FI105488B - Menetelmä ja laitteisto täyteainepitoisen materiaalin, kuten kierrätyskuidun käsittelyyn - Google Patents

Description

105488

Menetelmä ja laitteisto täyteainepitoisen materiaalin, kuten kierrätyskuidun käsittelyyn

Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteis-5 toon kierrätyskuidun ja/tai laitosrejektinä pyörrepuhdis-tuksesta poistuvan jakeen käsittelyssä. Kuten tunnettua, kierrätyskuitumateriaalin lähteitä on sekä paperikoneen ns. hylky, joka on uudelleen käytettävää raaka-ainetta, että varsinainen, eri tavoin käytetty paperi ja kartonki.

10 Keksintö kohdistuu erityisesti tällaisten kierrätyskuitu-materiaalien käsittelyyn niin, että niissä olevat täyteaineet saadaan mahdollisimman tarkkaan otetuksi talteen ja palautettua takaisin prosessiin mahdollisimman tehokkaasti ja taloudellisesti.

15 Täyteainepitoisia paperilaatuja ja etenkin päällystettyjä paperilaatuja tekevillä paperikoneilla lyhyen kierron 1 pyörrepuhdistuslaitoksen laitosrejektinä prosessista poistuu runsaasti mineraali- ja pigmenttijaetta, joka 20 koostumukseltaan olisi hyödynnettävissä paperin raaka-aineena, mutta, joka partikkelikooltaan on liian karkeaa.

SC- ja muita täyteainepitoisia laatuja tekevillä paperikoneilla lyhyen kierron pyörrepuhdistuksesta laitosrejek- : : 25 tinä poistuva mineraalifraktio on massa-annostelussa « _ ------- : lisättävän mineraali jakeen, täyteaineen, karkea, yleensä yli 10 μιη partikkelikokoinen osuus.

··· * ··· i Päällystettyjä laatuja tekevillä paperikoneilla lyhyen # ·· 30 kierron laitosrejektinä prosessista poistuva mineraali- fraktio on valtaosin päällystetyn hylyn hajoamatonta päällystekerrosta. Päällystepigmentti ei ole hajon- • · f _ nut/dispergoitunut hylyn hajotussysteemissä riittävän I · · ·. hienoksi. Päällystyspigmentin hienontumatta jäänyt, rae- f 35 kooltaan yleisesti yli 10 /zm, jae rejektoituu lyhyen t’": kierron pyörrepuhdistuksessa.

• r ♦ « » 4 9 · • < | t I f « « « · • · 105488 2

Sama pätee myös uusiomassasysteemeissä, missä raaka-aineena käytetään päällystettyä aikakauslehtipaperia tms. runsaasti päällystettyä uusiopaperin raaka-ainetta. Uu-siopaperimassan hajotussysteemissä päällystetyn paperin 5 päällystepigmentti irtoaa varsinaisesta paperin kuituker- roksesta enemmän tai vähemmän levymäisinä jakeina, jotka osittain murenevat prosessin vaikutuksesta. Dispergoitu-minen ei ole kuitenkaan täydellistä ja niinpä nämä lajit-tamon pyörrepuhdistuksessa hienontumatta jääneet päällys-10 tepigmenttipartikkelit poistuvat prosessista rejektinä.

Raaka-ainekoostumukseltaan valtaosa partikkeleista olisi kuitenkin paperinvalmistukseen käyttökelpoista täyteainetta, jota paperin valmistuksen myöhemmässä vaiheessa joudutaan kuitususpensioon mahdollisesti lisäämään. Ko-15 konsa puolesta nämä partikkelit ovat kuitenkin sellaisia, että niistä tulee ongelmia itse paperikoneella ellei niitä hienonneta/dispergoida ja näin tehdä täyteaineeksi kelpaavaksi.

20 US-patenttijulkaisussa 4,504,016 esitetään prosessi ja laitteisto sellun puhdistamiseksi lajittelemalla. Perusongelmana on sellun saannon lisääminen selluntuotannossa. Prosessissa selluloosa lajitellaan, ja karkea jae, ts. oksat ja tikut, käsitellään jauhimessa ja lajitellaan « « · · ' ' 25 edelleen. Koska kyseessä on sellunvalmistusprosessi, : muita aineita, kuten täyteaineita ei prosessissa ole.

• « V Patentti käsittelee myös hydrosyklonin rejektin poista- mistä systeemistä.

« f · · i · · t · · /;1: 30 US-patentti julkaisussa 4,167,438 esitetään prosessi ja laitteisto esim. sekalaisesta keräyspaperista saatavan , /. kuitumateriaalin valmistamiseksi ja puhdistamiseksi. Ko.

9 9 1 patenttijulkaisussa esitetään sekä kuitujen että täyteai- • « neiden palauttaminen yhdessä takaisin käyttöön. Siinä ei « 35 esitetä prosessin soveltamista keräyspaperimassan pelkän > 1 · J,,.1· täyteainefraktion erottelemiseen ja käsittelemiseen.

