FI111468B - Menetelmä ja laitteisto täyteainepitoisen materiaalin, kuten kierrätyskuidun käsittelyyn - Google Patents

Description

111468

Menetelmä ja laitteisto täyteainepitoisen materiaalin, kuten kierrätyskuidun käsittelyyn

Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteis-5 toon kierrätyskuidun käsittelyn ja/tai paperitehtaan laitosrejektinä pyörrepuhdistuksesta poistuvan ja/tai yleensäkin mineraalipitoisena rejektinä poistuvan jakeen käsittelyssä. Kuten tunnettua, kierrätyskuitumateriaalin lähteitä ovat sekä paperikoneen ns. hylky, joka on uudel-10 leen käytettävää raaka-ainetta, että varsinainen, eri tavoin käytetty paperi ja kartonki. Keksintö kohdistuu erityisesti tällaisten kierrätyskuitumateriaalien käsittelyyn niin, että niissä olevat täyteaineet saadaan mahdollisimman tarkkaan otetuksi talteen ja palautettua ta-15 kaisin prosessiin mahdollisimman tehokkaasti ja taloudellisesti.

Täyteainepitoisia paperilaatuja ja etenkin päällystettyjä paperilaatuja tekevillä paperikoneilla lyhyen kierron 20 pyörrepuhdistuslaitoksen laitosrejektinä prosessista poistuu runsaasti mineraali- ja pigmenttijaetta, joka materiaalina olisi hyödynnettävissä paperin raaka-aineena, mutta, joka partikkelikooltaan on liian karkeaa. Toisena paperitehtaan mineraalipitoisten rejektien läh- : 25 teenä ovat täyteaineen ja päällystepigmentin valmistus- « prosessi ja siinä käytettävien laitteiden huuhtelukier-rot.

SC- ja muita täyteainepitoisia laatuja tekevillä paperi-30 koneilla lyhyen kierron pyörrepuhdistuksesta laitosrejek tinä poistuva mineraalifraktio on massa-annostelussa lisättävän mineraali jakeen, ts. täyteaineen, karkea, partikkelikooltaan yleensä yli 10 μια osuus.

35 Päällystettyjä laatuja tekevillä paperikoneilla lyhyen kierron pyörrepuhdistuslaitoksen laitosrejektinä prosessista poistuva mineraalifraktio on valtaosin päällystetyn 2 111468 hylyn hajoamatonta päällystekerrosta. Päällystekerros ei ole ha j onnut/dispergoitunut hylyn hajotussysteemissä riittävän hienoksi. Päällystyskerroksen hienontuxnatta jäänyt, raekooltaan yleisesti yli 10 βτα, jae rejektoituu 5 lyhyen kierron pyörrepuhdistuksessa.

Sama pätee myös uusiomassasysteemeissä, missä raaka-aineena käytetään päällystettyä aikakauslehtipaperia tms. runsaasti päällystettyä uusiopaperin raaka-ainetta. Uu-10 siopaperimassan hajotussysteemissä päällystetyn paperin päällystekerros irtoaa varsinaisesta paperin kuituker-roksesta enemmän tai vähemmän levymäisinä jakeina, jotka osittain murenevat prosessin vaikutuksesta. Mureneminen ja dispergoituminen ei ole kuitenkaan täydellistä ja 15 niinpä uusiomassalinjan lajittamon pyörrepuhdistuksessa nämä hienontumatta jääneet päällystepigmenttipartikkelit poistuvat prosessista rejektinä. Kuitenkin raaka-ainekoostumukseltaan valtaosa partikkeleista olisi paperinvalmistukseen käyttökelpoista täyteainetta, jota pape-20 rinvalraistuksen myöhemmässä vaiheessa joudutaan kuitusus- pensioon mahdollisesti lisäämään. Kokonsa puolesta nämä partikkelit ovat kuitenkin sellaisia, että niistä tulee ongelmia itse paperikoneella ellei niitä hienonneta/dis-pergoida ja näin tehdä täyteaineeksi kelpaavaksi.

25

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa pyörrepuhdistuksen lai-tosrejektinä ja/tai täyteaineen tai päällystepigmentin valmistusprosessin rejektinä poistuvaa täyteaine-/mineraali jaehäviötä pienennetään käsittelemällä mineraalija-30 ekoostumukseltaan konsentroitua fraktiota pyörrepuhdis- tuslaitoksen yhteydessä mineraalijakeiden hienontamiseksi ja uudelleen palauttamiseksi prosessiin.

Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston mukanaan 35 tuomista eduista kannattaa mainita mm. seuraavat: Täyteaine/mineraali-, vesi-, kemikaali-, lämpöjä kuituhäviöt ovat mahdollisimman pienet. Pois- 3 111468 tetaan pelkästään käyttökelvoton ja käyttökel-volliseen muotoon muutettavissa olematon fraktio erittäin konsentroituneessa muodossa.

