DE3723500A1

DE3723500A1 - Verfahren zur flotation von fuellstoffen aus papierkreislaufwaessern

Info

Publication number: DE3723500A1
Application number: DE19873723500
Authority: DE
Inventors: Klaus Hornfeck; Wolfgang Von Dr Rybinski
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1987-07-16
Filing date: 1987-07-16
Publication date: 1989-01-26
Also published as: NO880697L; FI881183A0; DK136388A; AU601823B2; AU1306988A; NO880697D0; HUT53031A; CS272785B2; DK136388D0; YU47188A; YU45490B; JPS6433292A; EP0302166A1; PL271189A1; CS166288A2; FI881183A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Flotation von Füllstoffen aus Papierkreislaufwässern sowie die Verwendung wasserlöslicher Salze dreiwertiger Metallionen zur Flotation von Füllstoffen aus Papierkreislaufwässern.

Zur Papierherstellung werden große Mengen Wasser, beispielsweise zur Suspendierung der Faser- und Hilfsstoffe, zur Auflösung anderer Hilfsstoffe (Verdünnen) oder als Sperr-, Dicht-, Kühl- oder Kesselspeisewasser benötigt. Papierfabriken gehören deshalb zu den wasserintensiven Industriebetrieben. Durch Kreislaufnutzung wird jedoch der Bedarf an Frischwasser stark reduziert (Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie, 17, 577 ff. (1979)).

Um gleichbleibende Papierqualitäten zu gewährleisten, muß das im Kreislauf geführte Wasser weitgehend frei von Papierfasern und Hilfsstoffen sein. Papierfasern und Hilfsstoffe, beispielsweise Füllstoffe, Leime, Farbstoffe, Entschäumer und/oder Dispergiermittel, die während der Papierherstellung in das Kreislaufwasser gelangen, werden durch Filtrations-, Flotations- oder Sedimentationsverfahren aus dem Kreislaufwasser entfernt. Die Abtrennung von Faser- und Füllstoffpartikeln geschieht häufig durch Flotation, indem Luft durch das Kreislaufwasser der Papiermaschine gedrückt oder gesaugt werden. Kleine Luftbläschen verbinden sich mit den Faser- und Füllstoffpartikeln und bilden an der Wasseroberfläche einen Schaum, der mit Stoffängern entfernt wird.

Mit den bekannten Flotationsverfahren werden jedoch die Füllstoffe nur sehr unvollständig aus den Papierkreislaufwässern entfernt. Dies ist insbesondere dann von Nachteil, wenn zur Papierherstellung neben Holz-, Halbzell- und/oder Zellstoffen als Fasermaterialien auch Altpapiere eingesetzt werden, da die nur unvollständige Entfernung der aus den Altpapieren in das Wasser gelangenden Füllstoffe zu Schwierigkeiten bei der Herstellung von Papieren mit standardisierten Qualitätsmerkmalen führt.

Die Aufgabe der Erfindung bestand daher in der Entwicklung eines Verfahrens, mit dem es möglich ist, den Füllstoffaustrag as Papierkreisläufen zu steigern.

Der Erfindung geht von der überraschenden Feststellung aus, daß die Entaschung, d. h. die Abtrennung von Füllstoffen aus Papierkreislaufwässern, erheblich gesteigert werden kann, wenn durch Zugabe wasserlöslicher Salze dreiwertiger Metallionen die Papierkreislaufwässer flotiert werden.

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Flotation von Füllstoffen aus Papierkreislaufwässern, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Papierkreislaufwässer

1. mit wasserlöslichen Salzen dreiwertiger Metallionen versetzt werden, so daß sich pH-Werte zwischen 4,5 und 9 einstellen und
2. nach Zugabe von 5 bis 100 g anionischer Tenside pro m³ Kreislaufwasser als Sammler in an sich bekannter Weise flotiert werden.