• · ·

« I I

» • · 1 I M « · 3 105488

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa pyörrepuhdistuksen lai-tosrejektinä poistuvaa täyteaine-/mineraalijaehäviötä pienennetään käsittelemällä mineraalijaekoostumukseltaan konsentroitua fraktiota pyörrepuhdistuslaitoksen yh-5 teydessä mineraalijakeiden hienontamiseksi ja uudelleen palauttamiseksi prosessiin.

Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston mukanaan tuomista eduista kannattaa mainita mm. seuraavat: 10 - Täyteaine/mineraali-, vesi-, kemikaali-, lämpö jä kuituhäviöt ovat mahdollisimman pienet. Poistetaan pelkästään käyttökelvoton ja käyttökel-volliseen muotoon muutettavissa olematon fraktio erittäin konsentroituneessa muodossa.

15 - Mineraalipartikkelien dispergointi perustuu sus pension sisäisiin leikkausvoimiin eli mekaaninen kuluminen on vähäistä.

Systeemin investointikustannukset ovat erittäin alhaiset. Tekninen toteutus tapahtuu tunnetuilla 20 kaupallisilla laitteilla, takaisinmaksuaika on lyhyt.

Systeemi on helppo toteuttaa eli se on mahdollista lisätä myös jo käytössä oleviin järjestelmiin lisäämällä viimeisen cleaner-portaan jäl-25 keen mineraalijakeen ja orgaanisen jakeen eril- : leen fraktioiva sihtilaite sekä uudentyyppinen * « puhdistin, josta alitevirtaus poistuu erittäin konsentroituneessa muodossa ja lisäämällä näit- a·· j ·': ten jälkeen mineraalijakeet hajottava käsittely- * 9 m ...................

-1v. 30 vaihe.

* « I

- Käsittely toteutetaan esimerkiksi paperikoneen , lyhyen kierron prosessin sisällä konekohtaisena » · · - toteutuksena, jolloin ei sekoiteta esimerkiksi

r i I

koneiden välisiä vesikiertoja.

I “ 35 - Systeemi on jatkuvatoiminen osa paperikoneen ly- 11« ΐΜι! hyttä kiertoa tai lajittelujärjestelmää. Toisin t a · « · · « « « | · »a 1 f M « a 4 105488 sanoen prosessiolosuhteet ovat vakiot ja toiminta on häiriötön.

Prosessi säätää itse itsensä esimerkiksi, jos karkean jakeen määrä kasvaa, systeemi palauttaa 5 prosessiin vain hienontuneen jakeen ja loppu poistuu systeemistä.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle ja laitteistolle tunnusmerkilliset piirteet käyvät ilmi oheisista patentti-10 vaatimuksista.

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista 15 kuviot la ja Ib esittävät kahta tekniikan tason mukaista täyteaineen käsittelysysteemiä, kuvio 2 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista täyteaineen käsittelysysteemiä, kuvio 3 esittää keksinnön erään toisen edullisen suori-20 tusmuodon mukaista täyteaineen käsittelysysteemiä, kuvio 4 esittää keksinnön erään kolmannen edullisen suoritusmuodon mukaista täyteaineen käsittelysysteemiä, kuvio 5 esittää keksinnön erään neljännen edullisen suo-, ritusmuodon mukaista täyteaineen käsittelysysteemiä, ; i c » 25 kuvio 6 esittää keksinnön erään viidennen edullisen suo- < ^ V. * ritusmuodon mukaista täyteaineen käsittelysysteemiä, l 4 V kuvio 7 esittää keksinnön erään kuudennen edullisen suo- «n ί,,,ϊ ritusmuodon mukaista täyteaineen käsittelysysteemiä, f s": kuvio 8 esittää keksinnön erään seitsemännen edullisen • 4 4 tT: 30 suoritusmuodon mukaista täyteaineen käsittelysysteemiä, kuvio 9 esittää muunnelman kuvion 8 esittämästä systee-* .·. mistä, ja kuviot 10a - c esittävät 100 kertaisena valokuva suuren- rt· noksena kuvion 8 mukaisen laitteiston kaarisihdille syö-: 35 tetyn materiaalin sekä molemmat kaarisihdiltä saatavat ’,..: fraktiot.

i i * i ·

1 « I

I I « t < i « 4 t » I « 5 105488

Eräänä esimerkkinä vanhastaan tunnetuista ratkaisuista täyteaine/mineraalihävikin pienentämiseksi on esimerkiksi kuvion la mukainen ratkaisumalli. Siinä mineraalihävikkiä pienennetään fraktioimalla prosessista poistuvasta vir-5 tauksesta kaikki hienoaines so. kooltaan käyttökelpoinen kiintoaines takaisin prosessiin. Kuvattu laitteisto toimii siten, että prosessista poistuva virtaus tuodaan kaarisihdille 10, ns. Hydra-Screen, joka jakaa virtauksen kahteen fraktioon. Karkeampi fraktio johdetaan välisäili-10 öön 12 ja hienompi fraktio suodossäiliöön 14. Suodossäi-liöstä 14 hienompi fraktio pumpataan pumpulla 16 toisio-vaiheen kaarisihdille 18, ns. Micra-Screen, jonka karkeampi fraktio ohjataan välisäiliöön 12 ja hienompijakei-nen, käytännöllisesti katsoen puhdas neste ja sen mukana 15 hieno täyteaine uudelleen käytettäväksi vaikkapa prosessissa tarvittaviin laimennuksiin. Välisäiliöstä 12 kaa-risihtien 10 ja 18 rejektinä poistettu fraktio pumpataan pumpulla 20 esimerkiksi suodatuspuristimelle 22 karkean jakeen saostamiseksi käyttökelpoisempaan sakeuteen. Frak-20 tiointilaitteena voidaan käyttää paitsi kaarisihtiä 10 kuten kuviossa la, myös pienireikäistä/-rakoista painela-jitinta tai pyörrepuhdistimia (kuvio ib) kuten yleisesti

< « I

hiekan erotuksessa käytettäviä ns. trap-puhdistimia.

