DE69613721T2

DE69613721T2 - Magnetisches deinken von altpapier

Info

Publication number: DE69613721T2
Application number: DE69613721T
Authority: DE
Inventors: A. Gold; Nipun Marwah
Original assignee: Westvaco Corp
Current assignee: Westvaco Corp
Priority date: 1994-01-21
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2016-03-09
Also published as: US5527426A; ATE202809T1; EP0885325A1; WO1997033036A1; DE69613721D1; CA2248131A1; DK0885325T3; ES2160813T3; EP0885325B1; HK1020077A1; JP3171448B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum De-inken von Altpapier (SEkundärfaser). Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf das De-inken von Sekundärfasern, die mit nichtverpressten magnetischen Farben verunreinigt sind, indem ein Faserbrei einem magnetischen Feld ausgesetzt wird.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Altpapier, ebenfalls als Sekundärfaser bekannt, hat lange als eine Quelle für Rohfasermaterial bei der Papierherstellung gedient. Altpapierstoffe enthalten ausnahmslos einen oder mehrere Verunreinigungen, umfassend Druckerfarben, Farbstoffe, optische Aufheller und "Aufkleber" (klumpige oder klebrige Bestandteile, umfassend Klebstoffe, Bindemittel, Kunststofffolien, Beschichtungen und dergleichen). Aus sortiertem Altpapier wurden die meisten dieser verunreinigten Papiere entfernt, so dass dieses ein Altpapier höherer, aufwendigerer Qualität darstellt. Die steigende Verwendung von Sekundärfasern in vielen Arten von Papierprodukten führte zu der Notwendigkeit für Papierhersteller. Altpapier mit geringerer Qualität zu verarbeiten (z. B. unsortiertes Altpapier). Obwohl verschiedene Methoden angewendet wurden, um Verunreinigungen zu entfernen und um eine Eingliederung der Sekundärfasern mit unvermischtem Papierstoff bei der Papierherstellung zuzulassen, ist diese Papiermasse von geringer Qualität heterogener und enthält typischerweise erheblich mehr Verunreinigungen als Altpapier hoher Qualität. Herkömmliche Bearbeitungsmethoden können nicht ausreichend sein, um die Eingliederung eines wesentlichen Prozentsatzes von unsortiertem Altpapier zuzulassen.
Die üblichen Verfahren zur Verarbeitung von recycelten Fasern können klassifiziert werden als Aufschluss (Waschen von Fasern und teilweises Ablösen von Druckerfarbe/Verunreinigungen aus den Fasern), Grob- und Feinsiebung (Trennung der Fasern von den Verunreinigungen aufgrund von Größe und Form), Zentrifugalreinigung (Trennung basierend auf den Dichtunterschieden in Bezug zu den Fasern und Reduktion der Größe der Druckerfarben/- Verunreinigungen durch mechanische Aktion), Flotation (Trennung durch Vorzugsadsorption von abgelösten Druckerfarben/ Verunreinigungen an Luftblasen), Waschen (Trennung von kleinen mitgerissenen Partikeln von Fasern durch einen entsprechenden Wasserfluss, der die Fasern passiert) und Refinermahlung. Es besteht ein optimaler Partikelgrößenbereich zur Trennung der Partikel von den Fasern in jedem dieser Verfahren. Abhängig von den spezifischen Reinheitserfordernissen für die von Verschmutzung befreite Papiermasse wird eine Kombination der meisten oder sämtlicher dieser Verfahren benötigt, um einen Größenbereich von Partikeln zu umschließen, die typischerweise auftreten. Sowohl der Wasch- als auch der Flotationsprozess hängen von der einwandfreien Benutzung der grenzilächenaktiven Stoffe ab. Abhängig von der relativen Stärke und Größe des wasseraufsaugenden gegenüber des wasserabweisenden Anteils der grenzflächenaktiven Moleküle, wird sich der grenzflächenaktive Stoff um die Druckerfarbe und andere Verschmutzungspartikel ansammeln und die Partikel entweder in wasseranziehende (zur Waschung) oder wasserabweisendere (zur Flotation) aufgliedern. Die entgegengesetzte Natur von waschenden grenzflächenaktiven Stoffen und flotierenden grenzflächenaktiven Stoffen kann Probleme bei der Kombination von flotierenden/waschenden Systemen verursachen.
Bestimmte spezielle Entfernungsverfahren wurden für besonders verunreinigte Altpapiere offenbart:
Die US-A-5.211.809 beschreibt die Entfernung von Farbe aus Farbstoffen aus Sekundärpapiermassen mit chlorfreien Bleichmitteln in Behandlungssequenzen, unter Verwendung von Sauerstoff mit Kombinationen aus Peroxid, Ozon und/oder Hydrosulfat bei geregelten pH- Bedingungen (kleiner als 8 oder größer als 10).
Das US-Patent 5,213.661 lehrt die Verwendung von Sauerstoff zur Reduzierung des Haftvermögens von Aufklebern in Sekundärpapiermassen und, optional, die Verwendung von Sauerstoff mit Alkali und/oder Ablösungsmitteln zur optimalen Aufkleberregelung. Die US- A-5,080,759 lehrt die Zuführung einer wasserlöslichen Organotitanverbindung in das Wassersystem eines papierherstellenden Verfahrens, das die Sekundärfasern enthält, um die Klebe- und Anhafteigenschaften der klumpigen Verunreinigungen zu reduzieren.
Die veröffentlichte Japanische Patentanmeldung BEI 3[1991]-199477 lehrt ebenfalls ein Verfahren zum Recyceln von Altpapier, umfassend entweder floureszierendes weißes Papier oder gefärbtes Papier oder beides, wobei Ozon in einen dispergierten Altpapierbrei eingebracht wird.
Obwohl Altpapierverunreinigungen, wie beispielsweise Farben, Weißmacher und Aufkleber, wirkliche Probleme bei dem Recyceln darstellen, liegt das häufigste Problem bei der Entfernung von Druckerfarben. Druckerfarben wurden allgemein klassifiziert als gepresste oder ungepresste Druckerfarben.
Gepresste Druckerfarben werden beim herkömmlichen Druckverfahren, wie beispielsweise Buchdruck, Flexodruck und bei der Lithografie, eingesetzt. Die Druckerfarben werden gepresst oder auf das Papier gelegt, verschmelzen jedoch nicht mit dem Papier. Sie bestehen im Allgemeinen aus einem Pigment, dass in einem Öl-basierten alkalischen wässrigen Medium suspendiert ist. Die Papierindustrie hat bereits seit mehreren Jahren Papiere mit gepressten Druckerfarben durch Wasch- und/ oder Flotationssysteme erfolgreich gereinigt.
Die US-A-4,381.969 beschreibt das Bleichen von Altpapier mit eingekapselten Bestandteilen, wie beispielsweise Druckerfarben, durch Aufschluss des Altpapiers in Gegenwart einer wässrigen Alkalilösung, die eine Peroxyd-Verbindung, wie beispielsweise Hydrogenperoxyd, aufweist.
Andere Patente, die De-inking-Verfahren beschreiben, sind:
