DE2628343A1

DE2628343A1 - Verfahren zur aufbereitung von altpapier

Info

Publication number: DE2628343A1
Application number: DE19762628343
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Morizane
Original assignee: SHINHAMA PUMP
Current assignee: SHINHAMA PUMP
Priority date: 1975-06-24
Filing date: 1976-06-24
Publication date: 1977-01-13
Also published as: DE2628343C3; DE2628343B2; JPS5347406B2; JPS521102A; FR2317415A1

Description

Anmelderin: Shinhama Pump Seisakusho Co., Ltd.

Kawanoe-shi, Ehime-prefecture JAPAN

Verfahren zur Aufbereitung von Altpapier

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Altpapier für den Rücklauf in die Papierherstellung unter besonderer Berücksichtigung der Entfernung von Farbstoffen bzw. Pigmenten.

Zum Zwecke der Entfärbung von Altpapier wird das Altpapier bislang in einem Autoklaven einer Dampfbehandlung bei hoher Konzentration, erhöhten Temperaturen sowie erhöhtem Druck unterworfen und anschließend auf einem Schüttboden abgelagert. Der so erzeugte Faserstoffbrei hoher Konzentration wird sodann durch Besprühen des Haufwerkes einer Wäsche unterworfen und damit einhergehend auf eine geringere Konzen-

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tration gebracht. Der anfallende verdünnte Brei wird anschließend in einem Breiapparat bzw. einem Mischer einer intensiven Behandlung unterworfen und sodann in eine Waschanlage überführt, in der Farbstoffe.bzw. die Farbstoffbestandteile wie Pigmente, zusammen mit der Ablauge ausgewaschen werden. Der gewachene Brei wird dann noch einer Bleichung unterzogen und anschließend der Weiterverarbeitung zugeführt.

Der bekannte Entfärbungsprozeß erweist sich in mehrfacher Hinsicht als nachteilig. So kommt es bei der Behandlung des Altpapiers im Autoklaven zu einer Überbeanspruchung des Faserstoffes, teilweise zur vollständigen Zerkleinerung der Fasern, woraus einerseits eine Minderung der Reißfestigkeit des aus dem rückgewonnenen Faserstoffbrei hergestellten Papiers resultiert und andererseits eine relativ geringe Ausbeute an wieder einsetzbarem Faserstoff, da die zerschlagenen bzw. aufgelösten Faserstoffanteile sich nicht weiterverarbeiten/.lassen. Dieser in Form von Schlamm anfallende Faserstoffanteil belastet vielmehr zusammen mit der Ablauge die Abwasserseite. Der erzielbare Weißgrad läßt auf Grund unvollständiger Entfernung von Farbstoffen bzw. Pigmenten

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ebenfalls zu wünschen übrig.

Um die im vorausgehenden umrissenen Nachteile zu vermeiden, ist auch schon ein sog. Satzprozeß entwickelt worden, bei dem von einem Paserstoffbrei niedriger Konzentration ausgegangen wird. Auf diese Weise kann zwar die Reißfestigkeit des aus dem rückgewonnenen Brei hergestellten Papiers verbessert werden, nicht hingegen der Weißgrad des Papiers. Im Paserstoffbrei verbleibende Farbstoff- bzw. Pigmentreste lagern sich auch auf den Sieben der Papiermaschine ab und beeinträchtigen ihre Punktion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufbereitung von Altpapier zu entwickeln, das die aufgezeigten Nachteile vermeidet, insbesondere eine hohe Ausbeute und einen verbesserten Weißgrad des aus dem rückgewonnenen Paserstoff brei erzeugten Papiers sicherstellt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zur Aufbereitung von Altpapier für den Rücklauf in die Papierherstellung unter besonderer Berücksichtigung der Entfernung von Farbstoffen bzw. Pigmenten gelöst, das dadurch gekennzeichnet