Il _ «I . ; '···' 25 Kuvion Ib mukaisesti käsiteltävä materiaali saadaan pyör- repuhdistuslaitoksen 32 kolmannen tai neljännen portaan • · · ; rejektinä, jonka rejektoima hieno fraktio johdetaan takaisin käyttöön. Pyörrepuhdistuslaitoksesta rejektoitu ^ : aines johdetaan pumpulla 34 kaarisihdille 36, edullisesti 30 ns. Micra-Screen, jonka akseptoima neste ts. suodos joh- ' detaan viirakaivoon tai vaikkapa toisiolajittimen laimen- • · ... nukseen. Kaariseulan 36 rejekti, ts. saoste puolestaan « · . .---·=ΞΓΤ1-Γ. - - “ ·;·' johdetaan pumpun 38 imupuolelle, josta se edelleen pum- pataan puhdistimeen 39, edullisesti ns. Eliminator-35 cleaneriin, joka on esitetty esimerkiksi US patentissa 5,139,652. Puhdistimen 39 aksepti johdetaan pyörrepuhdis- 105488 6 tuslaitoksen kolmannen tai neljännen portaan 32 syöttö-pumpun 30 imupuolelle pumpattavaksi uudelleen kiertoon.

Kaikille näille ennalta tunnetuille tavoille on kuitenkin 5 ominaista, että ne eivät muuta/hienonna käsiteltävän kiintoaineen partikkelikokoa/-jakaumaa, vaan ainoastaan erottavat hienon ja sellaisenaan käyttökelpoisen sekä karkean jakeen erilleen ja palauttavat hienon jakeen käyttöön.

10

Keksinnön mukaiselle mineraalijakeiden hienontamis-/dis-pergointiprosessille on ominaista, että se perustuu virtauksen/ suspension sisäisiin mekaanisesti aikaansaataviin leikkausvoimiin. Jotta leikkausvoimilla suspension sisäl-15 lä olisi hienontava vaikutus, toisin sanoen riittävästi tehoa, täytyy suspension konsentraation olla korkea. Periaatteena on, että mitä suuremmassa konsentraatiossa käsittely suoritetaan sitä tehokkaampaa se on eli sitä suuremmat leikkausvoimat on mahdollista suspensioon koh-20 distaa ja sitä tehokkaammin dispergointi tapahtuu.

I I I I

. Mineraalijakeiden konsentraation nostaminen korkeaksi on- 4 « ( nistuu kätevimmin uudentyyppisellä US patenttijulkaisussa • · 5,139,652 kuvatulla pyörrepuhdistinrakenteella, joka on « « '···' 25 lajittelutehokkuudeltaan huippuluokkaa, mutta, josta kar- kea, yli 10 μια, mineraalifraktio poistuu alitteena erit- • · · : täin konsentroituneena, kiintoainepitoisuudeltaan jopa yli 40 %:sena virtauksena.

* • · · • · · • · · 30 Käsiteltävän jakeen konsentraation nosto voidaan tehdä ’ . myös esimerkiksi suodattamalla tai laskeuttamalla, mutta kaikille näille muille menetelmille on tunnusomaista, ;· että ne vaativat lisälaitteita ja/tai suuret tilavuudet : Λ- ja ovat varsin hankalia toteuttaa jatkuvana häiriöttömänä 35 prosessina. Uudentyyppisellä pyörrepuhdistimella tapahtu- • va mineraalijakeen konsentroituminen tapahtuu muun pyör- 7 105488 repuhdistimen normaalin toiminnan yhteydessä ilman mitään lisälaitteita.

Saostamisen so. kiintoainekonsentraation nostamisen jäl-5 keen mineraalijaetta käsitellään suuret suspension sisäiset leikkausvoimat synnyttävillä mekaanisilla sekoi-tinelementeillä tai jauhinlaitteilla. Leikkausvoimien vaikutuksesta mineraalipartikkelit hankautuvat toisiaan vasten ja hienontuvat partikkelikooltaan paperin valmis-10 tukseen kelpaavaksi täyteaineeksi.