Die US-A-4.013,505 mit dem Titel "Method of Deinking Printed Wastepapers" beschreibt ein Verfahren zum De-inken von bedrucktem Altpapier in einem System mit Seperatoren, durch die die bedruckten Altpapiere aufgebrochen werden, die vorher mit oberflächenaktiven Agenzien und Alkalinen imprägniert und in Gegenwart einer organischen Kohlenwasserstoffzusammensetzung und hochgradig adsortiven, durch ausgefällte Lösungen von Metallseifen von Fett- oder Betumensäuren mit Lösungen von Salzen von Erdalkali erhaltene Absplitterungen aufgeschlossen wurden. Die adsortiven, Druckerfarben enthaltenen Ausflockungen werden von dem aufgeschlossenen Papier durch eine latente Wirbelwirkung getrennt. Das US-A-4,076,578 beschreibt die Entfernung von Druckerfarbe aus Altpapier: Altpapier, insbesondere Zeitungspapier, wird behandelt, um anhaftende Druckerpartikel (z. B. Pigmentkohle) von den Papierfasern abzulösen, und die Druckerfarbfeststoffe (und organischen Verschmutzungen) werden dann vorzugsweise auf der Oberfläche von zugeführten seifenfreien Feststoffen gesammelt, die eine Affinität zu diesen und eine größere Oberfläche als die Farbfeststoffe aufweisen. Die farbbeschichteten Feststoffe können von dem System durch geeignete physikalische Mittel, wie beispielsweise Hydrozyklone, Siebe oder Dekantieren, entfernt werden.
Die US-A-4,147,616 beschreibt eine Vorrichtung zum De-inken von bedrucktem Altpapier in einem System von Seperatoren, durch die die bedruckten Altpapiere aufgebrochen werden, die vorher mit oberflächenaktiven Mitteln und Alkalinen imprägniert und in Gegenwart einer organischen Kohlenwasserstoffverbindung und hochgradig adsortiven Flocken, die durch niedergeschlagene Lösungen von Metallseifen auf Fett- oder Bitumsäuren mit Lösungen aus Salzen von Erdalkalie erhalten werden, aufgeschlossen werden. Die die Druckerfarben enthaltenen adsorptiven Ausflockungen werden von dem aufgeschlossenen Papierbrei durch latente Wirbelwirkung getrennt.
Die US-A-4.780,179 mit dem Titel "Method for Producing Pulp from Printed Unselected Waste Paper" beschreibt einen Altpapierrecyclingprozess, umfassend das Mischen von Altpapier mit cellulosefreien Fremdstoffen und Druckerfarben, in der Absicht, die Fremdstoffe von den Fasern abzutrennen und des Weiteren diese von dem Papierbrei zu trennen, um wiederverwendbaren Papierbrei für die Produktion von Papier und Pappe herzustellen.
Die US-A-5,151,155 mit dem Titel "Process for Deinking Wastepaper with Organically Modified Smectite Clay" beschreibt einen Prozess zum De-inken von Altpapier in einem wässrigen System, welches umfasst:
(a) Herstellen eines Kontakts zwischen Altpapier und einem wässrigen System, das ein Mittel aus einem oder mehreren organisch modifizierten Smetctite- Typ-Tonen enthält; und
(b) Rückgewinnung des entfärbten Papierbreis aus dem wässrigen System.
Die US-A-5,221,433 trägt den Titel "Deinking Wastpaper Using Alkoxylation Product of Carboxylic Acid Containing an OH Group and Alkylene Oxide", wobei gemäß der Erfindung das Altpapier gemahlen wird in Gegenwart von Alkoxylationsprodukten, die durch Reaktion von Alkylenoxyden mit C&sub1;&sub0;&submin;&sub2;&sub2; Carboxylsäurederivaten entstehen und Caboxylsäurerückstände enthalten mit zumindest einer OH-Gruppe in der 9, 10, 13 und/oder 14 Position und wobei die abgelösten Druckerfarbpartikel anschließend von der Papierbreisuspension durch Flotation oder Auswaschung entfernt werden.
Die US-A-5,225,046 mit dem Titel "Wastepaper Deinking Process" bezieht sich auf ein Verfahren zum De-inken von Altpapierstoffen umfassend die Umwandlung des Altpapiers in einen Brei und Herstellen eines Kontaktes zwischen dem Brei und einem wässrigen Medium mit einem pH-Wert von etwa 7 oder geringer, das ein oberflächenaktives De-inkingmittel aufweist, und anschließend die Aussetzung des die daraus resultierende Papiermasse enthaltenden Mediums einem oder mehreren Wasch-/ oder Ausschwemmschritten, die bei einem pH-Wert von etwa 7 oder geringer ausgeführt werden, um Farbschwebstoffe daraus zu entfernen und um das die Papiermasse enthaltende Medium als weiteren Zusatz für eine Papiermaschine aufzubereiten.
Die US-A-5,227,019 mit dem Titel "Wastepaper Deinking Process" bezieht sich auf ein Verfahren zum De-inken von Altpapierrohstoffen mit folgenden Schritten:
a) Umwandlung des Altpapiers zu einer Papiermasse und Herstellen eines Kontaktes zwischen der Papiermasse und einem wässrigen Medium mit einem alkalischem pH-Wert, das ein oberflächenaktives De-inking-Mittel aufweist, und
b) Aussetzen des resultierenden, die Papiermasse enthaltenden Mediums eines oder mehreren Flotationsschritten, wobei der letzte Flotationsschritt bei einem pH-Wert von weniger als etwa 7 durchgeführt wird, um Farbstoffrückstände zu entfernen und das die Papiermasse enthaltende Medium für eine nachfolgende Zuführung zu einer Papiermaschine aufzubereiten.
Die US-A-5,228.953 mit dem Titel "Deinking Waste Paper Using a Polyglycol and a Phsophoric Ester Mixture" bezieht sich auf ein Verfahren zur Rückgewinnung von Fasern durch Flotationsentfärbung von Altpapier, das durch flexografischen Druck oder Xerografie aufgebrachte Farbstoffe trägt, indem das Papier zu Fasern in einem wässrigen Medium zerkleinert wird, unter Zuführung von Bleichchemikalien und Hilfsmitteln umfassend Peroxyd, Fettsäuren, Komplexbildner, Natriumhydroxid und einem Zusatz auf der Basis von Polyglycol und einer Phosphor-Ester-Mischung, wobei Fasern erzeugt werden, die von Farbstoff befreit sind und als recycelbares Material verwendbar sind; und
Die US-A-5,238,538 mit dem Titel "Method for Deinking Recycled Fiber by Applying Direct Current Electric Field" bezieht sich auf ein Verfahren zum De-inken von recycelten Fasern, wobei die eingeweichten Fasern mit Wasser eingeschlämmt werden; in eine De-inking-Zelle eingeleitet werden, die eine Mittenanode und eine äußere Metallkathode aufweist; die Masse einem elektrischen Gleichstromfeld ausgesetzt wird, das zwischen Anode und Kathode angelegt wird, das verursacht, dass die Farbstoffe von den Fasern abgetrennt werden und eine Elektrokoagulation der Farbe durchgeführt wird, anschließend wird die Farbe zu der Oberfläche der wässrigen Masse mit Hilfe von Gasblasen ausgeschwemmt, die während der Anwendung des elektrischen Felds erzeugt werden; und gewaschen werden zur Rückgewinnung eines sauberen, helleren Breis von recycelten Fasern.