Ein weiterer Erfindungsgegenstand ist die Verwendung wasserlöslicher Salze dreiwertiger Metallionen zur Entaschung von Papierkreislaufwässern.

In der Papierindustrie häufig verwendete Füllstoffe sind beispielsweise Aluminiumsilikate, wie Kaoline oder kieselsaure Tonerde, Calciumcarbonate, wie Kreide oder Kalk, Talkum, Calciumsulfat und/oder Bariumsulfat.

Der pH-Wert des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt vorzugsweise zwischen 6 und 8. Dieser pH-Wert in den Papierkreislaufwässern wird durch Zugabe wasserlöslicher Salze dreiwertiger Metallionen eingestellt. Dabei werden vorzugsweise 0,05 bis 1 g, besonders bevorzugt 0,2 bis 0,5 g wasserlöslicher Salze dreiwertiger Metallionen pro Liter Kreislaufwasser eingesetzt. Wasserlösliche Sulfate, Chloride, Acetate, Hydroxide, Phosphate und/oder Polyphosphate dreiwertiger Metallionen, insbesondere Chrom(III)-sulfat, Aluminiumsulfat und/oder Eisensulfat eignen sich als wasserlösliche Salze dreiwertiger Metallionen für das erfindungsgemäße Verfahren. Besonders bevorzugt wird Aluminiumsulfat.

Die anschließende Flotation wird mit 5 bis 100 g, vorzugsweise mit 20 bis 40 g anionischer Tenside pro m³ Kreislaufwasser als Sammler durchgeführt.

Als anionische Tenside eignen sich insbesondere C_8-24-Alkylsulfate, hergestellt durch Umsetzung von C_8-24-Alkoholen, beispielsweise Laurylalkohol oder Talgfettalkohol mit Oleum, Amidosulfonsäure, Chlorsulfonsäure oder Schwefeltrioxid, C_8-24-Alkylethersulfate, hergestellt durch Umsetzung von C_8-24-Alkoholen mit 1 bis 100 Mol Ethylenoxid (EO) und anschließende Sulfatierung mit Oleum, Amidosulfonsäure, Chlorsulfonsäure oder Schwefeltrioxid, beispielsweise Laurylalkohol + 30 EO-Sulfat, C_3-24-Alkylphenolethersulfate, hergestellt durch Umsetzung von Mono-, Di- oder Trialkylphenol mit 1 bis 100 Mol Ethylenoxid und anschließende Sulfatierung mit Oleum, Amidosulfonsäure, Chlorsulfonsäure oder Schwefeltrioxid, beispielsweise Nonylphenol + 4 EO-Sulfat, C_8-24-Alkyl- und/oder C_3-24-Alkylphenolethersulfate, hergestellt durch Umsetzung von C_8-24-Alkoholen und/oder Mono-, Di- oder Trialkylphenolen mit 1 bis 100 Mol Ethylenoxid und anschließende Umsetzung mit Polyphosphorsäuren oder Phosphorsäureanhydrid, beispielsweise Laurylalkohol + 10 EO-Phosphat, Sulfobernsteinsäurehalbester von C_8-24-Alkyl- oder C_3-24-Alkylphenolpolyglycoletheralkoholen, hergestellt durch Umsetzung von C_8-24-Alkyl- oder C_3-24-Alkylphenolpolyglycoletheralkoholen mit Maleinsäureanhydrid und anschließende Sulfitierung mit Natriumhydrogensulfit, beispielsweise Nonylphenol + 10 EO-Sulfosuccinat, Sulfobernsteinsäurehalbester von C_8-24-Alkanolen oder C_8-24-Alkylaminen, beispielsweise Laurylsulfosuccinat oder Talgaminsulfosuccinamat, Sulfobernsteinsäureester von C_4-18-Alkoholen, hergestellt durch Sulfitierung der entsprechenden Maleinsäurediester nach einem der in EP-PS 87 711 beschriebenen Verfahren, C_8-24-Alkylbenzolsulfonate, hergestellt durch Sulfonierung von C_8-24-Alkylbenzolen in konzentrierter Schwefelsäure, Oleum oder Schwefeltrioxid, beispielsweise n-Dodecylbenzolsulfonat, Sulfocarbonsäurealkylester und/oder Sulfocarbonsäuren mit 8 bis 24 C-Atomen im Carbonsäureteil, wie beispielsweise in US 45 29 762 oder DE-OS 35 13 046 beschrieben, C_3-8-Alkylnaphthalinsulfonate, hergestellt durch Umsetzung von C_3-8-Alkoholen mit Naphthalin in Gegenwart konzentrierter Schwefelsäure oder Oleum, sekundäre Alkansulfonate, hergestellt durch Sulfonierung oder Sulfoxidation von Paraffinkohlenwasserstoffen und/oder sulfatierte und/oder sulfonierte Triglyceride, beispielsweise sulfatiertes Rizinusöl. Die anionischen Tenside werden in Form ihrer wasserlöslichen Alkali- und/oder Ammoniumsalze, insbesondere in Form ihrer Natrium- und/oder Ammoniumsalze. Die Bezeichnung "Alkyl" steht für gerad- und/oder verzweigtkettige, gesättigte und/oder ungesättigte Alkylreste natürlichen und/oder synthetischen Ursprungs.

