DE2311674B2

DE2311674B2 - Verfahren zum regenerieren von altpapier

Info

Publication number: DE2311674B2
Application number: DE19732311674
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr. 6000 Frankfurt Berndt
Original assignee: Deutsche Gold und Silber Scheideanstalt
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1973-03-09
Filing date: 1973-03-09
Publication date: 1977-05-18
Also published as: NL7403160A; ATA195374A; DE2311674C3; DK146163C; AT343999B; NL173195C; NL173195B; DE2311674A1; DK146163B; GB1458056A; CH582273A5

Description

Zur Umwandlung von Altpapier in einen vollwertigen Papierrohstoff ist es notwendig, die Druckfarben zu beseitigen. Dazu sind verschiedene Verfahren bekannt In den USA wird die Druckfarbenentfernung durch Waschen vorgezogen, z. B. US-PS 25 80 161; in Europa hat sich hingegen die Reinigung des Altpapiers durch Flotation durchgesetzt Die heute gebräuchliche Arbeitsweise wird in der DT-AS 15 17 172 beschrieben. Bei diesem, ganz allgemein als »De-inking-Prozess« bekannten Verfahren wird das Altpapier chargenweise, bei gleichzeitiger Zugabe der Chemikalien zerrissen und gelangt nach einer Quell- bzw. Reaktionszeit von etwa 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-inking-Prozes- ^s ses mit einem extra zwischengeschalteten Bleichschritt bei hoher Stoffdichte, und zwar in den für den De-inking-Prozeß vorhandenen Apparaturen.

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Es wurde nun gefunden, daß sich Altpapier bei hoher Stoffdichte entfärben läßt, wenn das Altpapier nun zu einem pumpfahigen Stoff im Pulper auf Stoffdichten von 1 bis 8 %, gegebenenfalls unter Zugabe des Komplexbildner zerrissen, darauf auf 12 bis 30 % entwässert und danach im Mischer mit den üblichen De-inking-Chemikalien — gegebenenfalls mit Ausnahme des schon im Pulper zugesetzten Komplexbildners — vermischt, darauf im Bleichturm bei 12 bis 25 % Stoffdichte während 1 bis 3 Stunden bei 10 bis 50° C gebleicht, auf 2 bis 6 % Stoffdichte verdünnt, in bekannter Weise durch Dickstoffreiniger, Ausgleichsbütte, Entstipper und Flotation bei üblicher Stoffdichte, geführt, worauf der Fertigstoff auf eine gewünschte Stoffdichte, beispielsweise auf 3 bis 30 Gew.-%, eingedickt wird und wobei die bei den Eindickungsvorgängen anfallenden chemikalienhaltigen Lösungen bzw. Abwasser zu einem Teil in die Flotation und gegebenenfalls zum anderen Teil in den Pulper zurückgeführt werdea

Die Stoffdichten im Pulper können vorzugsweise 2 bis 4 %. nach dem Eindicken 15 bis 25 %, die Bleichtemperaturen vorzugsweise 20 bis 40° C und die Bleichdauer vorzugsweise 2 Stunden betragen.

Die Gefahr des Farbverschmierens im Pulper wird sicher Uiiterbunden, da das Zerreissen des Altpapiers nur bis zur Pumpfähigkeit d. h. noch bei Vorhandensein von Stoffetzea durchgeführt und jedes intensive Zerfasern vermieden wird. Das Zerreissen 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 Äthylendiaminotetraessigsäure, vor allem das Natriumsalz, in Frage. Die Komplexbildner können fest aber bevorzugt als handelsübliche 40 %ige Lösungen zugesetzt werden, und zwar in Mengen von 0 bis 0,5 vorzugsweise 0,2 bis 03 Gew.-% (40 Gew.-%ige Lösung), bezogen auf das Altpapiergewicht

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

Auf Altpapier berechnet werden 3 bis 3 Gew.-% Natriumperoxid, vorzugsweise 1.5 bis 2 Gew.-% oder äquivalente Mengen Wasserstoffperoxid und Natronlauge, 0 bis 6 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 5 Gew.-% Wasserglas (handelsübliche Lösung 38 bis 40° Be), 0,05 bis 0.5 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 Gew.-% Emulgator (Fettalkohol- oder Fettsäurepolyglykoläther) und 0 bis 1.2 Gew.%. vorzugsweise 0,4 bis 0,9 Gew.-%, einer aliphatischen Carbonsäure der allgemeinen Formel CH_mOH,COOH verwendet Die η-Werte können zwischen 10 und 24, die m-Werte zwischen 21 und 49 und x-Werte zwischen 0 und 4 liegen. Siehe DT-PS 15 17 172. 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 Gew.-% eingesetzt