- Mineraalipartikkelien dispergointi perustuu sus- 5 pension sisäisiin leikkausvoimiin eli mekaaninen kuluminen on vähäistä.

Systeemin investointikustannukset ovat erittäin alhaiset. Tekninen toteutus tapahtuu tunnetuilla kaupallisilla laitteilla, takaisinmaksuaika on 10 lyhyt.

Systeemi on helppo toteuttaa eli se on mahdol lista lisätä myös jo käytössä oleviin järjestelmiin kokoamalla eri lähteistä tulevat mineraa-lipitoiset rejektit yhteen ja lisäämällä esimer-15 kiksi viimeisen puhdistin- eli cleaner-portaan jälkeen tai cleaner-laitoksen sisälle mineraali-jakeen ja orgaanisen jakeen erilleen fraktioiva sihtilaite sekä uudentyyppinen puhdistin, josta alitevirtaus poistuu erittäin konsentroituneessa 20 muodossa ja lisäämällä näitten jälkeen mineraali jakeet hajottava käsittelyvaihe.

Käsittely toteutetaan edullisimmin paperikoneen lyhyen kierron prosessin sisällä konekohtaisena toteutuksena, jolloin ei sekoiteta esimerkiksi 25 koneiden vesikiertoja.

- Systeemi on jatkuvatoiminen osa paperikoneen lyhyttä kiertoa tai lajittelujärjestelmää. Toisin sanoen prosessiolosuhteet ovat vakiot ja toiminta on häiriötön.

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

35 Keksinnön mukaiselle menetelmälle ja laitteistolle tunnusmerkilliset piirteet käyvät ilmi oheisista patenttivaatimuksista.

4 111468

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista kuviot la ja Ib esittävät kahta tekniikan tason mukaista 5 täyteaineen talteenottosysteemiä, kuvio 2 esittää erästä tekniikan tason mukaista täyteaineen talteenottosysteemiä, kuvio 3 esittää erästä toista tekniikan tason mukaista täyteaineen talteenottosysteemiä, 10 kuviot 4a - c esittävät 100 kertaisena valokuvasuurennok-sena kuvion 2 mukaisen laitteiston kaarisihdille syötetyn materiaalin sekä molemmat kaarisihdiltä saatavat fraktiot, kuvio 5 esittää keksinnön eräitä edullisia suoritusmuoto-15 ja yhdistettynä samaan kuvioon, kuvio 6 esittää vielä erään keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaista ratkaisua, ja kuvio 7 esittää vielä yhden keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisen ratkaisun.

20

Eräänä esimerkkinä vanhastaan tunnetuista ratkaisuista täyteaine/mineraalihävikin pienentämiseksi on esimerkiksi kuvion la mukainen ratkaisumalli. Siinä mineraalihävikkiä pienennetään fraktioimalla prosessista poistuvasta vir-• 25 tauksesta kaarisihdin rakokokoa pienempi hienoaines so.

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 30 johdetaan välisäiliöön 12 ja hienompi fraktio suodossäi-liöön 14. Suodossäiliöstä 14 hienompi fraktio pumpataan pumpulla 16 toisiovaiheen kaarisihdille 18, ns. Micra-Screen, jonka karkeampi fraktio ohjataan välisäiliöön 12 ja hienompijakeinen, käytännöllisesti katsoen kaikki 35 neste ja sen mukana tullut täyteaine uudelleen käytettäväksi vaikkapa prosessissa tarvittaviin laimennuksiin. Välisäiliöstä 12 kaarisihtien 10 ja 18 rejektinä poistet- 5 111468 tu fraktio pumpataan pumpulla 20 esimerkiksi suodatuspu-ristimelle 22 karkean jakeen saostamiseksi käsittelykel-poisempaan sakeuteen. Fraktiointilaitteena voidaan käyttää paitsi kaarisihtiä 10 kuten kuviossa la, myös pie-5 nireikäistä/-rakoista painelajitinta tai pyörrepuhdisti-mia (kuvio Ib) kuten yleisesti hiekan erotuksessa käytettäviä ns. trap-puhdistimia.