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ist, daß das Altpapier mit einer zur Entfärbung geeigneten warmen Ghemikalienlösung zu einem Faserstoffbrei geringer Konzentration angerührt wird, der anschließend durch Lösungs mittelentzug eingedickte Brei in einen Alterungsturm überführt und in dem Turm unter Atmosphärendruck in der Wärme ge lagert wird, und die in Lösung gegangenen Farbstoffe bzw. Pigmente anschließend aus dem aus dem Turn entnommenen gealterten Brei herausgewaschen werden. Diese Verfahrensweise führt zu einem Papier mit wünschenswert hohem Weißgrad. Die Reißfestigkeit des Papiers ist gut. Auch die Ausbeute ist sehr gutj damit einher geht die Verminderung des Schlammanteils und somit eine Verminderung der Belastung der Abwasser seite.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeigt zwar gewisse Parallelen zu dem beschriebenen Satzprozeß, was die niedrige Ausgangskonzentration des Faserstoffbreis und den Verzicht auf eine Dampfbehandlung bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck betrifft, unterscheidet sich davon aber grundlegend darin, daß der Brei einem Alterungsprozeß durch Lagerung über einen längeren Zeitraum bei erhöhter Temperatur unter Zusatz von

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geeigneten Chemikalien unterworfen wird, wodurch die Bestandteile von Farben, wie Pigmente und andere Komponenten, vollständig gelöst werden, so daß sie in einem anschließenden Waschprozeß vollständig entfernbar sind. Um es zu wiederholen bzw. zu verdeutlichen, charakteristisch für das erfindungsgemäße Verfahren ist der Alterungsprozeß, in dem der aufkonzentrierte Paserstoffbrei, der nach einer An- und Durchmischung bei niedriger Konzentration durch Lösungsmittelentzug eingedickt wurde, einer Wärmebehandlung über einen längeren Zeitraum unterworfen wird.

Vorzugsweise wird das Verfahren kontinuierlich gehandhabt, wobei der eingedickte Brei kontinuierlich über Kopf in den Alterungsturm eingetragen und der gealterte Brei kontinuierlich im Bodenbereich des Alterungsturms abgezogen wird.

Als besonders geeignet haben sich eine Breikonzentration in dem Alterungsturm von 10 bis 20# erwiesen, Atmosphärendruck, eine Verweilzeit des Breis in dem Alterungsturm von 10 bis 30 Stunden und eine Behandlungstemperatür von 45 bis 8o C

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Wird, wie das in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, das bei der Eindickung des in den Alterungsturm einzutragenden Breis anfallende rückgewonnene Lösungsmittel im Kreislauf wieder eingesetzt, vermindert sich einerseits der Lösungsmittel- bzw. Chemikalienverbrauch und andererseits weitergehend die Belastung der Abwasserseite. Auch der Wärmehaushalt gestaltet sich dabei günstiger, da die im rückgewonnenen Lösungsmittel noch enthaltene Wärme nicht verlorengeht.

An Hand der Zeichnungen und der in Verbindung mit der Zeichnungsbeschreibung angeführten Ausführungsbeispiele ist die Erfindung weitergehend erläutert. Es zeigen:

Figur 1 das Fließschema eines bekannten Prozesses,

Figur 2 das Fließschema eines Prozesses nach der Erfindung,

Figur 5 einen Querschnitt durch einen Behälter zum Anmischen der chemischen Lösung,

Figur H- einen Querschnitt durch den Alterungsturm.

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Ein typisches Beispiel für den gebräuchlichen Entfärbungsprozeß ist in Figur 1 dargestellt. Dabei wird Altpapier in einem Autoklaven 1 einer Dampfbehandlung bei hoher Konzentration und erhöhter Temperatur sowie erhöhtem Druck unterworfen. Der anfallende Faserstoffbrei - die Pulpe - wird auf einem Schüttboden 2 abgelagert. Das Haufwerk 5 der so erzeugten Pulpe hoher Konzentration wird durch Beaufschlagung mit Wasser einer Wäsche unterworfen und die Pulpe damit einhergehend auf eine geringere Konzentration gebracht. Die anfallende verdünnte Pulpe wird sodann in einem Mischer 4 einer intensiven Durchmischung unterworfen und danach in die Waschanlage 5 überführt, in der die Farbbestandteile zusammen mit der Ablauge ausgewaschen werden. Da die gewaschene Pulpe immer noch einen gelben bzw. braunen Farbton aufweist, wird sie anschließend in einem .Dampfstrahlmischer 6 mit einer BleichlSsung versetzt und erhitzt, woraus eine Bleichung während der anschließenden Verweilzeit in einer Bleichsäule 7 resultiert. Anschließend wird die gebleichte Pulpe einer weiteren Waschanlage 8 zugeführt, in der das Bleichmittel herausgespült wird und von der aus die Pulpe der Weiterverarbeitung zugeführt wird.

