DE2311674B2; ATA195374A; NL173195B; AT343999B; DE2311674C3; NL7403160A; NL173195C; CH582273A5; GB1458056A; DK146163C

Description

DEUTSCHE GOLD-UND S ILdER-SGIDJ-TDEANSTALT VORMALS ROESSLER Prankfurt/Main, Weissfrauenstr, 9

Verfahren zum Regenerieren von Altpapier.

Zur Umwandlung von Altpapier in einen vollwertigen Papierrohstoff ist es notwendig, die Druckfarben zu beseitigen. Dazu sind verschiedene Verfahren bekannt. In den U.S.A. wird die •Druckfarbenentfernung durch Waschen vorgezogen, s.z.B. USPS 2 58o 161; in Europa hat sich hingegen die Reinigung des Altpapiers durch Flotation durchgesetzt. Die heute gebräuchlich. Arbeitsweise wii*d in der DTAS 1 517 172 beschrieben. Bei diesem, ganz allgemein als "De-inkings-Prozess" bekannten Verfahren wird das Altpapier chargenweise, bei gleichzeitiger Zugabe der Chemikalien aufgeschlagen und gelangt nach einer Quellbzw. Reaktionszeit von ca. 2 Stunden und einem anschliessenden Durchlaufen von Sortierungs- und Entstippungseinrichtungen in die eigentliche Flotation. In dieser werden die bei den vorangegangenen Behandlungsstufen von der Papierfaser abgelösten Druckfarben vom Papierstoff getrennt und als Schaum abgeschieden.

Der De-inkings-Prozess hat sich zwar in die Praxis eingeführt, doch kann der Pulper nur chargenweise arbeiten, und die Stoffdichte im Pulper und Bütte beträgt wegen der Chemikalieneinwirkung maximal 6 $.

Zweck der vorliegenden Anmeldung ist nun die Durchführung des an sich bekannten De-icing-Prozesses mit einer Bleiche bei hoher Stoffdichte, und zwar in den für den De-inking-Prozess vorhandenen Apparaturen.

Es wurde nun gefunden, dass sich Altpapier bei hoher Stoffdichte entfärben lässt, wenn das Altpapier nur als pumpfähiger Stoff im Pulper auf Stoffdichten von 1 bis 8 $» gegebenenfalls unter Zugabe des Komplexbildners aufgeschlagen, darauf jauf 12 bis 3° % entwässert und danach im Mischer mit den üblichen De-inking

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Chemikalien - gegebenenfalls mit Ausnahme des schon im Pulper zugesetzten Komplexbildners - vermischt, darauf'im Bleicaturm bei 12 bis 25 # Stoffdichte während 1 bis 3 Stunden bei 1o bis >o C gebleicht, auf 2 bis 6 $ Stoffdichte verdünnt, in bekannter Weise durch Dickstoff reiniger, Äusgleichsbiitte, Entstipper und Flotation bei üblicher Stoffdichte geführt wird, worauf der Fertigstoff auf 3 bis 3ο % eingedickt und das anfallende Wasser zu einem Teil in die Flotation und gegebenenfalls zum anderen Tgil in den Pulper zurückgeführt wird.

Die Stoffdichten im Pulper können vorzugsweise 2 bis k $, nach dem Eindicken 15 bis 25 $, die Bleichtemperaturen vorzugsweise 2o bis ko C und die Bleichdauer vorzugsweise 2 Stunden betragen.

Die Gefahr des Farbverschmierens ira Pulper wird sicher unterbunden, da das Aufschlagen des Altpapiers nur bis zur Pump— fähigkeit, d.h. noch bei Vorhandensein von Stoff etzc-nj durchgeführt' und jedes intensive Zerfasern vermieden wird. Das Aufschlagen kann in dieser Weise ohne Anwesenheit der gesamten De-inking-Chemikalien erfolgen. Nur der Komplexbildner kann gegebenenfalls zugesetzt werden.·

Als De-inking-Chemikalien werden die bekannten Stoffe eingesetzt.

So kommen als Komplexbildner Salze der Äthylendiaminotetraes&igsäure» vorallem das Natriumsalz/ infrage. Die Komplexbildner können fest, aber bevorzugt als handelsübliche 4o G$ige Lösungen zugesetzt werden, und zwar in Mengen von ο bis o,5» vorzugsweise o,2 bis o,3 G$ (^o G^ige Lösung), bezogen auf das Altpapiergewicht .