Kuvion Ib mukaisesti käsiteltävä materiaali saadaan pyör-10 repuhdistuslaitoksen 32 kolmannen tai neljännen portaan rejektinä, jonka rejektoima hieno fraktio johdetaan takaisin käyttöön. Pyörrepuhdistuslaitoksesta rejektoitu aines johdetaan pumpulla 34 kaarisihdille 36, edullisesti ns. Micra-Screen, jonka akseptoima neste ts. suodos joh-15 detaan viirakaivoon tai vaikkapa toisiolajittimen laimennukseen. Kaarisihdin 36 rejekti, ts. saoste puolestaan johdetaan pumpun 38 imupuolelle, josta se edelleen pumpataan puhdistimeen 39, edullisesti ns. Eliminator-cleane-riin, joka muuten on esitetty esimerkiksi US patentissa 20 5,139,652. Puhdistimen 39 aksepti johdetaan pyörrepuhdis- tuslaitoksen kolmannen tai neljännen portaan 32 syöttö-pumpun 30 imupuolelle pumpattavaksi uudelleen kiertoon.

Kaikille näille ennalta tunnetuille tavoille on kuitenkin •t 25 ominaista, että ne eivät muuta/hienonna talteenotettavan « kiintoaineen partikkelikokoa/-jakaumaa, vaan ainoastaan erottavat hienoimman ja sellaisenaan ainakin osittain käyttökelpoisen sekä karkean jakeen erilleen ja palauttavat hienon jakeen käyttöön.

30

Keksinnön mukaiselle mineraalijakeiden hienontamis-/dis-pergointiprosessille on ominaista, että se perustuu vir-tauksen/suspension sisäisiin mekaanisesti aikaansaataviin leikkausvoimiin. Jotta leikkausvoimilla suspension sisäl-35 lä olisi hienontava vaikutus, toisin sanoen riittävästi tehoa, täytyy suspension konsentraation olla korkea. Periaatteena on, että mitä suuremmassa konsentraatiossa

J

6 111468 käsittely suoritetaan sitä tehokkaampaa se on eli sitä suuremmat leikkausvoimat on mahdollista suspensioon kohdistaa ja sitä tehokkaammin dispergointi tapahtuu.

5 Mineraalijakeiden konsentraation nostaminen korkeaksi onnistuu kätevimmin uudentyyppisellä US patenttijulkaisussa 5,139,652 kuvatulla pyörrepuhdistinrakenteella, joka on lajittelutehokkuudeltaan huippuluokkaa, mutta, josta karkea, yli 10 jum, mineraalifraktio poistuu alitteena erit-10 täin konsentroituneena, kiintoainepitoisuudeltaan jopa yli 40 %:sena virtauksena.

Käsiteltävän jakeen konsentraation nosto voidaan tehdä myös esimerkiksi suodattamalla tai laskeuttamalla, mutta 15 kaikille näille muille menetelmille on tunnusomaista, että ne vaativat lisälaitteita ja/tai suuret tilavuudet, ovat aikaa vieviä ja varsin hankalia toteuttaa jatkuvana häiriöttömänä prosessina. Uudentyyppisellä pyörrepuhdis-timella tapahtuva mineraalijakeen konsentroituminen ta-20 pahtuu muun pyörrepuhdistimen normaalin toiminnan yhteydessä ilman mitään lisälaitteita.

Saostamisen so. kiintoainekonsentraation nostamisen jälkeen mineraalijaetta käsitellään suuret suspension sisäi-25 set leikkausvoimat synnyttävillä mekaanisilla sekoi- tinelementeillä tai jauhinlaitteilla. Leikkausvoimien vaikutuksesta mineraalipartikkelit hankautuvat toisiaan vasten ja hienontuvat partikkelikooltaan paperin valmistukseen kelpaavaksi täyteaineeksi.

30 Lähtökohtana kuviossa 2 esitetylle ratkaisulle on FI patentissa 93753 kuvattu prosessi. Mainitussa patentissa kuvataan menetelmää täyteainepitoisen materiaalin, kuten kierrätyskuidun käsittelyyn, jossa menetelmässä kierrä-35 tyskuitumateriaali käsitellään useampiportaisessa pyörre- puhdistuslaitoksessa, jonka viimeisessä portaassa materiaali jaetaan kahteen fraktioon, joista hienompi fraktio i 7 111468 palautetaan uudelleen kä' :töön ja karkeampi fraktio el. rejekti ohjataan jatkokäsittelyyn. Mainitun patentii mukaiselle menetelmälle on tunnusmerkillistä, että mainittu rejekti johdetaan ensimmäiseen fraktiointivaihee-5 seen, jaetaan mainittu rejekti kahteen fraktioon, joista hieno fraktio palautetaan pyörrepuhdistuslaitokseen ja karkea fraktio johdetaan hienonnusvaiheeseen, hienonnetaan karkea fraktio, johdetaan hienonnettu materiaali viimeiseen fraktiointivaiheeseen, jossa jaetaan hienon-10 nettu materiaali kahteen fraktioon, joista hieno fraktio palautetaan takaisin prosessiin. Toisin sanoen menetelmässä pyörrepuhdistuslaitoksen rejekti fraktoidaan siten, että hieno aines palautetaan pyörrepuhdistuslaitokseen ja karkeata jaetta käsitellään edelleen.