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In Figur 2 sind mit l^f Vorratsbehälter für in den Behälter 1 zum Anmischen der chemischen Lösung einzusetzende Chemikalien bezeichnet. Mit 4 ist ein Mischer bezeichnet, in den einerseits die erwärmte wässrige Chemikalienlösung aus dem Behälter 1 eingespeist wird und in den andererseits Altpapier P mit Hilfe eines Förderbandes 3 kontinuierlich eingetragen wird und in dem das Altpapier bei geringer Konzentration einer Umwälzbehandlung unterworfen wird.

Zur Erwärmung der Chemikalienlösung im Behälter 1 dient eine Heizung 2, die ggf. auch durch Einleitung von Dampf in den Behälter 1 ersetzt werden kann (Pos. 24 in Figur 3).

Mit 31, J2 und 23 sind in Figur 3 Zuleitungen für die Chemikalienlösung und Wasser sowie eine Entlüftung bezeichnet, mit 22 eine Rücklaufleitungo

Die in dem Mischer 4 behandelte, mit der Chemikalienlösung versetzte und auf Temperatur gebrachte Pulpe wird aus dem Mischer 4 mit Hilfe einer Pumpe 5 in einen Eindicker 6 überführt, in dem der Pulpe Flüssigkeit entzogen wird und die Pulpe sodann auf höhere Konzentration gebracht wird. Das dabei

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rückgewonnene Lösungsmittel hoher Reinheit wird in den
Behälter 1 über die Rücklaufleitung 22 zurück überführte

Bereits im Mischer 4 reagiert die Bestandteil der Chemikalien bildende kaustische Soda (NaOH) mit den öligen Farbbestandteilen unter Bildung einer Seife, die überwiegend in der rückgewonnenen Lauge verbleibt und die Wirkung der Chemikalienlösung unterstützt.

Beispielsweise t«?ird die Pulpe geringer Konzentration und
vergleichsweise hohen Flüssigkeitsgrades zu einem Brei mit
einer Konzentration von ca. 20$ und dementsprechend vermindertem Flüssigkeitsgrad überführt. Im allgemeinen beginnt
die Pulpe bei einer Konzentration in der Größenordnung von
8$ und mehr zähflüssiger zu werden, während sie bei darunterliegenden Konzentrationen gut flüssig ist. Die auf etwa 20$ konzentrierte Pulpe ist praktisch eingedickt und wird in
dieser Form in einen Zerteiler 7 überführt, der mit Dampf
beaufschlagt sowohl eine Zerteilung der Pulpe als auch eine Erwärmung der Pulpe bewirkt. Auf den Zerteiler 7 kann unter gewissen Umständen verzichtet werden.» Unter gewissen Umständen weist die Pulpe auch noch nach der Eindickung eine hin-

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reichend hohe Temperatur auf, so daß sich auch eine zusätzliche Erwärmung erübrigt. Die konzentrierte Pulpe, die sowohl mit chemischer Lösung versetzt ist als auch eine hinreichende Temperatur aufweist und darüber hinaus in verteilter Form vorliegt, wird fortlaufend in den Alterungsturm 8 eingetragen.

Der in Figur 4 dargestellte Alterungsturm ist mit einem Verteiler versehen, der durch einen rotierenden, von einem Motor M angetriebenen Eintrags stutz en 26 gebildet wird, an den die von dem Zerteiler J beaufschlagte Zuleitung 25 angeschlossen ist. Die nach dem Durchlaufen des Eindickers 6 konzentrierte Pulpe wird durch den von der Zuleitung 25 beaufschlagten Austragsstutzen 26 gleichmäßig über den Querschnitt des Alterungsturms 8 unter Einhaltung einer konstanten Beschickungshöhe verteilt.

Über Kopf ist der Alterungsturm noch mit einem abdeckbaren (28) Kontrollfenster 27 versehen, außerdem mit einem Entlüftungsstutzen 29. Der Alterungsturm 8 ist im übrigen am Umfang mit einer Wärmeisolierung 30 versehen.

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Im Alterungsturm 8 wird die aus dem Altpapier gewonnene
Pulpe in konzentrierter Form einem sich über einen längeren Zeitraum erstreckenden Alterungsprozeß unter Atmosphärendruck und unter dem Einfluß erhöhter Temperatur sowie von
geeigneten Chemikalien unterworfen, in dem sämtliche Farbkomponenten in lösliche Form überführt werden.