Steigende Mengen von Sekundärfasern werden jedoch durch reprografische Druckverfahren, wie beispielsweise elektro-fotografisches Kopieren (z. B. Xerografle) und Laserdruck, erzeugt. Diese Druckmethoden verwenden Nonimpact-Druckerfarbstoffe. Nonimpact- Druckerfarbstoffe umfassen ein Pigment und ein thermoplastisches Harz. Däs Harz ist ein Bindemittel, welches das Pigment auf dem Blatt und auf anderen Pigmentpartikeln fixiert. Die in den Nonimpact-Druckerfarben verwendeten Pigmente können entweder als eisenbasierende oder nichteisenbasierende (z. B. kohlenstoffbasierte) Pigmente klassifiziert werden. Die Harzpolymere werden kreuzvernetzt und resistent gegen chemische und mechanische Wirkungen, so dass nonimpact-bedruckte Papiere durch herkömmliche De-inking-Verfahren schwer zu De-inken sind. Sind die Tonerfarbpartikel erst einmal von den Fasern entfernt, neigen diese zu einer Größe, die größer ist als diejenige, die wirksam durch Flotation oder Waschen behandelt werden kann und die zu klein ist, um durch Reiniger oder Siebe entfernt zu werden. Viele Ansätze wurden offenbart, um insbesondere auf Reprografie basierende Farbstoffe zu entfernen:
Die US-A-4.561.933 mit dem Titel. "Xeroraphics Deinking" beschreibt ein Verfahren zum De-inken von xerografisch bedrucktem Altpapier, um wiederverwendbares Material mit hoher Helligkeit und geringem Schmutzanteil zu erzeugen. Das Verfahren konzentriert sich auf den Kontakt zwischen einem Altpapierbrei und einem wässrigen Medium mit basischem ph-Wert umfassend ein De-inkingmittel, bestehend aus einer Mischung aus einem oder mehreren C&sub5; bis C&sub2;&sub0; Alkanen mit nichtionischen grenzflächenaktiven Stoffen, um eine Suspension des Farbstoffes in dem wässrigen Medium zu bilden. Das zur Durchführung der Erfindung geeignete De-inkingmittel umfasst notwendigerweise auf jedes 10. Gewichtsteil zwischen 3 und 5 Teile Alkohol und zwischen 5 und 7 Teile nichtionische grenzflächenaktive Stoffe und ist in dem wässrigen Medium in einer Menge zwischen etwa 0,2 und 2,0 Gew.-% auf der Basis des Trockengewichts der Papiermasse enthalten.
Die US-A-5,141,598 mit dem Titel "Process and Composition for Deinking Dry Toner Electrostatic Printed Wastepater" beschreibt eine Zusammensetzung und ein Verfahren zum Deinken von mit Trockentoner elektrostatisch bedrucktem Altpapier. Die Zusammensetzung umfasst die Kombination aus: (1) alifatische Petroldestilate, (2) einem Alkylphenoxylpoly- (ethylenoxyl) Ethanol und (3) einem ethoxyliertes Polyoxypropylenglycol. Das Verfahren umfasst die Verabreichung einer ausreichenden Menge dieser Kombination in einer Probe elektrostatisch bedruckten Altpapiers, dessen Behandlung gewünscht wird.
Die US-A-5,217,573 mit dem Titel "Removal of Laser Printer and Xerographic Ink from Recycle Paper" beschreibt ein Verfahren zur Entfernung von Laserdrucker- oder Xerografietonerfarbe oder dergleichen von zu recycelndem Papier, umfassend die Behandlung des zu recycelnden Papiers mit Wasser um einen Papierbrei zu erzeugen, mit einer Konsistenz zwischen etwa 1% und 20%, Einstellung des pH-Werts des Breis zwischen etwa 6 und etwa 13, Zuführung zwischen etwa 0,3 und etwa 5,0 Gew.-% auf der Basis des Trockengewichts von Papier, eines grenzflächenaktiven Stoffs mit der Formel R¹-R²-R³, wobei R¹ und R³ jeweils ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Harze, Harzdimer und Mischungen von Harzen und Harzdimer und R², einem Polyethylenglycol (PEG) mit einem Molekulargewicht zwischen etwa 220 und etwa 660 Da, und Zufügung von etwa zwischen 0,01 und etwa S. 0 Gew.-% einer Polyacrylsäure zu dem Brei, Behandlung des Breis bei einer Temperatur von etwa 30ºC und etwa 120ºC über eine Periode zwischen etwa 5 Minuten und etwa 90 Minuten, und Entfernung der Druckerfarbe von den Fasern des Papiers als agglomerierte Partikel, wobei die Partikel einen Durchmesser von zwischen etwa 1 mm und etwa 3 mm aufweisen.
Schließlich beschreibt GB-A-2,277,330 magnetische Techniken bei dem Recyceln und Deinken von Papier, insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Trennung von laser- und xerografisch bedrucktem Papierabfall, umfassend Druckfarbe mit einer magnetischen Komponente von anderen Papierabfallprodukten mit nichtmagnetischer Druckerfarbe, die unter Verwendung von zumindest einem Magnetpunkt durchgeführt wird. Die Erfindung stellt ebenfalls eine Methode zur Entfernung von magnetischer Druckfarbe aus einem Papierbrei zur Verfügung, in dem der Papierbrei an zumindest einem Magneten vorbeigeführt wird oder indem ein Magnet oder magnetisierte Bälle in den Papierbrei eingetaucht werden. Das magnetische Material kann zu nichtmagnetischem Material zugeführt werden, um diesem zu ermöglichen, magnetisch entfernt werden zu können. Des Weiteren kann ebenfalls klebriges Material aus dem Papierbrei entfernt werden, indem ein magnetischer Füller oder Träger in den Kleber eingearbeitet wird und anschließend diese Kleber durch magnetische Mittel entfernt werden.
Herkömmliche De-inking-Verfahren benötigen eine hohe Energiezuführung und verwenden Aditive oder Ablösungsmittel, um reprografische Druckerfarben zu entfernen. Ein erheblicher Verlust an Fasern ergibt sich zusammen mit der Entfernung der Druckerfarbe. Um diese Klasse von Papieren auf ökonomische Weise für hochgradige Glanzpapiere einzusetzen, wird ein Verfahren benötigt, welches die Druckerfarben entfernt, wohingegen die Fasern erhalten bleiben. Bedauerlicherweise haben die bekannten Verfahren zur Entfernung von Druckerfarbe, wenn diese zur Entfernung von Nonimpact-Druckerfarben angewendet werden, folgende üblichen Nachteile:
- hoher Verlust an Fasern (20-25%)
- hohe Feststoffverschwendung
- hoher Kapitalaufwand (aufgrund großer Ausrüstungserfordernisse)
- geringe Effizienz der Druckerfarbentfernung
Ein Verfahren, welches die Nachteile teilweise überwindet, ist in der zwischenzeitlich aufgegebenen US-Patentanmeldung 08/183,746 vorgestellt, in der die Verwendung eines magnetischen Felds zur selektiven Entfernung von magnetischen (z. B. eisenbasierenden) Dmekerfarben beschrieben ist. Druckerfarben, die von einem magnetischen Feld nicht beeinflußt werden (oder darauf reagieren) (wie beispielsweise nichteisenbasierende, wie Kohlenstoffpigmente), können jedoch effektiv durch die Verwendung eines magnetischen Felds nichtentfernt werden und werden an den Sekundärfasern zurückgelassen. Entsprechend werden andere Verunreinigungen, die nicht auf ein magnetisches Feld reagieren, wie Klebstoffe, üblicherweise nicht zur Entfernung aus dem Brei aus aufgeschlossenen Sekundärfasern angezogen. Aufgrund von Berechnungen aus Prüfungsdaten von 11 großen Tonerherstellern und Großhändlern, die von dem Institut of Paper Science Technology (IPST) (Technical Program Review Report: 1 /91-1 /92) zusammengetragetragen und veröffentlicht wurden, basieren etwa % der herkömmlichen Toner auf Kohlenstoff. In der Tat führt der IPST-Bericht aus, dass die anorganischen Komponenten üblicherweise weniger als 12% der Gesamttonerzusammensetzung ausmacht. Somit besteht die Notwendigkeit, ein Verfahren zu entwickeln, um das magnetische De-inken von Papiermassen mit einem signifikanten Anteil von nichteisenbasierenden Druckerfarben als auch eisenbasierenden Druckerfarben zu verbessern.