15

Mainitulle FI patentissa 93753 kuvatulle menetelmälle on esitetty vaihtoehto kuvioissa 2 ja 3, jotka muuten esiintyvät myös W0 hakemuksessa PCT/FI94/00086. Kuviossa 2 viimeisen pyörrepuhdistinportaan 32 karkea rejekti, jonka 20 tuhkapitoisuus voi olla jopa 60 - 90 %, johdetaan pumpulla 80 edullisesti mahdollisimman vähän kiintoainetta sisältävällä kiertovedellä, esimerkiksi kuiduntalteenoton kirkkaalla suodoksella S, laimennettuna kaarisihdin 82, esim. ns. Micra-screen, syöttöön. Kaarisihdin 82 sihti-25 pintana käytetään esimerkiksi 100 - 250 /zm rakokooltaan olevaa sihtiä. Kaarisihdillä 82 syöttövirtaus jaetaan saosteeseen ja suodokseen. Saostee&sa poistetaan kaikki karkeat kuitu-, tikku- ja epäpuhtausjakeet. Suodokseen menevät mainituista 100 - 250 /tm raoista läpi päässeet 30 mineraalipartikkelit ja valtaosa vedestä. Kaarisihdin 82 suodos johdetaan pumpulla 84, edullisesti mahdollisimman vähän kiintoainetta sisältävällä kiertovedellä S, laimennettuna pyörrepuhdistiraien 86 syöttöön. Pyörrepuhdisti-mien 86 aksepti, jossa on valtaosa vedestä ja hieno alle 35 10 μπι täyteainejae palautetaan esimerkiksi viimeisen pyörrepuhdistusportaan syöttöön pumpulle 88, hylkysystee-miin, hylyn lajitteluun tai hylynsaostukseen, katkoviiva 8 111468 B. Pyörrepuhdistinportaan 86 alite käsittää partikkeli-kooltaan yli 10 μτα mineraalijakeen korkeassa n. 30-50 %:n kiintoainepitoisuudessa. Mainittu alite ohjataan esimerkiksi vapaalla pudotuksella dispergointilaitteeseen 5 90, jossa alitteessa olevat mineraalipartikkelit saate taan voimakkaiden leikkausvoimien alaisiksi. Mineraali-partikkelit pilkkoutuvat ja dispergointilaitteesta 90 poistuva virtaus on suurelta osin partikkelikooltaan homogeenista, käyttökelpoista, alle 10 μιη täyteainejaet-10 ta.

Dispergointilaitteessa 90 hienonnettu mineraalijae pa-' lautetaan pumpulla 84 pyörrepuhdistusportaan 86 syöttöön, joka toimii jo edellä kuvatulla tavalla. Siten hienontu-15 matonta mineraalijaetta voidaan kierrättää dispergointilaitteessa 90 ja pyörrepuhdistimissa 86 siihen saakka, kunnes mineraalipartikkelit ovat hienontuneet täyteaineeksi kelpaavaan käyttökelpoiseen kokoon.

20 Kuviossa 3 esitetään kuviota 2 vastaava vaihtoehto. Aino ana merkittävämpänä erona kuvioon 2 on se, että kaarisih-din tilalla on käytetty painelajitinta 92, joka kaarisih-din tavoin lajittelee pyörrepuhdistinprosessesta 32 tulevan rejektin ja/tai mineraalipitoisen rejektin prosessis-25 ta poistettavaan karkeaan jakeeseen ja edelleen käsiteltävään mineraalipartikkeleja sisältävään jakeeseen, jonka käsittely" on kuvattu jo kuvion 2 yhteydessä. Painelajit-timessa käytetään edullisesti erittäin pienireikäistä (reiän halkaisija 0.15 - 0.20 mm) sihtirumpua. On kuiten-30 kin huomattava, että painelajittimen 92 käyttämisellä voidaan välttää kuvion 2 pumpun 84 käyttö, koska painela-jittimelta saatava hieno jae voidaan paineellisena syöttää suoraan pyörrepuhdistimiin 86. Toisena erona kuviossa 3 kuvioon 2 verrattuna on se, että dispergointilaitteessa 35 90 hienonnettu materiaali palautetaan painelajittimen 92 syöttöön eikä suoraan takaisin pyörrepuhdistimille kuten kuviossa 2.