Kuvioissa 2 ja 3 on esitetty kaksi prosessivaihtoehtoa, jotka poikkeavat mineraalipartikkelien hienontamisvaiheen jälkeiseltä osaltaan toisistaan. Kummankin kuvion mukai-15 sessa tapauksessa käsiteltävä materiaali saadaan pyörre- puhdistuslaitoksen 32 viimeisen portaan karkeana rejekti-nä. Rejektoitunut karkea fraktio johdetaan pumpun 44 välityksellä ensimmäiseen rejektin fraktiointivaiheeseen puhdistimeen 46, edullisesti ns. Eliminator-cleaner, 20 jossa erottunut hienoaines palautetaan pumpun 30 syöttöön fraktioitavaksi uudelleen pyörrepuhdistuslaitoksessa 32 . ja karkea fraktio johdetaan Eliminator-cleanerin 46 re- jektille ominaisessa korkeassa sakeudessa sekoitus/hie-nonnuslaitteeseen 48, jossa roottori/-t, potkurit tai 25 vastaavat sekoittavat sitä aikaansaaden partikkelien välillä liikenopeuseroja, eli leikkausvoimia, joiden * · · * vaikutuksesta materiaali hienontuu.

Kuvion 2 ratkaisussa sekoitus/hienonnuslaitteessa 48 30 tapahtuvan hienontamisvaiheen jälkeen seos laimennetaan, - * . pumpataan pumpulla 50 täyteaineen käsittelyprosessin vii- * · ... meiseen fraktiointivaiheeseen puhdistimeen 52, edullises- 7 ;· ti ns. Eliminator-cleaner ja hienontuneet mineraalijakeet : : fraktioidaan pyörrepuhdistimellä 52, josta käyttökelpoi- j'·.: 35 set jakeet akseptoituvat niin, että ne voidaan palauttaa pumpun 30 syöttöön uudelleen käsiteltäviksi pyörrepuhdis- 8 105488 tuslaitoksessa 32, ja karkea fraktio rejektoituu joko uudelleen käsiteltäväksi tai kokonaan rejektoitavaksi.

Kuvion 3 ratkaisussa hienontamisen ja laimennuksen jäl-5 keinen käyttökelpoisen ja karkean jakeen erottelu tehdään sihtityyppisellä laitteella 54, kuvattu ns. Micra-Screen, jossa sihtipinnan aukot on valittu siten, että läpimennyt fraktiorae on kooltaan käyttökelpoista palautettavaksi pumpun 30 syöttöön ja karkea sihtipinnalle jäävä fraktio 10 poistetaan prosessista tai ohjataan jatkokäsittelyyn.

Mineraalijakeiden hienontamis- ja hienontuneen jakeen pa-lautusprosessi voidaan luonnollisesti toteuttaa myös kaksi-tai useampivaiheisena. Se karkea fraktio, mikä ei ensim-15 mäisellä hienontamiskerralla ole dispergoitunut, voidaan luonnollisesti käsitellä uudelleen ja näin pienentää edelleen prosessista poistuvaa mineraalihävikkiä, kuviot 4-7.

20 Kuviossa 4 esitetään vaihtoehto kuvioiden 2 ja 3 suoritusmuodoille, tarkemmin sanoen niiden jälkiosalle. Toisin sanoen puhdistimelta 46' rejekti puretaan korkeassa sa-keudessa sekoitus/hienonnuslaitteeseen 48', jossa suoritetun hienonnusvaiheen jälkeen materiaali laimennetaan ja 25 syötetään pumpulla 44' seuraavaan puhdistimeen 46". Puh-distimen 46" rejekti johdetaan toiseen sekoitus/hienon- • · · : nuslaitteeseen 48" ja hienonnusvaiheen sekä laimennuksen jälkeen pumpulla 50 kolmanteen puhdistimeen 46'", josta : aksepti syötetään kuten myös puhdistimesta 46" uudelleen • · · ;'i*; 30 käyttöön tai johonkin aiempaan puhdistus-/fraktiointivai- ' . heeseen (puhdistimen 46' syöttö esitetty esimerkkinä).

• · • · ♦ J · ·;·' Kuviossa 5 esitetään kahden puhdistimen 56 ja 56' kytken- : tä niin, että jälkimmäisen puhdistimen 56' rejekti voi- 35 daan, paitsi poistaa systeemistä kokonaan, myös johtaa • · esimerkiksi osa siitä takaisin sekoitus/hienonnussäiliöön i 9 105488 58 uudelleen hienonnettavaksi, jolloin voidaan periaatteessa kokonaan välttyä materiaalihävikiltä.

Kuviossa 6 esitetään suoritusmuoto, jossa puhdistimen 66 5 jälkeen on järjestetty useita toisiaan seuraavia sekoi-tus/hienonnuslaitteita 68, 68' ja 68". Vasta kuvatun kolmivaiheisen hienonnuksen jälkeen materiaali johdetaan pumpulla 50 puhdistimelle 66', jonka aksepti johdetaan uudelleen käyttöön tai palautetaan edeltävän puhdistimen 10 66 syöttöön ennen pumppua 44. Rejekti puolestaan poiste taan kokonaan tai käsitellään edelleen jossakin erillään. Kuitenkin on täysin mahdollista, että myös puhdistimen 66' rejekti palautetaan johonkin aiempaan hienonnusvai-heeseen jatkohienonnukseen. Edelleen on mahdollista, että 15 hienonnusvaiheita on vain kaksi tai useampia kuin kolme, aivan tarpeesta riippuen.

