DE2535553A1

DE2535553A1 - Verfahren und vorrichtung fuer die extraktion von farbe aus abfallpapier

Info

Publication number: DE2535553A1
Application number: DE19752535553
Authority: DE
Inventors: Sumio Izumi; Nobuto Nishijima; Kozo Saitoh
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1974-08-09
Filing date: 1975-08-08
Publication date: 1976-02-19
Also published as: FR2281456A1; FR2281456B3

Description

PATENTANWÄLTE A. GRUNECKER

DlPL-ING

H. KINKELDEY

W. STOCKMAIR

DR-ING. ■ AeElCALTECH)

K. SCHUMANN

. DR BER NAT - DIPL-FMVS

P. H. JAKOB

DIPL-ING

G. BEZOLD

DR HER NST ■ OPL-CHEM.

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DR RER OEC ING.

LINDAU

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

8. Aug. 1975 P 9522

MITSUI MINING & SMELTING CO., LTD.

No. 1-1, Nihonbashi Muromachi 2-Chome, Chuo-Ku, Tokyo, Japan

Verfahren und Vorrichtung für die Extraktion von Farbe aus

Abfallpapier

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um Farbe bzw. Druckfarbe, die in Abfallpapier enthalten ist, herauszuschwemmen und abzutrennen und insbesondere ein Verfahren, um hydrophobe Farbe, die in Abfallpapier enthalten ist, herauszuschwemmen und abzutrennen. In der vorliegenden Anmeldung wird unter Farbe auch jegliche Art von Druckfarbe und Drukkerschwärze verstanden.

Man hat in der Vergangenheit die hydrophobe Farbe, die in Zeitungspapierabfällen oder in ähnlichen Materialien enthalten

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ist, mit einem Flo ti erverfahren entfernt, bei dem das Abfallpapier aufgeweicht bzw. mazeriert wird und in einem Trennungsbehälter Blasen erzeugt werden, um die Farbe, die in dem Abfallpapier enthalten ist, herauszuschwemmen und abzutrennen. Bei diesen bekannten Verfahren ist es schwierig, das Mazerierverfahren und das Flotierverfahren nacheinander durchzuführen und die Behandlungskapazität ist begrenzt. Diese Verfahren besitzen weiterhin den Nachteil, daß die Konzentration an Feststoffen in dem Quellungsbehälter nicht erhöht werden kann und daß lange Zeiträume erforderlich sind, um die Druckfarbe herauszuschwemmen und außerdem muß eine Anzahl von Flotierbehältern verwendet werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, gemäß dem hydrophobe Farbe aus Abfallpapier wirksam extrahiert werden kann. Das Verfahren soll weiterhin einfach durchzuführen sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt ebenfalls die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.

Es wurde gefunden, daß bei der Flotation und Abtrennung einer hydrophoben Farbe aus Abfallpapier die Farbe wirksam und leicht gemäß einem einfachen Verfahren extrahiert werden kann, wenn man die mazerierte Pulpe in einen Flotierbehälter einleitet, nachdem man Gasblasen in der Pulpe dispergiert hat. Wenn die Blasen in der Pulpe während der Mazerierung des Abfallpapiers vorhanden sind, konzentriert sich die hydrophobe Farbe, die in der flüssigen Phase dispergiert ist, an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche. Durch das Einleiten dieser Blasen in den Behälter wird die Druckfarbe sofort herausgeschwemmt, bedingt durch den Auftrieb der Blasen.

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Es wurde weiterhin gefunden, daß beim Flotieren und Abtrennen einer hydrophoben Farbe aus Abfallpapier eine große Menge an Abfallpapier kontinuierlich gemäß einem sehr einfachen Verfahren behandelt werden kann, indem man die mazerierte Pulpe in das Flotiergefäß einleitet, nachdem man Gasblasen in der Pulpe dispergiert hat. Da die Gasblasen im voraus in der mazerierten Pulpe dispergiert werden, ist eine Vorrichtung, um die Blasen zu erzeugen, unter Verwendung von rotierenden Flügeln bzw. Schaufeln in dem FIotierbehälter nicht erforderlich. Wenn die Pulpe in eineneinfachen Behälter eingefüllt wird, konzentriert sich die hydrophobe Druckfarbe an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche und wird auf die Flüssigkeitsoberfläche geschwemmt, bedingt durch den Auftrieb der Blasen. Es wurde zusätzlich gefunden, daß es geeignet ist, die Pulpe durch ein Rohrleitungsende bzw. Röhren ende herauszuspritzen und Luft aus der Nachbarschaft des Rohrendes einzuziehen.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren, um hydrophobe Farbe aus Abfallpapier zu extrahieren. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird Abfallpapier in einem wäßrigen flüssigen Medium unter Bildung einer Pulpe mazeriert bzw. aufgeweicht und gleichzeitig werden Gasblasen in der Pulpe dispergiert, beispielsweise unter Verwendung einer Rotationspumpe, wodurch sich die Farbe an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche konzentrieren kann und wodurch die Farbe bedingt durch den Auftrieb der Blasen flotiert wird. Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Abfallpapier in einem wäßrigen flüssigen Medium unter Bildung einer Pulpe mazeriert, dann werden in der mazerierten Pulpe Blasen dispergiert, die mazerierte Pulpe wird mit den darin dispergierten Gasblasen in einen Behälter gegeben, dessen oberer Teil offen ist, und schließlich wird die Farbe auf der Oberfläche des wäßrigen