9 111468

Luonnollisesti myös kuvioiden 2 ja 3 esittämissä ratkaisuissa voidaan kytkeä useampia jaotteluvaiheita ja dis-pergointivaiheita peräkkäin esimerkiksi edellämainitun FI-patentin kuvion 4 tavoin. Edelleen on myös mahdollista 5 johtaa hienonnettu materiaali dispergointilaitteesta 90 vaikkapa uuteen jaotteluvaiheeseen 94 (koko prosessin osa kuvattu katkoviivoilla vaihtoehtoisen luonteensa vuoksi) josta käyttökelpoinen hienoaines palautetaan käyttöön ja karkea jae rejektoidaan ja poistetaan systeemistä.

10

Kuvasarja 4 a - c esittää kuvion 2 mukaisen prosessin kaarisihdin syötön (Fig. 4a) , suodoksen (Fig. 4b) ja rejektin eli saosteen (Fig. 4c). Kuvista nähdään selvästi, kuinka kaikki kuvan 4a syötössä ollut kuitupitoinen 15 jae sekä suurikokoiset mineraalipartikkelit ovat rejekti-oituneet kuvan 4c saosteeseen, jolloin suodos, kuva 4b, sisältää ainoastaan mineraalijaetta.

Kuviossa 5 esitetään kuvioiden 2 ja 3 esittämästä proses-20 sista edelleenkehitetty versio, jossa keskitytään toisaalta käsittelemään kuviossa 2 esitetyn kaarisihdin 82, tai vastaavasti kuviossa 3 esitetyn painelajittimen 92, karkeata jaetta eli ns. saostetta. Toisaalta kuviossa 5 esitetään myös uusi tapa käsitellä ja kierrättää mineraa-25 lipitoista jaetta. Kuviossa 5 pyörrepuhdistinprosessin 32 karkea rejekti, jonka tuhkapitoisuus voi olla jopa 60 -90 %, johdetaan pumpulla 80 edullisesti mahdollisimman vähän kiintoainetta sisältävällä kiertovedellä, esimerkiksi kuiduntalteenoton kirkkaalla suodoksella S, laimen-30 nettuna sihtilaitteen 102, esim. kaarisihdin ns. Micra-screen (esitetty kuviossa) tai painelajittimen ns. Ahl-decker, syöttöön. Kaarisihdin ollessa kyseessä sihtipin-tana käytetään esimerkiksi 100 - 250 μιη rakokooltaan olevaa sihtiä. Painelajittimessa puolestaan käytetään edul-35 lisesti reikärumpua, jossa reikien halkaisija on luokkaa 0.15 - 0.20 mm. Sihtilaitteen 102 syöttövirtaus jaetaan saosteeseen ja suodokseen. Saosteessa poistetaan kaikki 10 111468 karkeat kuitu-, tikku- ja epäpuhtausjakeet. Suodokseen menevät mainituista 100 - 250 μιη raoista läpi päässeet mineraalipartikkelit ja valtaosa vedestä. Sihtilaitteen 102 suodos johdetaan pumpulla 104, edullisesti mahdolli-5 simman vähän kiintoainetta sisältävällä kiertovedellä S, laimennettuna pyörrepuhdistimien 106 syöttöön. Jos sihti-laitteena 102 on painelajitin, pumppua 104 ei välttämättä tarvita. Pyörrepuhdistimien 106 aksepti, jossa on valtaosa vedestä ja hieno alle 10 /im täyteainejae palautetaan 10 uudelleen käytettäväksi esimerkiksi hylyn käsittelyn tai viirakaivon kautta. Pyörrepuhdistinportaan 106 alite käsittää partikkelikooltaan yli 10 μιη mineraalijakeen ' korkeassa n. 30 - 50 %:n kiintoainepitoisuudessa. Mainit tu alite ohjataan esimerkiksi vapaalla pudotuksella jau-15 hatUslaitteeseen 110, joka voi olla dispergointilaite tai erityisesti tarkoitusta varten kehitetty jauhin, jossa alitteessa olevat kiintoainepartikkelit saatetaan voimakkaiden leikkausvoimien alaisiksi. Mineraalipartikkelit pilkkoutuvat ja jauhatuslaitteesta 110 poistuva virtaus 20 on suurelta osin partikkelikooltaan homogeenista, käyttökelpoista, alle ίο μπι mineraalijaetta.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan osa jau-hatuslaitteessa 110 hienonnetusta mineraalijakeesta pa-. . 25 lautetaan pumpulla 104 pyörrepuhdistusportaan 106 syöt töön, joka toimii jo edellä kuvatulla tavalla. (Toinen tapa on jo esitetty kuvion 2 yhteydessä, jossa koko hie— nonnettu jae palautetaan pyörrepuhdistusportaaseen.) Osa hienonnetusta mineraalijakeesta palautetaan sihtilaitteen 30 102 saosteen kanssa jatkokäsiteltäväksi. Siten hienontu- matonta mineraalijaetta voidaan kierrättää jauhatuslait-teessa 110 ja pyörrepuhdistimissa 106 siihen saakka, kunnes mineraalipartikkelit ovat hienontuneet täyteaineeksi kelpaavaan kokoon.