Samoin itse hienontamiskäsittely voidaan tehdä joko yksi-tai monivaiheisena ja ainakin teoriassa olisi mahdollinen 20 myös sellainen prosessi, jossa karkeaa jaetta kierrätetään niin pitkään, että kaikki, myös mahdollinen hiekka < i f ; yms. epäpuhtaudet, hienonnetaan ja palautetaan proses-

I I

:,r:/ siin, jolloin systeemi olisi täysin suljettu.

I -

i « I

25 Kuviossa 7 esitetään vielä suoritusmuoto, jossa puhdisti-*.·.* men 76 rejekti johdetaan sekoitus/hienonnuslaitteeseen ι’ϊ: 78, joka käsittää useampia päällekkäisiä sekoitusvyöhyk- keitä. Tämä sekoitus/hienonnuslaitteessa 78 hienonnettu . materiaali viedään sitten pumpulla 50 viimeiseen frakti- t · · 30 ointivaiheeseen puhdistimeen 79. Tarkoituksena on hienon- • . taa materiaalia tehokkaammin kuin yksivaiheisessa sekoi- tusastiassa.

* * * r :

Kuvioissa 2 ja 3 kuvatuille suoritusmuodoille on esitetty r i 35 vaihtoehto kuviossa 8. Kuviossa 8 viimeisen pyörrepuhdis- | < tinportaan 32 karkea rejekti, jonka tuhkapitoisuus voi olla jopa 60 - 80 %, johdetaan pumpulla 80 edullisesti 10 105488 mahdollisimman vähän kiintoainetta sisältävällä kiertovedellä, esimerkiksi kuiduntalteenoton kirkkaalla suodok-sella S, laimennettuna kaarisihdin 82, esim. ns. Micra-screen, syöttöön. Kaarisihdin 82 sihtipintana käytetään 5 esimerkiksi rakoleveydeltään 100 μιη olevaa sihtiä. Kaa-risihdillä 82 syöttövirtaus jaetaan saosteeseen ja suo-dokseen. Saosteessa poistetaan kaikki karkeat kuitu-, tikku- ja epäpuhtausjakeet. Suodokseen menevät mainituista 100 /im raoista läpi päässeet täyteainepartikkelit ja 10 valtaosa vedestä. Kaarisihdin 82 suodos johdetaan pumpulla 84, edullisesti mahdollisimman vähän kiintoainetta sisältävällä kiertovedellä S laimennettuna, pyörrepuhdis-timien 86 syöttöön. Pyörrepuhdistimien 86 aksepti, jossa on valtaosa vedestä ja hieno alle 10 μιη täyteainejae 15 palautetaan esimerkiksi viimeisen pyörrepuhdistusportaan syöttöön pumpulle 88 tai hylynsaostukseen (katkoviiva B). Pyörrepuhdistinportaan 86 alite käsittää partikkelikooltaan yli 10 /ra täyteainejakeen korkeassa n. 40 - 50 %:n kiintoainepitoisuudessa. Mainittu alite ohjataan esimer-20 kiksi vapaalla pudotuksella dispergointilaitteeseen 90, jossa alitteessa olevat kiintoainepartikkelit saatetaan I ( voimakkaiden leikkausvoimien alaisiksi. Täyteainepartik- « 4 kelit pilkkoutuvat ja dispergointilaitteesta 90 poistuva t;' virtaus on suurelta osin partikkelikooltaan homogeenista, a * ’···' 25 käyttökelpoista, alle 10 μιη täyteainejaetta.

i • ·« • ·· V : Dispergointilaitteessa 90 hienonnettu täyteainejae pa lautetaan pumpulla 84 pyörrepuhdistusportaan 86 syöttöön, ϊ joka toimii jo edellä kuvatulla tavalla. Siten hienontu- • · · ·*:*: 30 matonta täyteainejaetta voidaan kierrättää dispergointi- t * . laitteessa 90 ja pyörrepuhdistimissa 86 siihen saakka, \m’ kunnes täyteainepartikkelit ovat hienontuneet käyttökel- | j ···' poiseen kokoon.

• · • 35 Kuviossa 9 esitetään kuviota 8 vastaava vaihtoehto. Ainoana merkittäväropänä erona kuvioon 8 on se, että kaarisihdin tilalla on käytetty painelajitinta 92, joka kaarisih- 11 105488 din tavoin lajittelee pyörrepuhdistinportaalta 32 tulevan rejektin prosessista poistettavaan karkeaan jakeeseen ja edelleen käsiteltävään täyteainepartikkeleja sisältävään jakeeseen, jonka käsittely on kuvattu jo kuvion 8 yh-5 teydessä. On kuitenkin huomattava, että painelajittimen 92 käyttämisellä voidaan välttää kuvion 8 pumpun 84 käyttö, koska painelajittimelta saatava hieno jae voidaan syöttää suoraan pyörrepuhdistimiin 86. Toisena erona kuviossa 9 kuvioon 8 verrattuna on se, että dispergointi-10 laitteessa 90 hienonnettu materiaali palautetaan painelajittimen 92 syöttöön eikä suoraan takaisin pyörrepuhdis-timille kuten kuviossa 8.