Die mit den Chemikalien eingeführten Wassermengen sind so gering, daß das Bleichen im Bleichturm ohne Schwierigkeiten bei 12 bis 30% Stoffdichte durchgeführt wird. Das Verfahren läßt sich auch voll kontinuierlich betreiben, d.h. der Pulper kann auch kontinuierlich arbeiten.

Die Erfindung wird anhand der Figur und einem

Beispiel näher erläutert:

Das Altpapier A wird im Pulper 1 zerrissen, durchläuft eine Zwischenbütte 2 und wird am HocheindickungsFilter 3 auf 12 bis 30 % Stoffdkhte entwässert Es wird dann mit der Schnecke 4 zum Mischer 5 befördert, dort mit den ProzeBchemikalien L vermengt und fällt aus diesem in einen Bleichturm 6, aus dem es nach 1 bis 3 Stunden Reaktionszeit, nach Verdünnung auf 2 bis ^ % Stoffdichte, ausgetragen wird Die Stoffsuspension durchläuft zunächst eine weitere Zerfaserstufe, den kontinuierlichen Pulper 7, und wird anschließend in gleicher Weise weiter behandelt, wie es der Altpapierentfärbung, die heute üblich ist, entspricht Sie durchläuft so Dickstoffreiniger 8, Entstipper 9 und schließlich die Flotationszellen 10, m denen die Abtrennung der Druckfarben erfolgt Der Gutstoff der Flotation wird am Filter 11 eingedickt und gelangt von dort zur Papierfabrik. Der in den Sekundärzellen 10a 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 ÄWund für die Beschickung des Pulpers I, die Verdünnung am Turmaustrag 6 und die Verdünnung von der Rotation 10 wieder verwendet.

Die Arbeitsbedingungen der einzelnen Verfahrensstufen werden wie folgt angegeben:

Das Zerreissen im Pulper 1 erfolgt bei 1 bis 8, vorzugsweise 2 bis 4% Stoffdichte. Der Pulper Lann kontinuierlich betrieben werden. Die Zerfaserung wird 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 den Reinigungseffekt vermindert. Im Pulper wird ausschließlich Rückwasser verwendet. Die Temperatur kann zwischen 10 und 50° C, vorzugsweise bei 20 bis 40° C, liegen. Zur Verbesserung dei späteren Peroxidbieiche 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 12 bis 30 %, vorzugsweise von 15 bis 25 %, Stoffdichte gebracht Geeignete Apparaturen sind 4s Banddruckfilter oder Doppelsiebpresse.

Die Schnecke 4 fördert den Stoff zum Mischer 5. Bereits in der Schnecke 4 werden die für den Prozeß benötigten restlichen Chemikalien L zugesetzt und zwar werden am besten die übrigen Chemikalien rr.it der vorgemischten Lösung aus Perverbindungen und Wasserglas intensiv vermischt 2- B. durch ein Intensivrührwerk. 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. Eine zu intensive Knetwirkung ist unerwünscht und mindert den Entfärbungserfolg.

Der Bleichturm 6 wurde in einer Ausführung verwendet, wie er z. B. von der Holzschliffbleiche Ko bekannt ist

Im kontinuierlich arbeitenden Zerfaserungsgerät, das dem Bleichturm nachgeschaltet ist, wird das Altpapier weiter zerfasert. Hierfür ist ein normaler Pulper geeignet. <>*

Die weitere Aufbereitung unterscheidet sich nicht vom konventionellen Verfahren. So erfolgt die Flotation in (Tpwohnter Weise bei 0,8 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 30 % 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 zur Ergänzung zugeführt werden. Die Zugabe dieses Wassers erfolgt bevorzugt von der Flotation 10.