35

Aiemmissa suoritusmuodoissa, ainakaan kuvioissa 2 ja 3 esitetyissä, sihtilaitteen saosteen käsittelyyn ei ole 11 111468 kiinnitetty huomiota. Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan sihtilaitteen 102 saoste johdetaan vä-lisäiliöön 112, johon tuodaan myös laimennusnestettä D, joka on peräisin esimerkiksi kuiduntalteenoton kirkas-5 teestä. Sihtilaitteen 102 saoste laimennetaan välisäi-liössä 112 sekoittimen 114 varmistaessa sakeuden tasaantumisen. Laimennettu saoste johdetaan pumpulla 116 pyör-repuhdistimille 118, joilla erotetaan käyttökelpoinen kuitu- ja hieno täyteainejae, jotka palautetaan uudelleen 10 käyttöön esimerkiksi hylynkäsittelysysteemin kautta.

Pyörrepuhdistimien 118 rejekti, joka sisältää mm. suurikokoisia kuitukasaantumia, epäpuhtauksia ja mineraalikap-paleita, johdetaan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan ruuvisaostimelle 120, jolla rejektin sakeus 15 nostetaan mahdollisimman korkeaksi, jolloin rejekti voidaan suoraan saostimen 120 poistosakeudessa kuljettaa esimerkiksi poltettavaksi. Ruuvisaostimen 120 suodos palautetaan haluttaessa nestepäästöjen välttämiseksi esimerkiksi välisäiliöön 112, jolloin myös suodoksen 20 sisältämä hienoaines saadaan otettua talteen. Toinen mahdollisuus (näytetty katkoviivalla kuviossa 5) on palauttaa ruuvisaostimen suodos aina pumpun 80 syöttöön saakka, jolloin suodoksessa olevilla mineraalipartikke-leilla on mahdollisuus akseptoitua kaariseulalla 102 ja 25 kulkeutua edelleen aina dispergointiin saakka.

Kuten jo edellä todettiin, voidaan osa jauhatuslaitteen 110 hienontamasta aineksesta palauttaa sihtilaitteen 102 rejektin mukana jatkokäsittelyyn. Käytännöllisintä tämä 30 on tehdä niin, että mainittu hienoainejae johdetaan välisäiliöön 112 ja sekoitetaan siellä sihtilaitteen 102 rejektiin, jolloin riittävästi hienontunut hienoainejae akseptoituu pyörrepuhdistimissa 118 ja palautuu sitä kautta uudelleen käyttöön.

35

Kuviossa 6 esitetään vielä eräs keksinnön edullinen suoritusmuoto yhdistettynä kuviossa 5 esitettyyn prosessiin, 12 111468 vaikkakaan kyseisessä suoritusmuodossa esitetty osaprosessi ei suinkaan edellytä kaikkien muiden kuvion 6 osaprosessien mukanaoloa. Tämän suoritusmuodon lähtökohtana on se, että suorittamissamme kokeissa olemme nimit-5 täin huomanneet, että dispergointia voidaan tehostaa sekä käsittelemällä dispergoitavaa jaetta kemikaaleilla että lämmittämällä sitä. Luonnollisesti on mahdollista käsitellä jaetta samanaikaisesti sekä kemikaaleilla että lämmittämällä ja joko dispergointia ennen tai sen aikana.

10 Lämmitys tapahtuu edullisesti höyryllä. Kuvion 6 mukaisessa suoritusmuodossa pyörre-erottimelta 106 alitteena saatavaan jakeeseen lisätään kemikaaleja ja/tai höyryä esimerkiksi injektoimalla 130 ennen dispergointilaitetta tai ennen pystyputkea 108.

15

Dispergoitavan jakeen lämmityksessä on luonnollisesti otettava huomioon se, että jakeessa mahdollisesti on tahnoja, liima-aineita, sideaineita, muovipohjäisiä aineita yms., joiden ei ole syytä antaa pehmetä niin, että 20 ne tarttuisivat kiinni sen enempää prosessiputkistoon kuin prosessilaitteisiinkaan. Vastaavasti mineraali jakeen pehmentämiseen käytettävien kemikaalien so. lateksin pehmittimien kanssa on oltava huolellinen niin, että ne eivät edesauta tahmojen tarttumisessa.