Luonnollisesti myös kuvioiden 8 ja 9 esittämissä ratkai-15 suissa voidaan kytkeä useampia jaotteluvaiheita ja dis-pergointivaiheita peräkkäin esimerkiksi kuvion 4 tavoin. Edelleen on myös mahdollista johtaa hienonnettu materiaali dispergointilaitteesta 90 vaikkapa uuteen jaotteluvai-heeseen 94 (koko prosessin osa kuvattu katkoviivoilla 20 vaihtoehtoisen luonteensa vuoksi) josta käyttökelpoinen hienoaines palautetaan käyttöön ja karkea jae rejektoi- : . , daan ja poistetaan systeemistä.

« · · « « · t

Kuvasarja 10a - c esittää prosessin kaarisihdin syötön a t 25 (Fig. 10a), suodoksen (Fig. 10b) ja rejektin (Fig. 10c).

1 4 4 ;j·* Kuvista nähdään selvästi, kuinka kaikki kuvan 10a syötös- *·* * sä ollut kuitupitoinen jae sekä suurikokoiset täyte- ainepartikkelit ovat rejektoituneet kuvaan 10c ja suodos, kuva 10b, sisältää ainoastaan täyteainejaetta.

iT: 30 m

Kuten edellä esitetyistä monista toisistaan jossakin * · — määrin poikkeavista suoritusmuodoista nähdään, on kehi-T tetty uusi ja ennalta tuntematon menetelmä ja laitteisto 9 :,j.: kierrätyskuitumateriaalin käsittelemiseksi niin, että « « '·,*«· 35 mahdollisimman suuri osa siinä olevasta täyteaineesta saataisiin talteen ja uudelleen käyttöön. Ensimmäiseksi on huomattava, että kaikki kuvioissa kuvatut ja selityk- 12 105488 sessä mainitut laitteet on kytketty toisiinsa tarkoitukseen sopivilla virtausteillä, joko kuvioissa näytetyllä, selityksessä esitetyllä tai vaatimuksissa mainitulla tavalla. Edelleen on huomattava, että edellä esitetyt 5 suoritusmuodot ovat vain esimerkkejä keksinnön monista eri variaatioista ilman mitään tarkoitusta rajoittaa keksintöä koskemaan ainoastaan esitetyt suoritusmuodot. Siten on selvää, että vaikka edellä esitetyissä suoritusmuodoissa on kuvattu sekoitus/hienonnuslaitteena säiliö, 10 johon on sijoitettu yksi tai useampia sekoitus-/hienon-nusroottoreita, voidaan hienonnuslaitteena käyttää myös sinänsä tunnettuja jauhimia tai myllytyyppisiä hienon-timia. On myös selvää, että eri suoritusmuotojen yhteydessä kuvatut yksityiskohdat ovat soveltuvin osin käytet-15 tävissä myös toisissa suoritusmuodoissa ilman eri mainintaa. Siten keksintöä rajoittavat ainoastaan oheiset patenttivaatimukset.

i 1 s · I ( t V i .

f · a a ·· * : : a • f · · * a a • a · • a · a · · f I t • a « # • · · t : * I * <

III

i « * li* f « ( I f I « ·

I I

r I

Claims (35)

1. Menetelmä täyteainepitoisen materiaalin, kuten paperista, päällystetystä paperista, kartongista ja/tai hylystä muodostuvan kierrätyskuitumateriaalin käsittelyyn 5 kyseisiä tuotteita valmistavien tuotantokoneiden lyhyen kierron useampiportaisen pyörre-puhdistuslaitoksen (32) yhteydessä, jossa kyseiseen pyörrepuhdistuslaitokseen (32) syötetty materiaali jaetaan kahteen fraktioon, joista hienompi fraktio johdetaan tuotantoprosessiin ja karkeampi, kuiduista, tikuista ja mineraali- tai täyteaineesta koostuva fraktio eli rejekti ohjataan fraktiointiin, jossa se edelleen fraktioidaan niin, että hieno jae 10 palautetaan uudelleen käyttöön, ja karkeampi mineraalipitoinen rejekti viedään jatkokäsittelyyn, tunnettu siitä, että hienonnetaan (48, 48', 58,68, 68', 68", 78) mainittu mineraalipitoinen rejekti kyseisessä jatkokäsittelyssä, johdetaan hienonnettu materiaali fraktiointivaiheeseen (52, 54, 46'", 56', 66', 15 79), jossa jaetaan hienonnettu materiaali kahteen fraktioon, joista hieno fraktio palautetaan takaisin prosessiin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että, ennen 20 hienonnusvaihetta mainittu rejekti johdetaan ensimmäiseen fraktiointivaiheeseen (46, 46', 56,66, 76), jossa se jaetaan kahteen fraktioon, joista hieno fraktio palautetaan pyörrepuhdistuslaitokseen (32) ja karkea fraktio johdetaan mainittuun hienonnusvaiheeseen (48, 48’, 58, 68, 68’, 68", 78), f < i i I · « _ < t « « « « · : V 25

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että * * * hienonnusvaihetta (48') seuraa toinen fraktiointivaihe (46"), jossa materiaali jaetaan kahteen fraktioon, joista hieno fraktio palautetaan edeltävään prosessiin, esim. pyörrepuhdistuslaitokseen (32) ja karkea fraktio johdetaan toiseen hienonnusvaiheeseen (48") ennen seuraavaa fraktiointivaihetta (46'"). 30

