FI69883C

FI69883C - Foerfarande foer regenerering av avfallspapper

Info

Publication number: FI69883C
Application number: FI803309A
Authority: FI
Inventors: Jean De Ceuster; Paul Duprez
Original assignee: Interox Sa
Priority date: 1979-10-23
Filing date: 1980-10-21
Publication date: 1986-05-26
Also published as: DK446480A; EP0027670A1; ATE5269T1; FI803309L; BR8006721A; IN154920B; AU6344480A; JPS6339714B2; AU533905B2; PT71937B; US4343679A; NO803144L; FI69883B; CA1154562A; NO156616B; EP0027670B1; FR2467910A1; DK149553B; NO156616C; DK149553C

Description

69883

Menetelmä jätepaperin regeneroimiseksi Tämä menetelmä koskee keräyspaperin regenerointi-menetelmää, jossa keräyspaperi voidaan uudelleen kierrät-5 tää sulpun muodossa.

Takaisinotettava keräyspaperi muodostaa tärkeän raaka-ainelähteen paperiteollisuudelle. Keräyspaperi kuidutetaan vesifaasiin, useimmiten sulputtimessa, sulpun valmistamiseksi, joka yleensä käytetään paperin, pakkaus-10 kartongin sekä sanomalehtipaperin valmistamiseen. Koska keräyskuidun käyttöprosentti pakkaustuotteissa on jo riittävän korkea, on myös tarkasteltu muita keräyspaperin käyttöalueita, kuten kohokuvioidun tai pehmopaperin valmistus. Tässä tapauksessa on tärkeää, että sulpun vaaleus-15 aste on riittävä. Tyydyttävä vaaleusaste voidaan saavuttaa turvautumalla lisäksi siistaus- tai valkaisukäsit-telyyn. Muita käsittelyjä (pysymä viira-altaassa, kevyiden ja painavien epäpuhtauksien poisto, nuppukuidutus, jauhatus jne.) liitetään usein regenerointisykleihin. Keräyspa-20 perin regenerointa useammassa vaiheessa on ehdotettu siten, että pehmeän veden ja ei-ionisten pinta-aktiivisten aineiden läsnäollessa tapahtuvan kuidutuksen jälkeen tulee siistaus, joka suoritetaan pesemällä saatu sulppu (ranskalainen patentti 1 363 874 myönnetty 28 syyskuuta 1961 The 25 Hollified Corp.). Tällä menetelmällä, vaikkakin se mahdollistaa hyvän siistauksen, on kuitenkin tiettyjä vakavia epäkohtia, jotka johtuvat siitä, että pesuvesissä on erittäin suuret määrät painoväriä. Näin ollen, jos halutaan ylläpitää riittävä vaaleusaste, pesuvettä voidaan 30 kierrättää ainoastaan rajoitetusti, mikä johtaa veden suureen kulutukseen. Lisäksi pesuvesikierto on varustettava värinpoistokäsittelyllä, mikä tekee menetelmästä erittäin monimutkaisen. Tästä käsittelystä tulevien voimakkaasti värillisten jäännösten hävittäminen on erit- 2 69883 täin vaikeaa ympäristönsuojelun kannalla. Lisäksi pesu-vesikiertoihin muodostuu värikerrostumia.

Keksinnön kohteena on keräyspaperin regenercinti-menetelmä, jossa voidaan välttää yllämainitut epäkohdat 5 ja erityisesti voimakkaasti väriä sisältävien jätevesien muodostuminen. Lisäksi keksinnön avulla saadaan parannetun vaaleusasteen omaavaa sulppua, jota voidaan käyttää sekä painopaperin että sanomalehtipaperin valmistamiseen.

10 Näin ollen keksinnön kohteena on menetelmä keräys paperin regeneroimiseksi ilman siistausta. Keksinnölle on tunnusomaista, että keräyspaperi muutetaan sulpuksi pehmeän veden läsnäollessa, minkä jälkeen näin saatuun sulppuun lisätään yhdistettä, joka kykenee vapauttamaan vesiliuoksessa 15 ioneja, joiden positiivinen varaus on kaksi tai suurempi, ja että sulppu on olennaisesti vapaa anionisista tensideistä.

Keksinnön mukaisesti voidaan käyttää erityyppisiä yhdisteitä. Yleensä sulppuun lisättävä yhdiste valitaan alkuaineiden jaksollisen järjestelmän II ja III ryhmän 20 alkuaineiden yhdisteiden joukosta. Edullisesti käytetään yhdisteitä, jotka pystyvät vesiliuoksessa vapauttamaan kalsium- ja alumiini-ioneja. Erityisen hyviä tuloksia on saatu lisäämällä sulppuun yhdisteitä, jotka vapauttavat vesiliuoksessa kalsiumioneja. Keksinnön mukaisesti voidaan 25 käyttää erityyppisiä yhdisteitä, jotka pystyvät vapauttamaan yllämainittuja ioneja. Yleensä ne valitaan sellaisten yhdisteiden joukosta, joiden liukoisuus veteen on vähintään 0,01 g litraa kohti ja edullisesti vähintään 0,05 g litraa kohti. Hyviä tuloksia on saatu käyttämällä mineraa-30 lisuoloja, kuten halogenideja, erityisesti klorideja, oksideja ja hydroksideja. Edullisesti käytetään kalsium-kloridia, kalsiumoksidia ja kalsiumhydroksidia.