Daher ist es ein primäres Ziel der Erfindung, ein verbessertes magnetisches De-inking- Verfahren zur Verfügung zu stellen, um elektrostatsiche Druckerfarbpartikel von nichtmagnetischen und magnetischen Druckerfarben zu entfernen und ebenfalls zusätzlich nicht magnetische Verunreinigungen, wie beispielsweise Aufkleber, zu entfernen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Das obengenannte Ziel der Erfindung wird erreicht durch (I) Aufschluss von Altpapier, welches reprografisch bedrucktes Papier mit magnetischen und nichtmagnetischen Druckerfarben und möglicherweise anderen nichtmagnetischen Verunreinigungen, wie Klebestreifen, beinhaltet, (2) Zuführen von Magnetit und Agglomerat in den Papierstoffbrei, und (3) indem das behandelte aufgeschlossene Altpapier mit geringer Zellstoffkonsistenz einem magnetischen Feld ausgesetzt wird, um die Druckerfarben daraus zu entfernen. Vorzugsweise wird nach der Zuführung von Magnetit und Agglomerat ein Beizmittel zu dem Papierstoffbrei vor der Anwendung des magnetischen Felds zugeführt. Noch vorteilhafter wird die magnetische Behandlung bei Umgebungstemperatur oder höheren Temperaturen durchgeführt, bei Papierstoffkonsistenzen bis etwa 4%, und bei neutralem bis basischem pH-Wert. Die Magnetit-/ Agglomerat-/ Beizmittel-/ Magnetfeldbehandlung des aufgeschlossenen Altpapiers kann in Alleinstellung oder als zusätzlicher Schritt in einem herkömmlichen Verfahren zur Entfernung von Druckerfarben von reprografisch bedruckten Papieren verwendet werden, wie beispielsweise Druckerfarbentfernung durch Siebung, Flotation, Zentrifugalreinigung, Waschung und Sedimentation und/oder Dekantieren.
Somit bezieht sich die Erfindung gemäß einer ersten Ausführungsform auf ein Verfahren zum De-inken von aufgeschlossenem Altpapierrohstoff mit xerografisch- und laserbedruckten Papieren, die mit Druckerfarben bedruckt sind, die aus einer Gruppe umfassend eisenbasierende und nichteisenbasierende Druckerfarben ausgewählt sind, umfassend die Zuführung eines magnetischen Trägermaterials, ausgewählt aus der Gruppe umfassend ferromagnetische und paramagnetische Materialien in dem Papierstoff, um die magnetischen Trägermaterialien an Partikel der nichteisenbasierenden Druckerfarben anzuheften, gefolgt von der magnetischen Trennung des magnetischen Trägermaterials und den anhaftenden Druckerfarbpartikel aus dem Papierstoffen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform umfasst die Erfindung des Weiteren die Unterstützung der Anhaftung zwischen magnetischem Trägermaterial und Druckerfarbpartikeln durch eine Behandlung, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Ausflockung, Koagulation und Agglomeration, nach Zuführung des magnetischen Trägermaterials und vor der magnetischen Trennung.
Vorteilhafterweise umfasst die Unterstützung die Einführung eines Agglomerationsmittels in die Papierstoffe vor der magnetischen Trennung.
Gemäß eines bevorzugten Merkmals ist das Agglomerationsmittel ausgewählt aus grenzflächenaktiven Stoffen oder Mischungen aus grenzflächenaktiven Stoffen mit HBL-Werten von 10 oder kleiner.
Besonders bevorzugt ist das Agglomerationsmittel ausgewählt aus Verbindungen, deren Moleküle einen langen wasserabweisenden "Schweif" und einen Prüfungspunkt oberhalb 60ºC aufweisen.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das magnetische Trägermaterial Magnetit.
Gemäß eines weiteren besonderen Merkmals wird das Verfahren bei Umgebungs- oder höheren Temperaturen bei Zellstoffkonsistenzen bis zu 4% und bei einem neutralen bis alkalischen pH-Wert durchgeführt.
Vorzugsweise wird das Verfahren bei etwa 25ºC bis etwa 65ºC bei einem pH-Wert von etwa 7,0 bis etwa 11,0 und bei einer Konsistenz von etwa 0,3 bis 2,0% durchgeführt.
Gemäß einer weiteren Verfahrensausführung wird die magnetische Trennung unter Verwendung eines magnetischen Abscheiders mit hohem Gradienten durchgeführt.
Gemäß einer weiteren Verfahrensausführung wird die magnetische Trennung unter Verwendung eines Permanentmagneten durchgeführt.
Gemäß einer weiteren Verfahrensausführung wird die magnetische Trennung unter Verwendung eines Elektromagneten durchgeführt.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das Verfahren in Verbindung mit einem konischen Vorreiniger in Form einer unmittelbar außen an dem Reiniger angebrachten Quelle für einen magnetischen Fluss durchgeführt.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das V erfahren einen zusätzlichen Behandlungsschritt, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Sieben, Flotation, Schleuderreinigung, Waschen und Sedimentieren/Dekantieren oder einer Kombination dieser Verfahrensschritte.
Vorteilhaft ist der zusätzliche Behandlungsschritt der Flotation.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird der Zellstoff vor dem zusätzlichen Behandlungsschritt einer magnetischen Behandlung ausgesetzt.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird der Zellstoff nach dem zusätzlichen Behandlungsschritt der magnetischen Behandlung ausgesetzt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung der Anwendung einer magnetischen Trennungstechnik mit hohem Gradienten bei der magnetischen Trennung von Druckerfarbpartikeln.
Fig. 1a ist eine vergrößerte Ansicht des inneren (Sammler) Abschnitts des in Fig. 5 dargestellten magnetischen Seperators mit hohem Gradienten.
Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung der Anwendung eines magnetischen Felds von außen an einem Vorwärtsreiniger in einem Herstellungsverfahren für Papierzellstoff.
Fig. 3 ist eine Schnittdarstellung einer Anwendung eines magnetischen Felds in einem Behälter, der Altpapierzellstoffbrei enthält, über eine magnetische rotierende Trommel, die abschnittsweise in den Behälter eintaucht.
Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung der Anwendung eines magnetischen Felds in einem Behälter, der Altpapierzellstoffbrei enthält, über einen magnetischen Scheiben-(in Serie)Filter, der bereichsweise in den Behälter eintaucht.
Fig. 5 ist eine Schnittdarstellung der Anwendung eines magnetischen Felds in einem Behälter, der Abfallpapierzellstoffbrei enthält, über eine magnetische, rotierende Trommel, die in einem Wehr innerhalb des Behälters angeordnet ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)