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flüssigen Mediums flotiert und aus dem Behälter entfernt.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung, um Farbe aus Abfallpapier zu extrahieren, die einen Mazerierbehälter, eine Pumpe und eine Rohrleitung, um die mazerierte Pulpe herauszuspritzen, einen Behälter, um die herausgespritzte Pulpe aufzunehmen und eine Einrichtung, um den Schaum, der die Farbe enthält, zu entfernen, enthält.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, um hydrophobe Farbe aus Abfallpapier zu extrahieren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Abfallpapier in einem wäßrigen flüssigen Medium unter Bildung einer Pulpe mazeriert, Gasblasen in der Pulpe während des Mazerierens des Abfallpapiers dispergiert, wodurch sich die Farbe an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche konzentriert und auf die Oberfläche des wäßrigen flüssigen Mediums bedingt durch den Auftrieb der Gasblasen geschwemmt wird.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren, um hydrophobe Farbe aus Abfallpapier zu extrahieren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Abfallpapier in einem wäßrigen flüssigen Medium unter Bildung einer mazerierten Pulpe mazeriert, Gasblasen in der mazerierten Pulpe dispergiert, die mazerierte Pulpe mit den Gasblasen darin dispergiert, ixi ein Gefäß einleitet, dessen oberer Teil offen ist, wobei die Gasblasen auf der Oberfläche des flüssigen Mediums flotieren, und man die Gasblasen, die die Druckfarbe konzentriert daran enthalten und auf der Flüssigkeitsoberfläche in dem Behälter flotieren, aus dem Behälter entfernt.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, um hydrophobe Farbe aus Abfallpapier zu extrahieren, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie enthält: eine Einrichtung, um das Abfallpapier mit einem flüssigen Medium unter Bildung

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einer mazerierten Pulpe zu mazerieren, eine Rohrleitung mit einem offenen Ende und mit einer oder vielen kleinen Öffnungen um die Peripherie der Rohrleitung in der Nachbarschaft des offenen Endes der Rohrleitung, wobei die Rohrleitung so angepaßt ist, daß man die mazerierte Pulpe von dem offenen Ende der Pulpe herausspritzen und Gasblasen in der Pulpe dispergieren kann, ein Behälter, dessen oberer Teil offen ist, um die Pulpe, die von dem Ende der Rohrleitung herausgespritzt wird, aufzunehmen und damit sich Farbschaum auf der Oberfläche des flüssigen Mediums, das in den Behälter eingespritzt wurde, bilden kann und eine Einrichtung, um den Farbschaum aus dem Behälter zu entfernen.

In der vorliegenden Anmeldung wird der Ausdruck "Pulpe" synonym mit Brei, weiche Masse und Papierbrei verwendet und der Ausdruck "mazerieren" wird synonym mit aufweichen, aufquellen, auslaugen und quellen verwendet.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird somit ein Verfahren geschaffen, um hydrophobe Farbe aus Abfallpapier zu extrahieren, bei dem das Abfallpapier in einem wäßrigen flüssigen Medium unter Bildung einer Pulpe mazeriert wird und bei dem gleichzeitig Gasblasen in der Pulpe während der Mazerierung des Abfallpapiers dispergiert werden, wodurch die Farbe sich an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche konzentrieren kann, wobei die Farbe bedingt durch den Auftrieb der Gasblasen flotiert wird.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren geschaffen, um hydrophobe Farbe aus Abfallpapier zu extrahieren, bei dem das Abfallpapier in einem wäßrigen flüssigen Medium unter Bildung einer mazerierten Pulpe mazeriert wird, Gasblasen in der mazerierten Pulpe dispergiert werden, die mazerierte Pulpe mit den darin

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enthaltenen dispergierten Gasblasen in einen Behälter eingeführt wird, dessen oberer Teil offen ist, und bei dem der Farbschaum, der auf der Flüssigkeitsoberfläche in dem Behälter flotiert, entfernt wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, um hydrophobe Farbe aus Abfallpapier zu extrahieren, die enthält: eine Einrichtung,um das Abfallpapier zu mazerieren, eine Rohrleitung mit einem offenen Ende und einer Vielzahl von kleinen Öffnungen um die Peripherie des Rohrs in der Nachbarschaft des offenen Endes der Rohrleitung, wobei die Rohrleitung so angepaßt ist, daß die mazerierte Pulpe aus dem offenen Ende der Rohrleitung herausgespritzt werden kann, ein Behälter, dessen oberer Teil offen ist, um die mazerierte Pulpe, die aus der Rohrleitung herausgespritzt wird, aufzunehmen, und eine Einrichtung, um die Farbe aus dem Behälter zu entnehmen.