25

Etuna tämän suoritusmuodon mukaisessa prosessissa on mm. hyötysuhteen paraneminen, koska dispergointiteho kohdistuu pelkästään siihen jakeeseen, joka vaatii hienontamista.

30

Kuviossa 7 esitetään vielä eräs keksinnön edullinen suoritusmuoto. Itse asiassa kyseessä on kuvion 6 tyyppinen prosessi, jossa käytetään välisäiliöitä 79, 115 ja 103 ennen pumppuja 80, 116 ja 104'. Mainitut välisäiliöt 35 voivat olla kuviossa 6 esitetyn välisäiliön 112 tyyppisiä, eli säiliöitä, joissa on sekoitin pitämässä huolta siitä, että mineraalijae ei pääse sakkautumaan säiliön i 111468 pohjalle ja että mineraalikonsentraatio edelleen pumpattavassa nesteessä pysyy käytännöllisesti katsoen vakiona. Säiliöt 79, 115 ja 103 voivat olla myös saman tyyppisiä, kuin kuvan 6 säiliö 108, joka on suhteellisen pienihal-5 kaisijainen ja edullisesti muodoltaan sellainen, että saostumista ei helposti pääse tapahtumaan. Lisäksi laimennusnesteen syöttö välisäiliöihin 79, 115 ja 103 on edullisesti järjestetty niin, että laimennusnesteen liike saattaa välisäiliön sisällön pyörimään, joka estää mine-10 raalipartikkelien sakkautumisen. Varsinainen nesteen ja mineraalipartikkelien sekoittaminen tasajakoiseksi suspensioksi tapahtuu välisäiliöitä seuraavilla pumpuilla.

Kuten edellä esitetyistä monista toisistaan jossakin 15 määrin poikkeavista suoritusmuodoista nähdään, on kehitetty uusi ja ennalta tuntematon menetelmä ja laitteisto kierrätyskuitumateriaalin käsittelemiseksi niin, että mahdollisimman suuri osa siinä olevasta mineraaleista ja käyttökelpoisesta kuidusta saataisiin talteen ja uudel-20 leen käyttöön. Ensimmäiseksi on huomattava, että kaikki kuvioissa kuvatut ja selityksessä mainitut laitteet on kytketty toisiinsa tarkoitukseen sopivilla virtausteillä, joko kuvioissa näytetyllä, selityksessä esitetyllä tai vaatimuksissa mainitulla tavalla. On myös huomattava, 25 että edellä esitetyt lajittelu- ja fraktiointilaitteet ts. pyörrepuhdistimet, painelajittimet ja kaariseulat ovat soveltuvin osin vaihtokelpoisia keskenään ja että niiden tilalla voidaan käyttää myös muita saman toimenpiteen suorittavia laitteita. Toisin sanoen, tärkeintä 30 edellä esitetyissä suoritusmuodoissa on laitteilla suoritettava käsittely, ei laitteen tyyppi. Edelleen on huomattava, että edellä esitetyt suoritusmuodot ovat vain esimerkkejä keksinnön monista eri variaatioista ilman mitään tarkoitusta rajoittaa keksintöä koskemaan ainoas-35 taan esitetyt suoritusmuodot. Vielä on huomattava, että, vaikka edellä onkin puhuttu pyörrepuhdistuslaitoksesta, jonka rejektiä keksintömme mukaisella prosessilla käsi- 14 111468 tellään, ei puhdistuslaitoksen tyypillä sinänsä ole keksintömme suhteen merkitystä, vaan ainoastaan sen rejek-tillä. Toisin sanoen, saatiinpa karkea puupohjainen aines ja mineraalipartikkelit erotettua millä hyvänsä proses-5 silla omaksi jakeekseen voidaan niitä käsitellä edelleen keksintömme mukaisella prosessilla. Siten on selvää, että vaikka edellä esitetyissä suoritusmuodoissa on kuvattu sekoitus/hienonnuslaitteena jauhin tai myllytyyppinen hienonnin, voidaan hienonnuslaitteena käyttää säiliötä, 10 johon on sijoitettu yksi tai useampia sekoitus-/hienon-nusroottoreita. On myös selvää, että eri suoritusmuotojen yhteydessä kuvatut yksityiskohdat ovat soveltuvin osin käytettävissä myös toisissa suoritusmuodoissa ilman eri mainintaa. Edelleen on muistettava, että kuviossa 6 näy-15 tetyssä suoritusmuodossa esitetty höyryn ja/tai kemikaa lien käyttö ennen dispergointia on sovitettavissa myös yksinään kaikkiin mahdollisiin dispergointisovellutuksiin ilman kuviossa 6 esitettyjä muita osaprosesseja. Siten keksintöä rajoittavat ainoastaan oheiset patenttivaati-2 0 mukset.