Wie in der zwischenzeitlich fallengelassenen Anmeldung mit der Seriennummer 08/183,746 beschrieben, wurde die magnetische Behandlung als sehr effektiv bei der Entfernung von Tonerdruckerfarbstoffen und insbesondere der sichtbaren Partikel (> 60 um Durchmesser) empfunden. In der Zellstoff- und Papierindustrie, ist die Zellstoffkonsistenz (in Wasser) im Allgemeinen als hoch (> 15%), mittel (7-15%) oder niedrig (< 7%) beschrieben. Offensichtlich können bei mittlerer und hoher Konsistenz die Bahnen der Druckerfarbpartikel durch ein magnetisches Feld blockiert sein. Daher wird das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise bei geringer Konsistenz ausgeführt. Ebenfalls erreicht das Verfahren vorteilhafte Resultate unter sauren Bedingungen oberhalb einem pH-Wert von 4, obwohl es vorzugsweise bei einem neutralen oder basischem pH-Wert durchgeführt wird. Die bevorzugten Bedingungen für die magnetischen Behandlungen eines aufgeschlossenen, gemischten Büroabfalls liegen bei etwa 25ºC bis etwa 65ºC, bei einem pH-Wert von etwa 7 bis etwa 11 und bei einer Zellstoffbreikonsistenz von etwa 0.3 bis 2.0%.
Da magnetische Trennung eher ein physikalischer als ein chemischer Prozess ist und nur Feststoffe dazu geeignet sind, sollte effiziente magnetische Druckerfarbentfernung eine Vorbehandlung umfassen, um fixierte oder anhaftende Druckerfarben von den aufgelassenen Fasern zu trennen, wie beispielsweise Adsorption, Koagulation, Ausflockung und/ oder Ausfällung. Ebenfalls müssen die magnetisch trennbaren Partikel von dem magnetischen Feld des Magneten angezogen werden. Da viele Nonimpactdruckerfarben eher kohlensioffbasiert als eisenbasiert sind, umfasst das erfindungsgemäße De-inking-Verfahren die Zuführung eines magnetischen Trägermaterials bei Aufnahme (und anschließendem Entfernen von) der nichteisenbasierenden Partikel, um nahezu eine komplette (> 99.5%) Druckerfarbentfernung durch magnetische Trennung zu erreichen. Die Verwendung eines magnetischen Trägers bestehend aus ferromagnetischen und paramagnetischen Materialien ermöglicht eine Druckerfarbentfernung mit gleichmäßig hoher Effizienz bei Abfallpapieren, die Xerografie- und Laserdruckerfarben enthalten, welche verschiedene Werte von kohlenstoffbasierenden oder eisenbasierenden Druckerfarben enthalten.
Bei Verwendung eines magnetischen Trägermaterials beim magnetischen De-inken ist es wesentlich, dass die Bindungskräfte zwischen den zu entfernenden Partikeln und dem Trägermaterial die hydrodynamischen Kräfte übersteigen, die auf die Partikel durch das Feld einwirken. Die Bindungsfestigkeit der Bindekräfte hängt von den zu trennenden Komponenten ab und wird von den Collorid- und chemischen Kräften beherrscht. Zusätzliche Substanzen, die die Verbindung des magnetischen Trägers mit den zu entfernenden Partikeln steigern, umfassen grenzflächenaktive Stoffe oder Mischungen von grenzilächenaktiven Stoffen mit relativ geringen HLB-Werten (HLB entspricht dem Verhältnis von Gewichtsprozent von hydrophilen und hydrophoben Gruppen in dem Molekül), vorzugsweise < 10. Geeignete Materialien sind solche Verbindungen, deren Moleküle einen langen wasserabweisenden/hydrophoben "Schweif" aufweisen und einen Trübungspunkt oberhalb 65ºC haben. Zusätzliche Hilfssubstanzen können umfassen Montmorillonit, Aluminiumsalze. Ionenaustauscher und Polymere. Insbesondere wird ein handelsübliches Agglomerationsmittel (oder "Agglomerat"), unter der Annahme, dass dieses eine Mischung oder ein gering HLB- grenzflächenaktiver Stoff ist, in den folgenden Beispielen verwendet.
Selbst wenn sowohl die Druckerfarben und Magnetitpartikel gemeinsam hydrophob und daher gemeinsam anziehend sind, sind die resultierenden anziehenden Kräfte nicht stark genug, der mechanischen Erschütterung der Aufschlussvorrichtung zu widerstehen. Somit gilt als vereinbart, dass die Zuführung des Agglomerais dazu dient, die Oberflächenchemie des Systems derart zu modifizieren, dass der vermutlich große wasserabweisende Schweif des Agglomerais abwandert und seinerseits sich mit der Oberfläche jedes hydrophoben Partikels (Druckerfarbe und Magnetit) in dem System verbindet. Die resultierende Erhöhung der Anzugskräfte zwischen Partikeln unterstützt die Anhäufung. Ebenfalls werden die Druckerfarbpartikel weich und klebrig bei Temperaturen oberhalb 60ºC die zu der Anhäufung beitragen. Anschließend, bei Reduzierung der Temperatur unterhalb 60ºC, vorzugsweise unterhalb 50º C, durch Zellstoffverdünnung, werden die gebildeten Anhäufungen hart und steif; und wenn sie ein auf ein magnetisches Feld empfindliches Material enthalten, können sie wirksam durch magnetische Trennung entfernt werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ein neues und verbessertes De-inking-Verfahren für Altpapier zur Verfügung, enthaltend Laser-, Elektrostatik- und andere Nonimpact-Drucktoner, das wesentliche Vorteile gegenüber allen anderen zur Zeit erhältlichen Verfahren zeigt. Der Hauptvorteil des neuen De-inking-Verfahrens gegenüber den zur Zeit erhältlichen Systemen sind: hohe Effizienz bei der Entfernung von Druckerfarben; hohe Faserausbeute; geringer Feststoffabfall; kompaktes Verfahren mit geringem Raumbedarf und geringem Kapitaleinsatz. Am bedeutensten ist, dass das Verfahren extrem saubere und extrem helle wiederverwendbare Faserstoffe zur Benutzung in hochgradigen Produkten erzeugt.
Die folgenden Beispiele beschreiben solche Behandlungen genauso wie Studien aus ausgewählten Variablen, wie beispielsweise Temperatur, pH-Wert und Konsistenz, und stellen eine Bewertung der Kombination aus Flotation und magnetischem De-inking zur Verfügung. Ebenfalls wird eine Anwendung des Verfahrens auf eine magnetische Trennungstechnik mit hohem Gradienten für das magnetische De-inken unter einem kaufmännischen Gesichtspunkt.