Bleichchemikalien sind Natriumperoxid bzw. Wasserstoffperoxid und Alkali (in äquivalenten Mengen).

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Auf Altpapier berechnet werden 1 bis 3 G$ Natriumperoxid, vorzugsweise 1,5 bis 2 G$ oder äquivalente Mengen Wasserstoffperoxid und Natronlauge, ο bis 6 G%, vorzugsweise 3 bis 5 G$ Wasserglas (handelsübliche Lösung 38 - ^o Be), o,o5 bis o,5 G#, vorzugsweise o,2 G$ Emulgator (Fettalkohol- oder Fettsäurepolyglykoläther) und ο bis 1,2 G$, vorzugsweise o,*l· bis o,9 G^ einer alipb.atiscb.en Carbonsäure der allgemeinen Formel

C H OH COOH verwendet. Die n-¥erte können zwischen 1o und 24, η πι χ

die m-Werte zwischen 21 und k^ und x-Wfcrte zwischen ο und h liegen, s. DTPS 1 5¹7 172, Emulgatoren wie Säuren werden als handelsübliche Lösungen eingesetzt. Die Perverbindungen und Wasserglas werden vorzugsweise gesondert"gemischt und dann gemeinsam dem Papierbrei zugeführt. Dabei werden die Perverbindungen berechnet als Natriumperoxid, in wässrigen Lösungen von 1 bis 5 G$ eingesetzt.

Die mit den Chemikalien eingeführten Vassermengen sind so gering, dass das Bleichen im Bleichttirm ohne Schwierigkeiten bei 12 bis 3o $> Stoff dichte durchgeführt wird. Das Verfahren lässt sich auch voll kontinuierlich betreiben, d.h. der Pulper kann auch kontinuierlich, arbeiten.

Die Erfindung wird anhand von Fig. 1 und einem Beispiel näher erläutert?

Das Altpapier A wird im Pulper 1 aufgeschlagen, durchläuft eine Zwischenbü te 2 und wird am Hocheindickungsfilter 3 auf 12 bis 3o $ Stoffdichte entwässert. Es wird dann mit der Schnecke h zum Mischer 5 befördert, dort mit den Prozess— chemikalien L vermengt und fällt aus diesem in einen Bleickturm 6, aus dem es nach 1 bis 3 Stunden Reaktionszeit, nach. Verdünnung auf 2 bis 6 <$> Stoff dichte, ausgetragen wird. Die Stoffsuspension durchläuft zunächst eine weitere Zerfaserungsstufe, den kontinuierlichen Pulper 7» und wird anschliessend in gleicher Weise weiter behandelt, wie es dei?

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Altpapierentfärbung, die heute üblich ist, entspricht. Sie durchläuft so Dickstoffreiniger S, Entstippfer 9 und schliesslich die Flotationszellen 1o,in denen die Abtrennung der Druckfarben erfolgt. Der Gutstoff der Flotation wird am Filter eingedickt und gelangt von dort zur Papierfabrik. Der in den Sekundärzellen 1o a der Flotation anfallende Schaum wird mit einer Zentrifuge 12 eingedickt. Das an den Filtern 3 und 11 und an der Zentrifuge 12 anfallende Wasser wird gesammelt als Rückwasser RW und für die Beschickung des Pulpers 1, die Verdünnung am Turmaustrag 6 und die Verdünnung vor der Flotation wieder verwendet.

Die Arbeitsbedingungen der einzelnen Verfahrensstufen werden wie folgt angegeben:

Das Aufschlagen im Pulper 1 erfolgt bei 1 - 8, vorzugsweise 2 bis k<$> Stoff dichte. Der Pulper kann kontinuierlich betrieben werden. Die Zex-faserung wira nur soweit betrieben, dass - wie schon gesagt - ein eben pumpfähiger Stoff entsteht. Jede weitergehende Energiezufuhr wird vermieden, da sie nur ein Aufschmieren der Druckfarbe auf die Papierfasern zur Folge hat und dadurch de:; Reinigungseffekt vermindert. Im Pulper wird ausschliesslich Rückwasser verwendet. Die Temperatur kann zwischen 1o und 5o°C, vorzugsweise bei 2o bis 4o°C, liegen. Zur Verbesserung der späteren Peroxidbleiche kann im Pulper - wie gesagt - ein handelsüblicher Komplexbildner D zudosiert werden.