Das wäßrige flüssige Medium, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, kann beispielsweise Wasser und/oder Salzwasser sein. Geeignete Beispiele von Salzwasser sind Seewasser, Salzlösung, Wasser, das Salzmutterlauge bzw. Bitterlauge enthält, wie auch wäßrige Lösungen, die Halogenide wie NaCl, MgCIp und MgBr₂ usw., Sulfate wie MgSO-, CaSO^, KpSO. und Na₂SO- usw. und Bicarbonate wie Ca(HCO^)₂ und NaHCO^ usw. enthalten. V/asser wird im allgemeinen als wäßriges flüssiges Medium verwendet.

Bei dem bekannten Flotationsverfahren für die Abtrennung von Farbe aus Abfallpapier ist es Praxis, das Abfallpapier in Wasser zu mazerieren, die gebildete mazerierte Pulpe (die im folgenden einfacher als "Pulpe" bezeichnet wird) in einen Flotier-Trenn-Behälter zu überführen und Blasen in dem Behälter zu erzeugen, wodurch sich die Farbe an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche der Blasen konzentriert

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und wodurch die Blasen und Farbe als Farbschaum auf der Oberfläche flotieren. In anderen Worten umfaßt das bekannte Verfahren eine Mazerierungsstufe und eine FIotier-Trenn-Stufe. Um das Abfallpapier zu mazerieren, wird eine Mazeriervorrichtung bzw. Stoffmühle bzw. Einweichbütte, die mit Hochgeschwindigkeitsrotationsflügeln bzw. -blättern ausgerüstet ist, üblicherweise verwendet und in den FIotier-Trenn-Behälter wird Luft durch mechanisches Rühren der Rotationsflügel eingezogen. Die Luft wird gegen eine stationäre Platte geleitet und als Blasen in dem wäßrigen flüssigen Medium dispergiert. Da das Abfallpapier mit hoher Geschwindigkeit in dem Wasser bei dem bekannten Mazerierverfahren gerührt wird, werden im allgemeinen Mazerierbehälter mit Rotationsflügeln verwendet.

Andererseits werden entsprechend der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform die Blasen in der Pulpe v/ährend des Mazerierens des Abfallpapiers gebildet -and daher ist eine Mazeriervorrichtung der Rotationspumpenart bevorzugt. Bei einem Beispiel einer solchen Pumpe ist eine Transversalpumpe direkt mit einem Motor auf solche Weise verbunden, daß die Pumpe das wäßrige flüssige Medium und das Abfallpapier aus axialer Richtung anzieht und sie aufwärts ausströmen läßt. Ein rotierendes Schneidpumpenflügelrad und festgemachte Flügel sind innerhalb des Gehäuses angebracht und während das Abfallpapier durch kleine Spalte zwischen ihnen durchgeht, wird die Farbe von den Papierfasern getrennt. Die mazerierte Pulpe wird durch ein zweites Pumpenflügelrad, das an der gleichen Rotationsachse befestigt ist, durch das Ausströmen unter Druck gesetzt. Wenn eine solche Pumpe, die mit Schneidvorrichtungen ausgerüstet ist, gleichzeitig Abfallpapier, wäßriges flüssiges Medium und Luft einzieht, wird das Abfallpapier mazeriert. Eine geeignete Pulpenkonzentration in dem wäßrigen flüssigen Medium liegt im Bereich von unge-

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fähr 1 bis 4 Gew.-%. Gleichzeitig mit den oben beschriebenen Vorgängen wird die Luft fein durch die zwei Pumpenflügelräder verteilt, die mit hoher Geschwindigkeit rotieren und in Form kleiner Blasen in der Pulpe dispergiert. Wenn auf diese Weise innerhalb des Gehäuses gleichzeitig heftig gerührt und vermischt wird, dispergiert sich die Farbe in der flüssigen Phase, konzentriert sich, nachdem sie sich von den Papierfasern getrennt hat, an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche, da die Farbe hydrophob ist. Leitet man die Pulpe, die von der Ausströmungsseite der ■ Pumpe herausfließt, in einen Flotierbehälter, so flotiert die Farbe, die an der Oberfläche der Blasen haftet, sofort auf die Oberfläche des wäßrigen flüssigen Mediums als Farbschaum. Der Farbschaum wird dann aus dem Tank entnommen und entfernt.