Beispiel 1

Sekundärfaser enthaltende, meist xerografisch- und laserbedruckte Büroabfälle wurden magnetisch verarbeitet (ohne Agglomerat- und Magnetitzuführung) unter verschiedenen Bedingungen von Temperatur, pH-Wert und Konsistenz. Die experimentellen Bedingungen und Druckfarbentfernungsvermögen sind in Tabelle I dargestellt. Sämtliche Bedingungen wurden bei einer zehn (10) Minuten andauernden magnetischen Behandlung getestet. Während die Bedingungen getestet wurden, konnten geeignete Konditionen in dem Altpapieraufschluss gefunden werden, und es wurde klar erkannt, dass die meisten Bedingungen, insbesondere die magnetische Behandlungszeit und die Zellstoffkonsistenz,- eine Funktion der Stärke des magnetischen Felds sind, das bei diesem Experiment konstant war. Tabelle I
(1) % Reduktion der Druckfarbpartikel einer Fläche > 200 um Durchmesser Magnetisches De-inken bei einem pH-Wert von 4 bis 5 war etwas weniger effektiv relativ zu dem De-inken bei einem pH-Wert von ~ 10,5 und ~ 8,5. Die durchschnittliche Farbentfernungseffizienz bei Umgebungstemperatur gefahren bei saurem pH-Wert war 79,2% verglichen mit 94,4% bei basischem pH-Wert. Die durchschnittliche Reduktion der Druckfarbpartikel war 94,4% bei 25ºC, 95,4% bei 45ºC und 95,7% bei 65ºC, wenn Durchgänge unter den getesteten basischen pH-Werten verglichen werden. Wurde die Zellstoffkonsistenz von 0,3% auf 1,0% vergrößert, hatte dies keinen Einfluss auf die Wirkung der magnetischen Deinkingeffizienz. Die durchschnittliche Druckfarbenentfernung bei Durchgängen mit basischem pH-Wert und Umgebungstemperatur war 94,4% bei 0,3% Konsistenz und 94,5% bei 1 % Konsistenz.

Beispiel 2

Zur Bestimmung der Effektivität des magnetischen De-inkens in Verbindung mit Flotation, wurde die magnetische De-inking-Behandlung (ohne Agglomerat- und Magnetitzufügung) in der Flotationszelle eines Altpapieraufschlussverfahrens eingesetzt, durch Eintauchen von zwei Permanentmagneten in den Zellstoffbrei mit periodischem Zurückziehen der Magnete, um die anhaftenden Farbpartikel abzuwischen. Der Zellstoff hatte eine Umgebungsiemperatur (~25ºC) und eine 1-%ige Konsistenz, und die magnetische Behandlung wurde über 20 Minuten durchgeführt (es wurden keine zusätzlichen Druckfarbpartikel an den Magneten nach 20 Minuten abgelagert). Nach der magnetischen Behandlung wurden chemische und kautische Flotationen zusätzlich durchgeführt, um Flotations-De-inking auszuführen. In einem anderen Fall wurde das magnetische De-inken nach der Flotation ausgeführt. Aus den resultierenden Zellstoffen hergestellte Handbögen wurden auf Änderungen in Farbflecken analysiert und die Auswertung (Vergleich mit Flotation allein und mit De-inking allein) in Tabelle II dargestellt. Tabelle II
(1) Verminderung der Druckfarbpartikel > 200 um im Durchmesser in %
(2) bei 1% Konsistenz, 45ºC, pH-Wert 10,5 mit 0,2% synthetischen oberflächenaktiven Stoffen über 6 Minuten
Die Ergebnisse zeigen, dass durch magnetisches De-inken mit Vor- und Nach-Flotation eine wesentlich größere Druckfarbbeseitigung (99+ %) verglichen mit Flotation (97,6%) ohne magnetische Behandlung, erreicht wird. Gegenwärtig wird Druckfarbpartikeldispersion in Kombination mit herkömmlichen De-inking-Verfahren verwendet, um solche Druckfarbbeseitigungswirkungsgrade zu erreichen, zu dem Preis von wesentlichem Faserverlust (20-25 %). Die Beseitigung der Zellstoffverdickung zur Dispersion kann mit dem erfindungsgemäßen magnetischen De-inking-Verfahren vermieden werden.