Die Zwischenbütte 2 dient nur als Puffergefäss zwischen Pulper 1 und Hocheindickungsfilter 3.

Am Hocheindickungsfilter 3 wird die Stoffsuspension auf I2bis 3o $, vorzugsweise von 15 bis 25 %_t Stoffdichte gebracht. Geeignete Apparaturen sind Banddruckfilter oder Doppelsiebpresse. - ,

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Die Schnecke U fördert den Stoff zum Mischer. 5· Bereits in der Schnecke h werden die für den Prozess benötigten restlichen Chemikalien L zugesetzt, und zwar werden am besten die übrigen Chemikalien urLt der vorgemischten Lösung aus Perverbindungen und Wasserglas intensiv vermischt.z.B. durch ein Intfinsivrührwerk. Die gesamte Mischung wird dann dem Stoff in Mischer 5 zugesetzt. Als Mischer 5 kommen die in der -Papier- und Zellstoffindustrie bekannten Mischgeräte zum Einsatz, wie Zerteilerwalzen oder Dickstoffmischer. Eir~e zu intensive Knetwirkurig ist unex'wünscht und mindert den Entfärbungserfolg,

Der Bleichturm 6 wird in einer Ausführung verwendet, wie er z.B. von der Holzschliffbieiche bekannt ist.

Im kontinuierlich arbeitenden Zerfaserungsgerät, das dem Bleichturm nachgeschaltet ist, wird das Altpapier weiter zerfasert. liierfür ist ein normaler Pulper geeignet.

Die weitere Aufbereitung unterscheidet sich nicht vom konventionellen Verfahren. So erfolgt die Ebtation in gewohnter Weise bei o,R bis 1,5 $ Stoffdichte. Der Gutsstoff wird am Filter 11 soweit eingedickt, wie es die vorhandenen Mittel erlauben. Anzustreben ist auch hier die Installation eines Hocheindickungsfilters,mit dem Stoffdichten von 3o 4> erzielt werden können.

Damit wird es möglich, den Wasserkreislauf des De-inking-Systems weitgehend zu schliessen, was die Gefahr von Verschmutzungen in der Papierfabrik verringert. Auch bei vollständig geschlossener Führung des Wasserkreislaufes verlässt Wasser mit dem entfärbten Stoff das System. Aus diesem Grund muss Frischwasser Fw oder Betriebswasser der Papierfabrik

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zur Ergänzung zugeführt werden. Die Zugabe dieses Wassers erfolgt bevorzugt vor der Flotation 1o.

Beispiel:

In einem kontinuierlich arbeitenden Pulper werden pro Stunde ' 2ooo kg Altpapier (gleiche Zeitungen und Magazine) unter gleichzeitiger Zudosierung von h kg/h einer ^oG^igen handelsüblichen Lösung des Natriumsalzes der Diäthylentriaminopentaessigsäure auf 2 % Stoffdichte aufgeschlagen, auf ein Banddruckfilter gpLeitet und so auf 2o $ Stoffdichte eingedickt. Der dort anfallende Stoff gelangt in einen Dickstoffmxscher und wird mit einer Lösung vermischt, in der die übrigen Chemikalien in vorzugsweisen Konzentrationen enthalten sind. Pro Stunde fliessen dieser Maschine I000 1 Flüssigkeit zu, die ho kg Natrit.mperoxid, 60 kg Wasserglas (3P, bis 4o Be), k kg Fettalkoholpolyglykoläther und 1 ο kg Ölsäure enthalten, d.h. bezogen auf Altpapier, 2.% Natriumperoxid; J ^ Wasserglas, 0,2 5^ -Fettälkoholpolygylkoläther und o,5 $ Ölsäure.

Die Lösung wird kontinuierlich erzeugt, wobei mit Hilfe eines Sehnell:rührers eine gleichraässig Verseifung der Ölsäure bei gleichzeitiger Dispergierung der Natriumseife erreicht wird. .