·»· :***: 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • a · hienonnusvaihetta (48') seuraa toinen fraktiointivaihe (46"), jossa materiaali jaetaan kahteen fraktioon, joista hieno fraktio palautetaan ensimmäiseen fraktiointivaiheeseen • · ------- ........ • » '" (46') ja karkea fraktio johdetaan toiseen hienonnusvaiheeseen (48") ennen seuraavaa : *·, 35 fraktiointivaihetta (46'"). a • a 14 105488

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että karkea fraktio hienonnusvaiheen (48') jälkeisestä fraktiointivaiheesta (46") johdetaan yhteen tai useampaan hienonnus-fraktiointisysteemiin (48", 46'"). 5

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin osa karkeasta fraktiosta hienonnusvaiheen (68) jälkeisestä fraktiointivaiheesta (56') palautetaan takaisin hienonnusvaiheeseen.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että karkea fraktio hienonnusvaihetta (58) seuraavasta viimeisestä fraktiointivaiheesta (560 palautetaan takaisin hienonnusvaiheeseen (58).

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että useampia 15 hienonnusvaiheita (68,68', 68"; 78) on kytketty peräkkäin ilman näiden välillä tapahtuvaa fraktiointivaihetta.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hienonnettu fraktio laimennetaan ennen sen syöttämistä fraktiointivaiheeseen (46", 46'", 20 52, 54, 56', 66', 79).

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että karkea ' "· fraktio puretaan fraktiointivaiheesta (46, 46', 46", 56, 66, 76) yli 30 %:n sakeudessa , i i hienonnusvaiheeseen (48,48', 48", 58, 68', 78). Il : ' : 25 * · i1":

11. Menetelmä täyteainepitoisen materiaalin, kuten paperista, päällystetystä : paperista ja/tai kartongista muodostuvan kierrätyskuitumateriaalin käsittelyyn, jossa :T: menetelmässä kyseinen kierrätyskuitumateriaali käsitellään uusiomassasysteemin lajittamon pyörrepuhdistuksessa (32), jossa kyseinen materiaali jaetaan kahteen fraktioon, 30 joista hienompi kuitupitoinen fraktio palautetaan uudelleen käyttöön ja karkeampi IM .···. mineraalipitoinen fraktio eli rejekti ohjataan jatkokäsittelyyn, tunnettu siitä, että mainittu • « · ‘. mineraalipitoinen rejekti hienonnetaan kyseisessä jatkokäsittelyssä (48, 48', 58, 68, 68', • · I • ·.; ’ 68", 78) mainitun pyönrepuhdistuslaitoksen (32) yhteydessä. • · • · • · · • · • · • · · i » 15 105488

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hienonnettu aines johdetaan fraktiointivaiheeseen, josta hieno fraktio johdetaan uudelleen käyttöön.

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hienonnusvaihetta (90) seuraa fraktiointivaihe, jossa fraktiointivaiheessa materiaali jaetaan kahteen fraktioon, joista hieno fraktio palautetaan edeltävään prosessiin, esimerkiksi pyörrepuhdistuslaitokseen (32) ja karkea fraktio johdetaan toiseen hienonnusvaiheeseen ennen seuraavaa fraktiointivaihetta. 10

13 105488

14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että karkea fraktio johdetaan pyörrepuhdistuksesta (46, 46', 46", 56, 66, 76) yli 30 %:n sakeudessa hienonnusvaiheeseen (48,48', 48", 58, 68', 78).

15. Laitteisto täyteainepitoisen materiaalin, kuten paperista, päällystetystä paperista, kartongista ja/tai hylystä muodostuvan kierrätyskuitumateriaalin käsittelyyn kyseisiä tuotteita valmistavien tuotantokoneiden lyhyen kierron useampiportaisen pyör- repuhdistuslaitoksen (32) yhteydessä, johon laitteistoon kuuluu mainitun pyörrepuh- distuslaitoksen (32) yhteyteen sijoittuvat laitteet mainittuun pyörrepuhdistuslaitokseen (32) 20 syötetyn materiaalin fraktioimiseksi kuitupitoiseen jakeeseen ja mineraali- ja/tai täyteainepitoiseen jakeeseen sekä laitteet mainitun mineraalipitoisen jakeen käsittelemiseksi edelleen, tunnettu siitä, että mainitut mineraali- ja/tai täyteaineen : · ; käsittelylaitteet koostuvat ainakin yhdestä sekoitin/hienonnuslaitteesta (48,48', 48", 58, : 68,68’, 68", 78). • · · · 25 • · • · .···.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että siihen . .·. lisäksi kuuluu sekoitin/hienonnuslaitetta (48, 48’, 48", 58, 68, 68’, 68", 78) edeltävä fraktiointilaite (46,46’, 46", 56,66,76). • f ... 30

17. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että siihen lisäksi · * « kuuluu sekoitin/hienonnuslaitetta (48, 48’, 48", 58, 68, 68’, 68", 78) prosessissa seuraava fraktiointilaite (52, 54, 56’, 46'", 66', 79). « « · I ( « · IM

18. Patenttivaatimuksen 16 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että m j ’., # 35 fraktiointilaite (46,46', 46", 56,66,76) on pyörre-erotin. • · 16 105488

19. Patenttivaatimuksen 17 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että fraktiointilaite (52, 56', 46'", 66', 79) on pyörre-erotin.