Beispiel 3

Magnetisches De-inken, sowohl mit als auch ohne Vorbehandlung mit Agglomerat und Magnetit, wurde an aufgeschlossenen Altpapieren durchgeführt, die aus verschiedenen Quellen zusammengesetzt waren, bei einer Konsistenz von 0,3%, Umgebungstemperatur und neutralem pH-Wert (~8,5) bei einer Zeit von 10 Minuten. Handbögen wurden aus dem aufgeschlossenen Zellstoff in jedem Durchgang des Experiments angefertigt und auf Farbflecken untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 111 dargestellt. Tabelle III

(1) Reduktion der Fläche eines Tintenpartikels > 200 um Durchmesser %

Die untere Druckerfarbentfernung (w/o Vorbehandlung) von der Papierquelle IV resultiert vermutlich aufgrund des Vorhandenseins von hohen Graden von nichteisenbasierenden Druckerfarben bei diesem Eintrag (Mahlgut). Selbstverständlich ist die Effizienz der magnetischen Druckerfarbentfernung stark verbessert durch die Anwendung der Agglomerat/ Magnetit-Vorbehandlung.

Beispiel 4

Für ein besseres Verständnis der Verfahrensparameter für das erfindungsgemäße verbesserte De-inken wurde ein "Worst Case" Papier (aus Quelle IV) der Behandlung unterzogen, durch:
(a) Zuführung von Magnetit; (b) Agglomeration und (c) Magnetitzufügung, gefolgt von Agglomeration. In jedem Fall wurde der vorbehandelte Faserstoff magnetisch entfärbt:
(a) Das Altpapier wurde in Gegenwart von Magnetitpulver (FeO, Fe&sub2;O&sub3;) in einem britischem Desintegrator/Lamort Hydrapulper bei 68ºC bis 72ºC über 30 Minuten aufgeschlossen;
(b) das Altpapier wurde entsprechend ohne Magnetitzusatz aufgeschlossen und statt dessen wurde ein handelsübliches Agglomerat (CDI 230) zugeführt; und
(c) mehrere Durchgänge wurden ausgeführt, wobei variierende Mengen Magnetit verwendet wurden, gefolgt von 2% Agglomeratzufügung. Sämtliche Ergebnisse sind in der Tabelle IV dargestellt.

Tabelle IV

Behandlung Farbreduktion, % (1)

Magnetisches De-inken (md) 71,3
,05% Magnetit + md 71,2
Agglomeration + (agg.)/md 96,5
,025% Magnetit + agg./md 99,4
,05% Magnetit + agg./md 99,3
,10% Magnetit + agg./md 95,6
20% Magnetit + agg./md 98,8
(1) Reduktion der Fläche von Druckerfarbpartikeln > 200 um Durchmesser in %
Die alleinige Verwendung von Magnetit hat die anschließende magnetische De-inking- Effizienz nicht verbessert; wohingegen die Vorbehandlung mit Agglomeration, gefolgt durch das magnetische De-inken, die Druckerfarbentfernung beträchtlich verbessert hat, unter der Annahme, das die Aggregation von nichteisen- und eisenbasierenden Druckerfarben stattgefunden hat. Schließlich führte der Magnetitzusatz vor der Agglomeration zu einer weiteren wesentlichen Verbesserung der Drucherfarbentfernung aufgrund des magnetischen De-inking- Verfahrens. In einem Durchgang verblieben nur 0,6% der Druckerfarbe in dem Papier. Die Verwendung von Agglomerat- und Magnetitvorbehandlung, gefolgt von der magnetischen Trennung, liefert logischerweise eine nahezu vollständige Druckerfarbentfernung (sh. Tabelle III).

Beispiel 5

Nach der Feststellung der Möglichkeiten von magnetischen Zusätzen in Kombination mit dem Agglomerat, wurde eine Untersuchung der Agglomerationsoptimierung durchgeführt.
Die Auswirkung der Verwendung von weniger als 2% Agglomerat wurde bei der Durchführung des magnetischen De-inkingverfahrens ausgewertet. Die Agglomeratcharge wurde bei einer konstanten Magnetitcharge von 0,05% bei der Vorbehandlung von 0,1% bis 1,0% variiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle V dargestellt.

Tabelle V

Agglomeratcharge, % (1) Farbstoffentfernungseffizienz,

0,1 93,2
0,25 98,7
0,5 99,8
1,0 99,9
(1) Konstant 0,05% Magnetitcharge
Das erfindungsgemäße Verfahren kann weniger Kapitalinvestitionen zur Folge haben, indem die magnetische Behandlung bei einem oder mehreren von verschiedenen Behandlungspunkten bei dem herkömmlichen Altpapieraufschlussverfahren eingeschoben wird, um die Wirkung zu verbessern oder als möglichen Ersatz für solche Behandlungen. Beispiele von Anordnungen der magnetischen Behandlung sind in den Figuren dargestellt.