Nach Vermischen mit den Chemikalien fällt der Altpapierstoff in einen Bleichturm, wie er für die Holzschliffbleiche ge— bräulich ist. Nach einer Reaktionszeit von 2 Stunden bei 18 $ Stoffdichte und 3o G wird der Stoff aus dem kontinuierlich arbeitenden Turm ausgetragen. Er durchläuft einen Dickstoffreinigei" zur Abscheidung von Heftklammern, einen Entstipper und gelangt in die Mischzelle der Flotation, in der eine Verdünnung auf 1 $ Stpffdichte erfolgt. In einer Reihe von 7 Flotationszellen, die hintereinander angeordnet sind, wird der Druckfarbenanteil mit dem Schaum entfernt.

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Der so gereinigte Stoff durchläuft noch eine Sortierungs— reinigung, bestehend aus einem mit Rundlöchern ausgerüsteten Vibrationssortierer und einem mit Schlitzen ausgestatteten. Drucksortierer. Er wird anschliessend auf 15 $ Stoffdichte eingedickt und nach erneutem Aufschlagen, in einem Rührge— fass kontinuierlich mit verdünnter Schwefelsäure neutralisiert-.

Das am Banddruckfilter anfallende Wasser wird sofort wieder zum Pulper zurückgeführt. Der Fehlbetrag an Wasser im Pulper wird durch Abwasser gedeckt, das am Filter nach der Flotation und Sortierung anfällt. Das gleiche Wasser dient zum Ausspitzen des Stoffes im Bleichturrn und zur Verdünnung in der Mischzelle der Flotation. Der an dieser Stelle auftretende Fehlbetrag wird durch Wasser ergänzt, das in der Papierfabrik anfällt.

Bei dieser Arbeitsweise wird ein Regeneratstoff erhalten, der einen Weissgehalt (Elrepho Filter 6) von 65 aufweist. Bei einer vergleichbaren Anfertigung nach dem herkömmlichen. Verfahren wird hingegen bei gleichen Chemikalieneinsatz ein Regeneratstoff erhalten, dessen -Weissgehalt nur 6o beträgt und der nicht die Reinheit des nach der erfindungsgemässen Verfahrensweise gewonnenen Materials erreicht.

Der technische Fortschritt des erfindungsgemässen Verfahrens liegt in der Möglichkeit bei hoher Stoffdichte das Altpapier in vorhandenen De-inking-Apparaturen zu bleichen, ohne dass ein Farbverschmierung auftritt. Gleichzeitig kann ein völlig geschlossener Wasserkreislauf vorliegen, d.h. die nicht benutzten De-inking-Chemikalien kehren in den Pulper zurück und brauchen nur ergänzt zu werden.

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Claims

• Pat en t a η s ρ r ü c h e

1.) Verfahren zum Regenenieimvon Altpapier dadurch gekennzeichnet, dass das Altpapier als gerade pumpfähiger Stoff im Pulper auf Stoffdichten von 1 bis 8 /6, gegebenenfalls unter Zugabe des Komplexbildners aufgeschlagen, darauf auf 12 bis 3o $> entwässert und danach im Mischer mit den üblichen De-inking-Chemilcalien - gegebenenfalls mit Ausnahme dos schon im Pulper zugesetzten Komplexbildners - vormischt, darauf im Bleichturm bei 12 bis 25 /o Stoffdichte während 1 bis 3 Stunden bei 1o bis 5o C gebleicht, auf 2 - 6 ^ Stoffdichte "verdünnt, in bekannter· Weise durch Dickstoffreiniger, Ausgleichsbütte, Entstipper • und Flotation bei üblicher Stoffdichte geführt wird, worauf der !"ertigstoff auf 3 bis 3a $ eingedickt und das anfallende Wasser zu einem Teil in die Flotation und gegebenenfalls zum anderen Teil in den Pulper zurück» geführt wird.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dacHireh gekennzeichnet, dass das Altpapier im pulper auf Stoffdichten von 2 bis 4 % aufgeschlagen und die Bleiche bei Stoff dichten von 15 bis 25 ^cß> durchgeführt wird.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeiclmet, dass das nach der Flotation anfallende Wasser als Beschickung für den Pulper, zum Verdünnen des Gtitsstoff nach dem Bleichen sowäo als Flotationsverdünnungsifasser dient.

Frankfurt/Main, den 7.3-73
Dr.Schae-Spi

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