Erfindungsgemäß werden die Papierkreislaufwässer mit vorzugsweise 0,05 bis 1 g, besonders bevorzugt mit 0,2 bis 0,5 g wasserlöslicher Salze dreiwertiger Metallionen pro Liter Papierkreislaufwasser bei 20 bis 60°C versetzt, so daß sich ein pH-Wert zwischen 4,5 und 9, vorzugsweise zwischen 6 und 8 einstellt und nach Zugabe von 5 bis 100 g, vorzugsweise von 20 bis 40 g anionischer Tenside pro m³ Kreislaufwasser zwischen 20°C und 95°C, vorzugsweise zwischen 45 und 60°C flotiert. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können aus Papierkreislaufwässern mindestens 70 Gew.-% des gesamten Füllstoffgehaltes ausgetragen werden.

Beispiele

Ein Papierkreislaufwasser aus der Deinkinganlage mit einem Füllstoffgehalt von 1,2 g/l wurde bei 45°C in Denver-Laborflotationszellen nach Zugabe von Natrium-C_12-18-alkylbenzolsulfonat als anionischem Sammler und AL₂(SO₄)₃ als Aktivator flotiert.

Die Ergebnisse sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen.

Claims

1. Verfahren zur Abtrennung von Füllstoffen aus Papierkreislaufwässern durch Flotation, dadurch gekennzeichnet, daß Papierkreislaufwässer

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in den Papierkreislaufwässern nach Zugabe wasserlöslicher Salze dreiwertiger Metallionen pH-Werte zwischen 6 und 8 einstellen.

3. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Papierkreislaufwässer mit 0,05 bis 1 g, vorzugsweise mit 0,2 bis 0,5 g wasserlöslicher Salze dreiwertiger Metallionen pro Liter Kreislaufwasser versetzt werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserlösliche Salze dreiwertiger Metallionen Aluminium- und/oder Eisensulfat, vorzugsweise Aluminiumsulfat eingesetzt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß 20 bis 40 g anionische Tenside pro m³ Kreislaufwasser eingesetzt werden.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Alkali- und/oder Ammoniumsalze von C_8-24-Alkylsulfaten, C_8-24-Alkylethersulfaten, C_8-24-Alkylbenzolsulfonaten und/oder Sulfobernsteinsäurehalbestern von C_8-24-Alkoholen als Sammler eingesetzt werden.

7. Verwendung wasserlöslicher Salze dreiwertiger Metallionen zur Entaschung von Papierkreislaufwässern.