Beispiel 6

Während das erfindungsgemäße Verfahren die magnetische Trennung über einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten durchführen kann, wurde die Hochgradientmagnetseperations (HGMS) - Technik als wirksam dargestellt, um möglicherweise für dieses neue Deinking-Verfahren an einem Walzsinter (mill-scale) implementiert zu werden. Die HGMS wird handelsüblich eingesetzt um feromagnetische und paramagnetische Verunreinigungen aus Wasser, kondensiertem Dampf und Koalinaufschlemmungen zu entfernen. Bei den meisten HGMS-Anwendungen wird eine Matrix aus Stahlwolle, Stahlgitter oder anderen Typen von Kollektoren aus magnetischem Material verwendet. Fig. 1 zeigt im Querschnitt einen Magnetscheider ringförmiger Art mit hohem Gradienten, in den ein angefeuchteter Schlamm aus Material mit magnetischen oder paramagnetischen Verunreinigungen über einen Einlass 1 eingeführt wird und durch ein Kollektorbett 2 passiert. Das Kollektorbett 2 umfasst miteinander verwebte Stahldrähte oder ein Stahlgeflecht 3 um sowohl Öffnungen zur Verfügung zu stellen, durch welche der Schlamm passieren kann und ebenso eine große Oberfläche, die auf einen relativ hohen magnetischen Gradienten oder Flussdichte magnetisierbar ist, über die elektromagnetische Spule 4, um die magnetisch anfälligen Materialien innerhalb des Schlamms anzuziehen. Die Spule 4 und der Kollektor 2 sind in einer Eiseneinhüllung 5 aufgenommen. Fig. 5a zeigt, dass dann, wenn der Brei durch den Kollektor 2 fließt, die magnetischen und paramagnetischen Verunreinigungen 6 angezogen und gesammelt werden, während der verbleibende Anteil des Breis 7 durch das System fließt und den Ausgang 8 verlässt. Nach einiger Zeit wird die Einheit gespült und der Magnet entmagnetisiert, um die anhaftenden Verunreinigungen zu entfernen. Die Büroabfallzellstoffe, die durch variierende Mengen von Agglomerat vorbehandelt wurden, wurden dem De-inking-Verfahren durch HGMS ausgesetzt. Die Agglomeratcharge bei der Vorbehandlung variierte von 0,25% bis 2,0%, während eine konstante magnetische Charge von 0,05% bei 45ºC über 45 Minuten benutzt wurde. Der vorbehandelte Büroabfallfaserstoffbrei mit 0,5% Konsistenz wurde durch die Kolonne geführt. Ergebnisse sind in der Tabelle VI dargestellt. Tabelle VI
(1) Druckerfarbpartikel > 40 um im Durchmesser
(2) Reduktion der Fläche der Druckerfarbpartikel > 40 micro im Durchmesser in %
Alle getesteten Agglomerationschargen ergaben nahezu eine vollständige Druckerfarbentfernung.
Fig. 2 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Verwendung einer magnetischen Flussquelle (z. B. Magnet) unmittelbar außen an einem handelsüblichen konischen Vorwärtsreiniger, so dass der Fluss oder das magnetische Feld, in dem Innern des Reinigers wirksam ist. Der magnetische Fluss wird eine zusätzliche Kraft auf die Druckerfarbpartikel ausüben, diese gegen die Wand des Reinigergehäuses ziehen. Diese Wirkung zieht zusätzliche Druckerfarbpartikel in den Ausscheidestrom und verbessert die De-inking-Effizienz.
Fig. 3 und 4 zeigen jeweils eine magnetisch rotierende Trommel oder eine Scheibenfilteranordnung, die eingesetzt werden, um magnetisch-empfindliche Druckerfarbpartikel aus dem oberen Teil eines Tanks mit Altpapierbrei anzuziehen. Dieser Versuch wird einige Zeit, nachdem die Druckerfarbe von den Fasern abgelöst wurde, angemessen sein. Die magnetische Ausrüstung zur Entfernung der Druckerfarbe sollte derart angeordnet sein, dass die Druckerfarbe, die dazu neigt, sich im Wirbelbereich eines Rührwerkbehälters zu konzentrieren, entfernt wird.
Fig. 5 zeigt einen Aufnahmebehälter, der mit einer in einem Wehr angeordneten magnetischen Rotationstrommel ausgestattet ist. Sämtliches Material muss den engen Kanal passieren, in dem die Trommel positioniert ist. Die Druckerfarbe wird von der Oberfläche der Trommel aufgenommen, wenn diese durch den Brei rotiert und wird außerhalb des Breis abgelöst und entfernt.

Claims

1. Verfahren zum De-inken von aufgeschlossenen Altpapierrohstoffen, die Xerographie- und Laser-Druckpapiere enthalten, die mit Druckerfarben bedruckt sind, die aus einer Gruppe von Druckerfarben auf Eisen-Basis und Nicht-Eisen-Basis ausgewählt sind, umfassend die Verfahrensschritte: Zuführen eines aus der Gruppe bestehend aus ferromagnetischen und paramagnetischen Materialien ausgewählten magnetischen Trägermaterials zu den Rohstoffen, um das magnetische Trägermaterial mit den Partikeln der Druckerfarben auf Eisen-Basis zu binden, gefolgt von der magnetischen Trennung des magnetischen Trägermaterials und den gebundenen Druckerfarbpartikeln aus den Rohstoffen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindung zwischen dem magnetischen Trägermaterial und den Druckerfarbpartikelen durch eine Behandlung unterstützt wird, die aus der Gruppe bestehend aus Ausflockung, Koagulation, und Verdichtung ausgewählt ist und nach dem Zusatz des magnetischen Trägermaterials und vor der magnetischen Trennung angewendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass den Rohstoffen vor der magnetischen Trennung ein Verdichtungsmittel zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtungsmittel aus Tensiden oder Mischungen von Tensiden mit HBL- Werten von 10 oder kleiner ausgewählt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtungsmittel aus Mischungen ausgewählt ist, deren Moleküle einen wasserabweisenden "Schweif" und einen Trübungspunkt oberhalb 60ºC aufweisen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Trägermaterial Magnetit ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei Umgebungs- oder höheren Temperaturen, bei einer Zellstoffkonsistenz von bis zu 4% und bei einem neutralen bis alkalischen pH-Wert durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei etwa 25ºC bis 65ºC, bei einem pH-Wert von etwa 7,0 bis etwa 11,0 und bei einer Konsistenz von etwa 0,3 bis 2,0% durchgeführt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Trennung unter Verwendung eines magnetischen Abscheiders mit hohem Gradienten durchgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Trennung unter Verwendung eines Permanentmagneten durchgeführt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Trennung unter Verwendung eines Elektromagneten durchgeführt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in Verbindung mit einem konischen Vorreiniger in Form einer unmittelbar außen an dem Reiniger angebrachten Quelle für einen magnetischen Fluß durchgeführt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren im Anschluß an die magnetische Trennung einen zusätzlichen Behandlungsschritt umfasst, der aus der Gruppe bestehend aus Siebung, Flotation, Schleuderreinigung, Waschen und Sedimentieren/Dekantieren, oder einer Kombination dieser Verfahrensschritte ausgewählt ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Behandlungsschritt die Flotation ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellstoff vor dem zusätzlichen Behandlungsschritt einer magnetischen Behandlung ausgesetzt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellstoff nach dem zusätzlichen Behandlungsschritt der magnetischen Behandlung ausgesetzt wird.