Beispiel

In einem kontinuierlich arbeitenden Pulper werden pro Stunde 2000 kg Altpapier (gleiche Teile Zeitungen und Magazine) unter gleichzeitiger Zudosierung von 4 kg/h einer 40 Gew.-%igen handelsüblichen Lösung des Natriumsalzes dei Diäthylentriaminopentaessigsäure auf 2 % Stoffdichte zerrissen, auf ein Banddruckfilter geleitet und so auf 20 % Stoffdichte eingedickt Der dort anfallende Stoff gelangt in einen Dickstoffmischer und wird mit einer Lösung vermischt, in der die übrigen Chemikalien in vorzugsweisen Konzentrationen enthalten sind Pro Stunde fließen dieser Maschine 10001 Flüssigkeit zu, die 40 kg Natriumperoxid, 60 kg Wasserglas (38 bis 40° Be), 4 kg Fettalkoholpolyglykoläther und 10 kg Ölsäure enthalten, d. h. bezogen auf Altpapier, 2 % Natriumperoxid. 3 % Wasserglas, 0.2 % Fettalkoholpolyglykoläther und 0.5 % ölsäure.

Die Lösung wird kontinuierlich erzeugt wobei mit Hilfe eines Schnellrührers eine gleichmäßige 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 gebräuchlich ist. Nach einer Reaktionszeit von 2 Stunden bei 18 % Stoffdichte und 30° C wird der Stoff aus dem kontinuierlich arbeitenden Turm ausgetragen. Er durchläuft einen Dickstoffreiniger zur Abscheidung von Heftklammern, einen Entstipper und gelangt in die Mischzelle der Flotation, in der eine Verdünnung auf 1 % Stoffdichte erfolgt. In einer Reihe von 7 Flotationszellen, die hintereinander angeordnet sind, wird der Druckfarbenanteil mit dem Schaum entfernt.

Der so gereinigte Stoff durchläuft noch eine Sortierungsreinigung, bestehend aus einem mit Rundlöchern ausgerüsteten Vibrationssortierer und einen mit Schlitzen ausgestatteten Drucksortierer. Er wird anschließend auf 15% Stoffdichte eingedickt und nach erneutem Zerreißen in einem Rührgefäß kontinuierlich mit verdünnter Schwefelsäure neutralisiert.

Das am Banddruckfilter anfallende Wasser wird sofort wieder zum Pulper uirückgeführt. Der Fehlbetrag an Wasser im Pulper wird durch Abwasser gedeckt, das am Filter nach der Flotation und Sortierung anfällt. Das gleiche Wasser dient zum Ausspritzen des Stoffes im Bleichturm 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 gleichem Chemikaheneinsatz ein Regeneratstoff erhal-

ten, dessen Weißgehalt nur 60 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 eine 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 23

1. Verfahren aim Regenerieren von Altpapier unter Einwirkung von Bleich- und komplexbOdenden Chemikalien, anschießender Flotation und Rückfuh- s rung der Flotationsabwasser, dadurch gekennzeichnet, daS das Altpapier nur zu einem gerade pumpfähigen Stoff im Pulper auf Stoffdichten von 1 bis 8 %, gegebenenfalls unter Zugabe des Komplexbildners zerrissen, darauf auf 12 bis 30 % entwässert und danach in einem Mischer mit den üblichen De-inking-Chemikalien — gegebenenfalls mit Ausnahme des schon im Pulper zugesetzten Komplexbildners — vermischt, darauf in einem Bleichturm bei 12 bis 25% Stoffdichte während Ibis 3 Stunden bei 10 bis 50° C gebleicht, auf 2 bis 6 % Stoffdichte verdünnt, in bekannter Weise durch Dickstoffreiniger, Ausgleichsbütte. Entstipper und Flotation bei üblicher Stoffdichte geführt wird, worauf der Fertigstoff auf eine gewünschte Stoffdichte eingedickt wird und wobei die bei den Eindickungsvorgängen anfallenden chemikalienhaltigen Lösungen bzw. Abwasser zu einem Teil in die Flotation und gegebenenfalls zum anderen Teil m den Pulper zurückgeführt werdea

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Altpapier im Pulper zerrissen und auf Stoffdichten von 2 bis 4 % eingestellt und die Bleiche bei Stoffdichten von 15 bis 25% durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nach der Flotation anfallenden Lösungen bzw. Abwässer als Beschickung für den Pulper, zum Verdünnen des Gutsstoffs nach dem Bleichen sowie als Flotationsverdünnungswasser dienen.