20. Patenttivaatimuksen 17 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että 5 fraktiointilaite (54) on reikä- tai rakolevyn käyttöön perustuva läjitin, esimerkiksi kaarisihti tai painelajitin.

21. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto koostuu pumpusta (44), fraktiointilaitteesta (46), sekoitus/hienonnuslaitteesta (48), 10 pumpusta (50) ja fraktiointilaitteesta (52, 54).

22. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto koostuu pumpusta (44), fraktiointilaitteesta (46'), sekoitus/hienonnuslaitteesta (48'), pumpusta (44'), fraktiointilaitteesta 46", sekoitus/hienonnuslaitteesta (48"), pumpusta (50) 15 ja fraktiointilaitteesta (46'").

23. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto koostuu pumpusta (44), fraktiointilaitteesta (56), sekoitus/hienonnuslaitteesta (58), pumpusta (50) ja fraktiointilaitteesta (56'), jonka rejektiyhde on kytketty 20 sekoitus/hienonnuslaitteeseen (58).

24. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto « :koostuu pumpusta (44), fraktiointilaitteesta (66), ainakin kahdesta sekoitus/hienonnus-« · .: ! laitteesta (68,68', 68'"), pumpusta (50) ja fraktiointilaitteesta (66'). 25 • 1 2

25. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto koostuu pumpusta (44), fraktiointilaitteesta (76), ainakin kaksivaiheisesta sekoitus- :T: /hienonnuslaitteesta (78), pumpusta (50) ja fraktiointilaitteesta (79).

26. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että • · · ·3· sekoitus/hienonnuslaite (48, 48', 48", 58,68,68', 68", 78) on säiliö, jossa on ainakin yksi • · · sekoitinelin, edullisesti roottori. ··1 m • · · · • · · • · • · « · · « · · 2 • · « · « 3 17 105488

27. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että sekoitus/hienonnuslaite (48, 48', 48", 58, 68, 68’, 68", 78) on levy-, kartio- tai mylly-tyyppinen jauhin.

28. Laitteisto täyteainepitoisen materiaalin, kuten paperista, päällystetystä paperista ja/tai kartongista muodostuvan kierrätyskuitumateriaalin käsittelyyn uusiomassasysteemin lajittamon yhteydessä, johon laitteistoon kuuluu pyörrepuhdis-tuslaitos (32) kyseisen kierrätyskuitumateriaalin fraktioimiseksi kuitupitoiseen aksepti- ja mineraalipitoiseen rejektifraktioon sekä laitteet mainitun mineraalipitoisen rejektifraktion 10 käsittelemiseksi edelleen, tunnettu siitä, että mainitun mineraalipitoisen rejektifraktion käsittelylaite käsittää ainakin yhden sekoitin/hienonnuslaitteen (48, 48’, 48”, 58, 68, 68’, 68”, 78,90).

29. Patenttivaatimuksen 28 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittuun 15 laitteistoon kuuluu mineraalipitoisen rejektin konsentraatiota kohottava fraktiointilaite (46, 46’, 46”, 56, 66, 76, 86), joka sijaitsee ennen sekoitin/hienonnuslaitetta (48, 48’, 48”, 58, 68, 68’, 68”, 78, 90).

30. Patenttivaatimuksen 28 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittuihin 20 laitteisiin kuuluu lisäksi. fraktiointilaite (52, 54, 46’”, 56’, 66’, 79, 94) viimeisen fraktiointivaiheen suorittamiseksi sekoitin/hienonnuslaitteen (48, 48’, 48”, 58, 68, 68’, 68”, 78, 90) jälkeen. < M ' ..... < < « i.j j

31. Patenttivaatimuksen 29 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kyseinen i1'25 konsentraatiota kohottava fraktiointilaite (46,46’, 46”, 56,66,76, 86) on pyörre-erotin. » · · • · • · Ml

-----;-------- : 32. Patenttivaatimuksen 30 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että • · · : fraktiointilaite (52, 54,46’”, 56’, 66’, 79,94) on pyörre-erotin. »

33. Patenttivaatimuksen 28 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ennen • · - — — - .···. mainittua fraktiointilaitetta (86) sijaitsee reikä- tai rakolevyn käyttöön perustuva läjitin (82, • · « ---------- - 92), esimerkiksi kaarisihti tai painelajitin. • · · • · · · ·« _ ___ • · — • » • · · • · · • · • · · 18 105488

34. Patenttivaatimuksen 28 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää ainakin pumpun (80), ensimmäisen fraktiointilaitteen (82,92), toisen fraktiointilaitteen (86), sekoitin/hienonnuslaitteen (90) sekä näitä yhdistävät virtauskanavat.

35. Patenttivaatimuksen 28 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi pumpun (84), joka on sijoitettu ennen fraktiontilaitetta (86). 10