Da die Mazerierung des Abfallpapiers und die Dispersion der Blasen gleichzeitig bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform durchgeführt werden, ist eine Vorrichtung für die Erzeugung von Blasen in dem Flotierbehälter nicht erforderlich. Der Flotierbehälter kann ein einfacher Behälter sein und die verwendete Vorrichtung kann somit stark vereinfacht werden. Wenn das Ausströmungsrohr der Pumpe abwärts gedreht wird und unter dem Ausströmungsrohr der Pumpe ein Behälter vorgesehen wird, fließt die Pulpe, die die dispergierten Bläschen enthält, in den Behälter und die Farbe, die sich bereits an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche angesammelt hat, wird sofort bedingt durch den Auftrieb der Gasblasen herausgeschwemmt. Die Pulpe in dem Behälter wird kontinuierlich zu der Einlaßöffnung der Pumpe zurückgeführt und die Mazerierung und Dispersion der Gasblasen wird wiederholt.

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Bei dem bekannten Verfahren wird die Mazerierung während ungefähr 1 Stunde durchgeführt, obgleich die Zeit variiert abhängig von dem Material, das behandelt wird, und dann wird anschließend eine Flotierstufe durchgeführt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren trennt sich ein Teil der Druckfarbe von dem Papier innerhalb weniger Minuten nach dem Beginn der Zufuhr des Materials und der Luft in die Mazerierpumpe. Die Farbe flotiert, während sie an den Gasblasen haftet. Dementsprechend werden die Mazerierung und die Dispersion der Gasblasen gleichzeitig erreicht und das Flotieren der Farbe hört fast auf, wenn die Trennung der Farbe von den Papierfasern beendigt ist. Die Farbe kann so wirksam innerhalb kurzer Zeitperioden mit einem einfachen Verfahren extrahiert werden. Da bei der vorliegenden Erfindung nicht langer eine Vorrichtung für die Erzeugung der Blasen erforderlich ist, die in dem bekannten Flotier-Trenn-Behälter verwendet wird, kann die Vorrichtung, die man für die Durchführung dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens benötigt, stark vereinfacht werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Abfallpapier in einem bekannten Mazerierbehälter mazeriert und Gasblasen werden in der mazerierten Pulpe, wie im folgenden beschrieben, dispergiert, dadurch kann sich die hydrophobe Farbe in der mazerierten Pulpe an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche konzentrieren. Die mazerierte Pulpe wird anschließend durch Einspritzen der Pulpe in einen Behälter eingeleitet, dessen oberer Teil geöffnet ist und dabei steigen die Blasen in dem flüssigen Medium, an denen die Farbe haftet, innerhalb des Behälters allmählich an. Daher kann der Farbschaum von den Papierfasern mit guter Wirksamkeit abgetrennt werden. Da die Pulpe mit den Gasblasen darin dispergiert in den Trennbehälter eingeleitet wird, ist es nicht langer erforderlich, eine mechanische Rührvorrich-

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tung zu verwenden. Es treten daher keine Schwierigkeiten auf, selbst wenn sich die Viskosität der Pulpe erhöht und dadurch kann die Konzentration der Pulpe erhöht werden. Mit anderen Worten kann die Behandlungskapazität der Vorrichtung gesteigert werden.

Um die mazerierte Pulpe in die Gasatmosphäre aus dem offenen Rohrende herauszuspritzen, ist die Verwendung einer Mazeriervorrichtung der Rotationspumpenart, wie oben in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben,-in dem oben beschriebenen Mazeriertank bevorzugt, da dadurch die Mazerierung und das Ausspritzen mit gleichzeitiger Einverleibung von Gasblasen gleichzeitig durchgeführt werden können.

Alternativ kann das Abfallpapier, das als Ausgangsmaterial verwendet wird, unter Verwendung des oben beschriebenen Mazerierbehälters mazeriert werden und dann kann die Pulpe in einen Trennbehälter durch eine Pumpe eingespritzt werden. Eine geeignete Pulpenkonzentration im wäßrigen flüssigen Medium liegt im Bereich von ungefähr 1 bis 4 Gew.-%.