Die konzentrierte Pulpe wird - wie gesagt - über Kopf in
den Alterungsturm 8 eingetragen, wobei sie sich auf bereits im Behälter befindlicher Pulpe, die den Alterungsprozeß bereits durchläuft, ablagert. Die gealterte Pulpe wird am Boden des Alterungsturmes abgezogen. Während der Verweilzeit der
Pulpe im Alterungsturm 8 haben die Chemikalien in Verbindung mit der Temperatur hinreichend Zeit, auf die Pulpe im Sinne einer Überführung der Farbkomponenten in eine lösliche Form einzuwirken und den Alterungsprozeß voranzutreiben.

Nach Durchlaufen des Alterungsprozesses wird die Pulpe aus
dem Alterungsturm 8 abgezogen. In der abgezogenen Pulpe sind die Farbkomponenten vom Faserstoff getrennt und vollständig in Lösung gegangen.

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- 12 Im folgenden ist ein solcher Prozeß konkreter beschrieben.

So wurde beispielsweise Pulpe einer Konzentration von 10 bis 20# einer Alterung in Anwesenheit folgender Chemikalien unterworfen:

iige kaustische Soda ca. 2 Gew.%

lOOJ&Lge oberflächenaktives Agenz 0,2 - 0,5 Gew.

35#iges Wasserstoffperoxyd ca. 3 Gew.%

40#iges Natriumsilicat ca. 0,5 Gew.^,

und zwar über einen Zeitraum von 10 bis 30 Stunden bei einer Temperatur von 45 bis 70°C.

Verglichen mit herkömmlichen Behandlungsverfahren ergibt sich dabei insbesondere ein verbesserter Weißgrad und eine erhöhte Reißfestigkeit des daraus hergestellten Papiers.

In einem speziellen Ausführungsbeispiel wurden 100 kg Pulpe mit 3 kg NaOH und den entsprechenden Zusätzen der noch vorgesehenen Chemikalien 20 Stunden bei ca. 80°C unter Atmosphärendruck behandelt, worauf sich die in Lösung gegangenen Farb komponenten nahezu vollständig abscheiden ließen.

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	der Erfindung	aufgeführt.	Verf. nach der	herkömmliches
2628343	rückgewonnenen Papiers angewendet auf holzfreies Altpapier		Erfindung	Verfahren
Ira folgenden ist die Gegenüberstellung nach einem konvent	und auf Holzbestandteile aufweisendes Altpapier	Ausgangsprodukt ist ein holzfreies Papier mit einem	ρ Papiergewicht (g/m ) 18,5	20,6
ionellen Verfahren und nach dem Verfahren gemäß	I. holzfreies Altpapier	Weißgrad von 85^.	Weißgrad (%) 85	75
Reißfestigkt. (kg/m²) 1.20	I.05
Saugfähigkeit '^«0 28	22
Ausbeute {%) 87	65
II. Holzbestandteile aufweisendes Papier
Verf. nach der	herkömmli ehes
Erfindung	Verfahren
ρ Papiergewicht (g/m ) 50	50
Weißgrad (#) 60	55
Ausbeute (#) 92	85

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Wie im vorausgehenden bereits dargelegt worden ist, hat sich ergeben, daß die Behandlung der konzentrierten Pulpe in einem Alterungsprozeß bei erhöhter Temperatur und unter Zusatz geeigneter Chemikalien beim anschließenden Waschen zu einer nahezu vollständigen Entfernung der Farbkomponenten in wässriger Lösung führt, wodurch Rückstände in Form von Pigmentartikeln auf der aufgearbeiteten Faser vermieden werden und ein Papier mit erhöhtem Weißgrad gewonnen wird. Darüber hinaus fällt bei dem unter Atmosphärendruck ablaufenden Verfahren nach der Erfindung kaum Schlamm an, woraus eine Ausbeute bis 95$ resultiert, die also wesentlich höher ist als die bis 65$ abfallende Ausbeute bei herkömmlichen Verfahren, bei denen dann auch das Problem der Abfallbeseitigung ansteht. Nach der Erfindung spielt die Abfallbeseitigung eine untergeordnete Rolle, was sich dann auch in den Investitionen für die Abfallbeseitigung niederschlägt.