«

Claims (13)

111468

1. Menetelmä mineraalipa, toisen materiaalin, kuten kierrätyskuidun käsittelyyn, jossa menetelmässä kierrätys-5 kuitumateriaali käsitellään useampiportaisessa pyörrepuh-distuslaitoksessa, jossa materiaali jaetaan kahteen fraktioon, joista hienompi fraktio palautetaan uudelleen käyttöön ja karkeampi fraktio eli rejekti ohjataan jatkokäsittelyyn ensimmäiseen jaotteluvaiheeseen (82, 92, 10 102), jossa se jaetaan kahteen fraktioon siten, että toinen rejektinä saatava fraktio käsittää pääasiassa tikkuja ym. puupohjaista ainesta ja epäpuhtauksia ja toinen fraktio pääasiassa mineraaleja, joka mineraali-fraktio johdetaan jatkokäsittelyyn, tunnettu siitä, että 15 mainittua ensimmäisestä jaotteluvaiheesta (82, 92, 102) rejektinä saatavaa fraktiota käsitellään edelleen siinä olevan käyttökelpoisen aineksen palauttamiseksi takaisin käyttöön.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet tu siitä, että mainittu ensimmäisestä jaotteluvaiheesta (82, 92, 102) rejektinä saatava fraktio johdetaan lajitteluvaiheeseen (118), jonka aksepti palautetaan takaisin käyttöön ja rejekti poistetaan prosessista. 25 · 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että mainittu lajitteluvaiheen (118) rejekti saostetaan saostimessa (120) korkeaan sakeuteen, jossa se poistetaan prosessista. 30

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun- '·“ nettu siitä, että ensimmäisestä jaotteluvaiheesta (82, 92, 102. akseptina saatava toinen pääasiassa mineraaliainesta sisältävä fraktio johdetaan jatkokäsittelyyn toiseen 35 jaotteluvaiheeseen (86, 106), jossa mineraalifraktio jaetaan takaisin palautettavaan täyteainejakeeseen ja karkeaan mineraalijakeeseen. 16 111468

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittua karkeaa mineraalijaetta hienonnetaan ja johdetaan hienonnettu materiaali ainakin osittain takaisin toiseen jaotteluvaiheeseen (86, 106) eli 5 muodostetaan dispergointiluuppi.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hienonnusvaiheesta (110) saatavasta hienonnetusta materiaalista ainakin osa palautetaan jat- 10 kokäsiteltäväksi ensimmäisen jaotteluvaiheen (102) rejek-tin kanssa.

7. Patenttivaatimuksen 1 ja 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu ensimmäisen jaotteluvaiheen 15 (102) rejekti ja mainittu osa hienonnetusta materiaalista laimennetaan välisäiliössä (112) ennen jatkokäsittelyä lajitteluvaiheessa (118).

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun-20 nettu siitä, että mainittua mineraalifraktiota hienonnetaan ja että ennen hienonnusta ja/tai sen aikana mainittua fraktiota lämmitetään ja/tai käsitellään kemikaaleilla.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun-25 nettu siitä, että ennen hienonnusta mainitun fraktion ; joukkoon lisätään höyryä ja/tai kemikaaleja.

10. Laitteisto mineraalipitoisen materiaalin, kuten kierrätyskuidun käsittelyyn, johon laitteistoon kuuluu 30 pyörrepuhdistuslaitoksen (32) jälkeen sijoittuvat laitteet pyörrepuhdistuslaitoksen rejektin ja muun paperitehtaan *; mineraalipitoisen rejektin fraktioimiseksi ns. en simmäisessä fraktiointivaiheessa (82, 92, 102) aksepti- ja rejektifraktioon sekä laitteet mainitun akseptifraktion 35 käsittelemiseksi edelleen ainakin yhdessä sekoitin-/hienonnuslaitteessa (90, 110), tunnettu siitä, että laitteistoon lisäksi kuuluu laitteet mainitun fraktioin- 17 111468 tivaiheesta (82, 92, 102) saatavan rejektifraktion käsit telemiseksi .

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laitteisto, tun-5 nettu siitä, että mainittuihin laitteisiin kuuluu lajit- telulaite (118), edullisesti ainakin yksi pyörre-erotin.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittuihin laitteisiin kuuluu ruu- 10 visaostin (120) mainitun lajittelulaitteen (118) rejektin saostamiseksi korkeaan sakeuteen.

13. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu laite pyörrepuhdistuslaitoksen (32) 15 rejektin fraktioimiseksi ns. ensimmäisessä fraktiointivai-heessa aksepti- ja rejektifraktioon on pyörre-erotin (82, 102. tai painelajitin (92). * * « 18 111468