Eine oder mehrere kleine Öffnungen sind an der Peripherie des offenen Endes des Rohrs bzw. der Rohrleitung vorgesehen und Luft wird in die Pulpe eingezogen, bedingt durch den Druckunterschied, der zu dem Zeitpunkt auftritt, wenn die mazerierte Pulpe von dem offenen Ende der Rohrleitung herausgespritzt wird. In der Peripherie des Endes des Rohrs bzw. der Rohrleitung ist eine einzige kleine Öffnung oder ist eine Vielzahl von kleinen Öffnungen vorgesehen, um die Luft einzuziehen. Wenn in jeder der kleinen Öffnungen ein kleines Rohr vorgesehen ist, und ein Ende des kleinen Rohrs in Kontakt mit der Pulpe, die herausgespritzt werden soll, ist, verläuft das Einziehen und die Dispersion der Luft

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in der Pulpe mit besserer Leistung. Eine geeignete Ausspritzgeschwindigkeit kann im Bereich von ungefähr 300 bis 350 m/min liegen. Zu dem Zeitpunkt, wenn die Luft in die ausgespritzte Pulpe eingezogen wird, wird die Luft in Form kleiner Blasen dispergiert und die Farbe, die in der flüssigen Phase vorhanden ist, konzentriert sich als Folge der Trennung von den Papierfasern in der Mazerierstufe an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche, da die Farbe hydrophob ist. Wenn die herausgespritzte Pulpe in einen Behälter eingeleitet wird, flotiert die Farbe, die an der Oberfläche der ' kleinen Blasen haftet, unmittelbar auf die Flüssigkeitsoberfläche, bedingt durch den Auftrieb der Gasblasen und die Farbe kann aus dem Behälter entfernt werden.

Ein Beispiel für einen Aufnahmebehälter für die herausgespritzte Pulpe ist ein rechteckiger Behälter mit einer Länge, die ungefähr das 1,5- bis 2,0-fache der Breite beträgt und mit einer Tiefe, die im wesentlichen der Breite entspricht. Der obere Teil des Behälters ist geöffnet. Die Pulpe wird in den Bereich des Behälters eingespritzt, der sich an einer Stelle in der Länge entfernt vom Zentrum befindet und der Strom kann auf die Bodenoberfläche des Behälters aufprallen bzw. damit kollidieren und dadurch wird der Jetstrom unterbrochen. In dem restlichen Bereich bzw. Raum des Behälters kann die Farbe flotieren. Das obige Beschickungsverfahren für die Pulpe ist bevorzugt,da eine heftige Strömung der Pulpe innerhalb des Kessels eine verminderte Leistung bei dem Aufsteigen der Gasblasen ergibt und somit die Farbe weniger flotiert.

Die Vorrichtung, die als v/eitere erfindungsgemäße Ausführungsform geschaffen wird, um die oben beschriebene zweite erfindungsgemäße Ausführungsform durchzuführen, enthält grundsätzlich eine Einrichtung, um das Abfallpapier in einem wäßrigen flüssigen Medium unter Bildung einer mazerierten Pulpe zu mazerieren, wie einen Mazerierbehälter (Stoffmühle),

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eine Pumpe und ein Rohr bzw. eine Rohrleitung, um die mazerierte Pulpe herauszuspritzen, einen Behälter, um die herausgespritzte Pulpe aufzunehmen und eine Einrichtung, um den gebildeten Farbschaum zu entfernen. Eine Einrichtung, um mechanisch Gasblasen zu bilden, ist bei der vorliegenden Erfindung nicht langer erforderlich, und die Vorrichtung kann stark vereinfacht werden. Als Folge wird das Verfahren vereinfacht und die Durchführung bzw. der Betrieb ist leicht.

Die Trennung der Farbe von den Papierfasern wird bei den verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter begünstigt, wenn man ein alkalisches Mittel wie Natriumsilicat, Natriummetasilicat, Natriumhydroxid, Kaliuahydroxid, Natriumcarbonat usw. und/oder ein oberflächenaktives Mittel und ähnliche Mittel verwendet, von denen bekannt ist, daß sie bei den bekannten Verfahren nützlich sind. Geeignete Beispiele von oberflächenaktiven Mitteln sind anionische oberflächenaktive Mittel wie Natriumdodecylbenzolsulfonat, kationische oberflächenaktive Mittel wie Trioxyäthylenlauryläther und nichtionische oberflächenaktive Mittel wie Laurylaminacetat. Eine synergistische Wirkung wird erreicht, wenn das alkalische Mittel und das oberflächenaktive Mittel in Kombination verwendet werden, d. h. daß sogenannte Zweitypmittel eingesetzt werden.