Im Anschluß an den Alterungsprozeß ist auch bei dem Verfahren nach der !Erfindung eine Waschbehandlung in einem Wascher 16 bekannter Bauart vorgesehen, wobei die im vorausgehenden Alterungsprozeß in Lösung überführten Farbkomponenten als wässrige Lösung abgesondert werden.

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Dazu wird die Pulpe am Boden des Alterungsturms 8 abgezogen, unter Zusatz von Wasser verdünnt und mit Hilfe einer Pumpe 9 in eine Schlagmühle 11 überführt. Von da aus gelangt die Pulpe in einen Überlauf 12, in dem Fremdstoffe wie Plastikfasern abgeschieden werden, anschließend durchläuft die Pulpe eine Pumpe 13 sowie einen Zyklon 14, in dem schwere Fremdstoff e, wie Sand und Metallteilchen, abgeschieden werden, danach durchläuft die Pulpe einen Filter 15, von wo aus sie schließlich in den bereits erwähnten Wascher 16 gelangt. Die gereinigte Pulpe gelangt in eine Wanne 17, von wo aus sie mit Hilfe einer Pumpe l8 nach Durchlaufen eines Dampfmischers 20 auch wieder einem Bleichturm 19 zugeführt wird. Nach dem Bleichen wird die Pulpe in einem weiteren Wascher 21 zwecks Entfernung des Bleichmittels erneut gewaschen, wonach sie in bekannter Weise weiter verarbeitet wird.

Die bei der Entwässerung der niedrig konzentrierten Pulpe im Eindicker 6 anfallende Ablauge weist einen gewissen Wärmeinhalt und reine Chemikalien auf. Wie bereits beschrieben wird diese Ablauge im Rücklauf durch die Leitung 22 in den Behälter 1 zurück überführt, in dem die Ablauge mit frischen Chemikalien versetzt und mit Hilfe der Heizung 2 auf Behandlungstemperatur

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gebracht wird, um sodann dem Mischer 4 wieder zugeführt zu werden. Auch der Überschuß an Pulpe, der dem Eindicker 6 zugeführt wird, um eine konstante Einspeisung in den Alterungsturm 8 sicherzustellen, wird durch die Rücklaufleitung 23 zurückgeführt, und zwar unmittelbar in den Mischer 4.

Das Rücklaufgut bildet im übrigen einen Puffer, der Schwankungen sowohl in der Konzentration der Behandlungslösung als auch in der Temperatur der Behandlungslösung weitgehend unterbindet.

Das Verfahren ist nicht beschränkt auf die Entfernung des Farbstoffs aus der Einfärbung von Papier, damit werden auch die Bestandteile von Druckfarben sowie von Tinte entfernt.

- Ansprüche -

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Claims

Anmelderin: Shinhama Pump Seisakusho Co. Ltd. Kawanoe-shi, Ehime-prefecture JAPAN Ansprüche

1./ Verfahren zur Aufbereitung von Altpapier für den Rücklauf in die Papierherstellung unter besonderer Berücksichtigung der Entfernung von Farbstoffen bzw. Pigmenten, dadurch gekennzeichnet, daß das Altpapier mit einer zur Entfärbung geeigneten warmen Chemikalienlösung zu einem Paserstoffbrei geringer Konzentration angerührt wird, der anschließend durch Lösungsmittelentzug eingedickte Brei in einen Alterungsturm überführt und in dem Turm unter niedrigem Druck in der Wärme gelagert wird, und die in Lösung gegangenen Farbbestandteile bzw. Pigmente anschließend aus dem aus dem Turm entnommenen gealterten Brei herausgewaschen werden.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eingedickte Brei kontinuierlich über Kopf in den Alterungsturm eingetragen und der gealterte Brei kontinuierlich im Bodenbereich des Alterungsturms abgezogen vrird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Alterungsturm zu überführende eingedickte Brei eine Konzentration von 10 bis 20^ auf weist.

K. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brei in dem Alterungsturm unter Atmosphärendruck steht.

5ο Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit des Breis in dem Alterungsturm 10 bis 50 Stunden beträgt«

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in dem Alterungsturm 45 bis 8O⁰C beträgt.

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7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Eindickung des Breis anfallende Lösungsmittel im Kreislauf wieder eingesetzt wird.

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