Das Flotieren der Druckfarbe wird weiter unter Verwendung bekannter Flotiermittel begünstigt wie einer Fettsäure oder einem ihrer Salze, einem Amin, KiefernÖl oder Kerosin. Geeignete Beispiele von Fettsäuren oder deren Salze, die verwendet werden können, sind Ölsäure, Stearinsäure, PaI-mitinsäure u. ä. und die Alkalimetallsalze davon; im allgemeinen werden Ölsäure oder Natriumoleat verwendet. Ge-

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eignete Beispiele von Aminen, die verwendet werden können, umfassen Octylamin, Distearylamin, Dimethylamin u. ä. Das Flotiermittel wird üblicherweise in einer Menge von ungefähr 200 g bis 2 kg pro Tonne, bezogen auf die Ausgangsmaterialien, verwendet. Ein Bleichmittel kann ebenfalls zugegeben werden, um die Qualität der Fasern zu erhöhen. Geeignete Beispiele von Bleichmitteln, die verwendet werden können, sind Oxidationsbleichmittel und Reduktionsbleichmittel, im allgemeinen wird eine 30 %-ige Wasserstoffperoxidlösung verwendet. Das Bleichmittel kann, entweder während der Mazerierungsstufe oder nach Beendigung der Flotierung zugegeben werden.

Bei dem bekannten Verfahren wird die Mazerierung in einem Mazerierbehälter durchgeführt, während die Konzentration an Feststoff bei ungefähr 4 % gehalten wird ι .d das Flotieren und die Abtrennung der Farbe werden durchgeführt, indem man die Konzentration auf ungefähr 1 % vermindert. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Farbe flotiert werden, selbst wenn die Feststoffkonzentration ungefähr 4 % beträgt.

Bei dem bekannten Farbenflotierbehälter der mechanischen Rührart beträgt die Konzentration an Feststoffen ungefähr 0,8 %. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Pulpe mit einer Feststoffkonzentration von ungefähr 1,6 % als Beschickungsmaterial verwendet werden. Bei allen erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann eine große Materialmenge in einer Vorrichtung mit kleinerer Größe behandelt werden.

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Das erfindungsgemäße Verfahren kann entweder in einer Stufe oder in einer Vielzahl von Stufen durchgeführt werden und ein bekannter Flotier-Trenn-Behälter kann ebenfalls kombiniert mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, nachdem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wurde. In diesem Fall kann ebenfalls ein bekannter Flotier-Trenn-Behälter verwendet werden, nachdem die Hauptmenge der Farbe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entfernt wurde. Die Anzahl der Trennbehälter kann somit auf die Hälfte bis zu einem Drittel der Anzahl vermindert werden, die man bei bekannten Verfahren benötigt.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Pulpe in dem Behälter kontinuierlich zu der Flotierstufe zurückgeführt werden, indem man den Behälter mit der Einziehöffnung der Pumpe verbindet, so daß die Pulpe erneut herausgespritzt werden kann, um die Farbe zu flotieren.

Bei der vorliegenden Erfindung werden die Verfahrensparameter in Abhängigkeit von der Kapazität der Vorrichtung und insbesondere der verwendeten Pumpe variiert. Die Zeit, die für die Mazerierung erforderlich ist, variiert abhängig von der verwendeten Temperatur. Je höher die Temperatur ist, umso kürzer ist die erforderliche Zeit. Im allgemeinen wird das erfindungsgemäße Verfahren bei Zimmertemperatur (beispielsweise ungefähr 20 - 30⁰C) durchgeführt, in diesem Fall liegt die Zeit, die für. die Mazerierung erforderlich ist, im Bereich von ungefähr 30 min bis 1 Std. Natürlich ist der Temperaturbereich nicht auf den oben angegebenen Bereich beschränkt und eine Temperatur von bis zu ungefähr 70 bis 8O⁰C kann verwendet werden. Eine erhöhte Temperatur ergibt eine Verkürzung des Verfahrens, aber im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit ist ein Erwärmen nicht bevorzugt.

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Die Zeit, die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlich ist, wird natürlich von den Behandlungsvorgängen und der verwendeten Vorrichtung abhängen. Ein geeigneter Zeifbereich beträgt von ungefähr 15 bis 30 Minuten bei einer Pulpenkonzentration von 1,6 Gew.-Jo.

Bei der ersten oben beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Blasen dispergiert, während das Abfallpapier in einem wäßrigen flüssigen Medium mazeriert wird, und gleichzeitig kann sich die Farbe an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche konzentrieren. Das Verfahren ist, verglichen mit einem bekannten Verfahren, bei dem getrennte Mazerier- und Flotierstufen durchgeführt werden, einfach und kann kontinuierlich durchgeführt werden. Dies ergibt eine wesentliche Steigerung in der Arbeitsleistung und die erforderliche mechanische Vorrichtung kann vereinfacht werden. Selbst wenn diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem bekannten Verfahren kombiniert wird, kann die Flotierzeit stark verkürzt werden und dadurch kann die Größe der Vorrichtung wesentlich verkleinert werden.

Bei der zweiten oben beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Abfallpapier mazeriert und in den Behälter vom offenen Ende einer Rohrleitung herausgespritzt, nachdem man Luft in die Pulpe eingezogen hat, wodurch sich die Farbe an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche konzentrieren kann. Die Vorrichtung und das Verfahren werden somit vereinfacht, verglichen mit dem bekannten mechanischen Flotierverfahren der Rührart, und die Durchführung des Verfahrens ist sehr leicht. Da die Feststoffkonzentration der Pulpe auf ungefähr das Doppelte, verglichen mit dem bekannten Verfahren, erhöht

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werden kann, kann eine Vorrichtung mit kleinerer Größe verwendet werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie zu beschränken. Sofern nicht anders angegeben, sind alle , Teile, Prozente und Verhältnisangaben durch das Gewicht ausgedrückt.

Beispiel 1

Eine Transversalpumpenmazeriervorrichtung mit Schneidpumpenflügelrädern und einem Extrusionspumpenflügelrad direkt verbunden mit einem Motor wurde direkt mit einem Wasserbehälter verbunden. Der Wasserbehälter hatte eine rechteckige Form und enthielt 100 1 Wasser. Der Boden des Wasserbehälters wurde mit dem Einlaß der Pumpe durch eine Rohrleitung verbunden und der obige Wasserbehälter wurde gerade unter die Ausströmungsöffnung der Pumpe gestellt. 5 kg Abfall von Hochqualitätspapier, das mit Vielfarben bedruckt war und unter Verwendung eines Tiefdruckverfahrens bedruckt worden war, werden in den Wasserbehälter gegeben und die Wasser-Papier-Mischung wird in einer Geschwindigkeit von 200 l/min in die Mazeriervorrichtung eingearbeitet, wobei das Pumpenflügelrad mit 1450 Umdrehungen pro Minute läuft. Die Mazerierung des Papiers und die Dispersion der Gasblasen mit einer Größe von ungefähr 1 bis 5 mm erfolgten gleichzeitig bei ungefähr Zimmertemperatur (d. h. 20 - 30°C) in der Pumpe. Luft wurde in einer Geschwindigkeit von 10 l/min eingearbeitet. Nachdem die mazerierte Pulpe von dem Wasserbehälter aufgenommen war, konzentrierte sich die Farbe an der Wasseroberfläche. Die entstehende Farbe wurde aus dem Gefäß im Verlauf von 35 Minuten entnommen. Als Folge erhöhte sich der Hunter-Weißgrad der Ausgangspulpe von dem ursprünglichen Wert von 54 auf 66.

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Werden bei dem obigen Verfahren 20 kg Natriumhydroxid, 20 kg Wasserglas (Natriumsilikat) und 1 kg Kerosin zu jeder Tonne Ausgangsaaterial zu dem Zeitpunkt gegeben, wenn das Ausgangsmaterial eingeführt wird, so wird das Flotieren der Farbe begünstigt und in 20 Minuten erhöht sich der Hunter-Weißgrad der gewonnenen Fasern auf 70. Die Pulpe wird dann in ein übliches Flotiergefäß gegeben, so daß die Farbe während 5 Minuten flotieren kann. Als Folge erhöht sich der Hunter-Weißgrad der Fasern auf 75 und die Farbe wird mit gutem Nutzungsgrad extrahiert.

Zum Vergleich wird das gleiche Material, wie es bei dem obigen Verfahren verwendet wurde, unter Verwendung bekannter Mazerier- und Flotierbehälter behandelt. Die Mazerierung erfolgt, während die Konzentration des Feststoffs bei 4 % gehalten wird, und die gleichen Chemikalien werden zugegeben. Man stellt fest, daß 30 Minuten für die Mazerierung und 20 Minuten für das Farbflotieren (d. h. eine Gesamtzeit von 50 Minuten) erforderlich sind, um den Hunter-Weißgrad der wiedergewonnenen Fasern auf 75 zu erhöhen.

Beispiel 2

Ein mit Vielfarben bedrucktes Abfallpapier, das nach einem Tiefdruckverfahren bedruckt wurde, wird in Wasser mazeriert, wobei man die Feststoff konzentration bei 4 % hält. Die mazerierte Pulpe mit einer Feststoffkonzentration von 1,6 % wird durch eine Rotationspumpe geleitet, um die Pulpe (200 l/min) zu transportieren und dann in einen Behälter in einer Geschwindigkeit von 1 wr/min aus einem nach abwärts gerichteten Ausströmungsrohr mit einem Durchmesser von 65 mm gespritzt. 16 kleine Öffnungen je mit einem Durchmesser von 5 mm befinden sich an der Peripherie der Rohrleitung am Ende des Rohres, um Luft in die Pulpe in einer Menge von

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ungefähr 10 l/min und mit einer Blasengröße von ungefähr 1 bis 5 mm zu ziehen. Ein Behälter mit einer Kapazität von 200 1 befindet sich unter dem Ausströmungsrohr. Der Boden des Behälters ist mit der Einziehöffnung der Transportpumpe durch ein Rohr verbunden. Wenn die ausgespritzte Pulpe in dem *^essel aufgenommen ist, flotieren die Gasblasen mit der Farbe daran haftend und sammeln sich an der Wasseroberfläche. Der Farbschaum wird aus dem Gefäß im Verlauf von 30 min entnommen.

Der Hunter-Weißgrad der Ausgangspulpe beträgt 55 und die wiedergewonnenen Fasern besitzen einen Hunter-Weißgrad von 67.

Werden 20 kg Natriumhydroxid, 20 kg Wasserglas (Natriumsilikat) und 800 g Kerosin als Flotiennittel'pro Tonne Ausgangsabfallpapier zu dem Abfallpapier zum Zeitpunkt der Mazerierung zugegeben, so wird das Flotieren der Farbe weiter begünstigt und in 17 Minuten erhöht sich der Hunter-Weißgrad der wiedergewonnenen Fasern auf 71.

Zum Vergleich wird die mazerierte Pulpe, die man bei den gleichen Bedingungen erhält, wie wenn man Natriumhydroxid, Wasserglas und Kerosin verwendet, in einen bekannten Flotierbehälter der Art mit mechanischer Rührung gegeben, und die Farbenflotierung wird durchgeführt, während die Feststoffkonzentration der Pulpe 0,8 % beträgt. Man stellt fest, daß eine Zeit von 34 Minuten für das Flotieren der Farbe erforderlich ist, um den Hunter-Weißgrad der isolierten Fasern auf 71 zu erhöhen.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Extrahieren von hydrophober Farbe aus Abfallpapier, dadurch gekennzeichnet daß man Abfallpapier in einem wäßrigen flüssigen Medium unter Bildung einer Pulpe mazeriert, Gasblasen in der Pulpe während des Mazerierens des Abfallpapiers dispergiert, wodurch sich die Farbe an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche konzentriert und durch den Auftrieb der Gasblasen zur Oberfläche des wäßrigen flüssigen Mediums aufschwimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß eine Rotationspumpe verwendet wird, um das Abfallpapier zu mazerieren und gleichzeitig Luftblasen zu erzeugen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Abtrennung der Farbe gefördert wird, indem man einen Trennungsaktivator, z.B. eine alkalische Verbindung, wie Natriumsilikat, Natriummetasilikat, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und/oder Natriumcarbonat und/oder wie ein oberflächenaktives Mittel verwendet .
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das FIotieren der Farbe unter Verwendung eines Flotiermittels wie einer Fettsäure oder einem Salz davon, einem Amin, Kiefernöl und/oder Kerosin verstärkt wird.

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5. Verfahren zum Extrahieren von hydrophober Farbe aus Abfallpapier, dadurch gekennz eichnet, daß man Abfallpapier in einem wäßrigen flüssigen Medium unter Bildung einer mazerierten Pulpe mazeriert, Gasblasen in der mazerierten Pulpe dispergiert, die mazerierte Pulpe mit den Gasblasen darin dispergiert, in ein Gefäß einleitet, dessen oberer Teil offen ist, und die Gasblasen, die die Druckfarbe konzentriert enthalten, und auf der Flüssigkeitsoberfläche in den Behälter schwimmen, aus dem Behälter entfernt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, d,aß bei dem Mazerieren des Abfallpapiers zusätzlich ein Trennaktivator, z.B.eine alkalische Verbindung, wie Natriumsilikat, Natriummetasilikat, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und/oder Natriumcarbonat und/ oder ein oberflächenaktives Mittel verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Flotieren der Gasblasen unter Verwendung eines FIotiermitteis wie einer Fettsäure, einem Salz davon, einem Amin, Kiefernöl und/oder Kerosin aktiviert wird.

⁸· Vorrichtung zum Extrahieren von hydrophober Farbe aus! Abfallpapierjdadurch gekennzeichnet , daß sie enthält: eine Einrichtung, um das Abfallpapier mit einem flüssigen Medium unter Bildung einer mazerierten Pulpe zu mazerieren, eine Rohrleitung mit einem offenen Ende und mit einer oder vielen kleinen Öffnungen um die Peripherie der Rohrleitung in der Nachbarschaft des offenen Endes der Rohrleitung, wobei die Rohrleitung so angepaßt ist, daß man die

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mazerierte Pulpe aus dem offenen Ende der Rohrleitung herausspritzen und Gasblasen in der Pulpe dispergieren kann, ein Behälter, dessen oberer Teil offen ist, so daß die Pulpe, die aus dem Ende der Rohrleitung herausgespritzt wird, aufgenommen werden kann, und sich der Farbschaum auf der Oberfläche des flüssigen Mediums, das in den Behälter eingespritzt wurde, bilden kann, und eine Einrichtung, um den Farbschaum aus dem Behälter zu entfernen.

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