Yhdisteen, joka vesiliuoksessa kykenee vapauttamaan ioneja, joiden positiivinen varaus on kaksi tai suu-35 rempi, käyttömäärä voi vaihdella suurissa rajoissa. Se valitaan yleensä väliltä 0,01-20 g litraa kohti ja edul- 3 69883 lisesti väliltä 0,05-10 g käytettyä vesilitraa kohti.

Yleensä keksinnön mukaisen yhdisteen lisäämishet-kestä lähtien valvotaan, että sulppu on olennaisesti vapaa anionisista tensideistä, jotta vältytään näiden anionis-5 ten tensidien suolojen muodostumiselta ionien kanssa.

Nämä suolat sinänsä edistävät värien erottumista. Olennaisesti anionisista tensideistä vapaita sulppuja ovat ne sulput, jotka sisältävät enintään 0,1 % ja edullisesti enintään 0,05 % anionisia tensidejä sulpun kuivapai-10 nosta.

Sulpuksi muuttaminen voidaan suorittaa kuidutta-malla keräyspaperi erilaisten sinänsä tunnettujen tekniikkojen mukaisesti. Erilaisia tähän tarkoitukseen sopivia laitteita voidaan käyttää hyväksi. Voidaan käyttää hier-15 täviä kuiduttimia, jotka toimivat korkealla sulpun sekaus-asteella. Tämän tyyppisiä laite-esimerkkejä on kuvattu Tappi Monograph Series no. 31,1967, Deinking Waste Paper:issä. Hyviä tuloksia on saatu sulputtimissa. Sulpun sakeusaste voi vaihdella suurissa rajoissa riippuen käy-20 Pettävästä laitetyypistä. Yleensä se on välillä 1-50 %.

Sulputtimessa sulpun sakeusaste on yleensä välillä 1-10 %.

Keksinnön mukaisesti vesi, jota käytetään keräyspaperin muuttamiseksi sulpuksi, on pehmeää vettä tai vettä, joka on pehmennetty lisäämällä veden kovuutta 25 alentavaa lisäainetta. Veteen voidaan lisätä natriumkarbonaattia tai muuta ominaisuuksiltaan vastaavaa lisäainetta. Pehmeäksi vedeksi katsotaan vesi, jonka kovuusaste on alle 2 ja edullisesti alle 1 saksalaista kovuutta. Voidaan myöskin edullisesti käyttää uudelleen kierrätettyä vettä, 30 josta on poistettu yhdisteet, jotka kykenevät vapauttamaan yllämainittuja ioneja.

Lämpötila kuidutukseen käytetyissä laitteissa on tavallisesti välillä 20-130°C. Käytettäessä sulputinta lämpötila on yleensä välillä 30-90°C. Viipymäaika kuidu-35 tuslaitteessa voi vaihdella laajoissa rajoissa riippuen " 69883 laitetyyppistä. Se on yleensä välillä 10 sek- 3 tuntia. Sulputtimessa se on yleensä välillä 5-120 minuuttia.

Keräyspaperin kuidutukseen käytettyyn laitteeseen voidaan lisätä yhtä tai useampaa kompleksinmuodostajaa.

5 Tähän tarkoitukseen voidaan käyttää erityyppisiä kompleksin-muodostaj ia.

Voidaan käyttää happoja tai niiden suoloja, jotka on valittu seuraavien happojen joukosta: etyleeniamiini-tetraetikkahappo, dietyleenidiamiinipentaetikkahappo, 10 glukoonihappo, poly.itakonihappo, viinihappo, sitruuna-happo ja fosforihappo sekä fosforihappojohdannaiset, kuten dietyleenitriamiinipentametyleenifosforihappo. Mainittujen happojen natriumsuolat soveltuvat parhaiten. Voidaan myöskin käyttää hydroksikarboksyylien polymeere-15 jä, jotka on esitetty saksalaisessa patentissa 1 90*4 940 helmikuu 1969 hakija DEGUSSA, kuten myös niiden hydroksi-karboksyylien homo- tai ko-polymeerejä, jotka sisältävät seuraavan kaavan mukaisia monomeerejä

2 0 ~R1 OH

i ! .....—c--c-- i 1 r2 coom_ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 jossa R^ ja R2 ovat vety tai 1-3 hiiliatomia sisältävä 2 alkyyliryhmä, joka voidaan korvata hydroksyyliryhmällä 3 tai halogeeniatomilla. R^ ja R2 voivat olla identtisiä 4 tai erilaisia ja M on vetyatomi, natrium- tai kaliumatomi 5 tai ammoniakkiryhmä, kuten esimerkiksi belgialaisessa 6 patentissa 776705 15 joulukuuta 1971 hakija SOLVAY et ai.

7 esitetyt polymeerit.

8 Näitä kompleksinmuodostajia voidaan käyttää eri 9 määrissä. Yleensä käytetään 0,01-2 % kompleksinmuodostajaa 10 keräyspaperin kuivapainosta.

11

Keksinnön mukaiseen menetelmään voidaan lisäksi 5 69883 edullisesti sisällyttää valkaisu. Valkaisu voidaan suorittaa yhtäaikaisesti sulpun valmistuksen kanssa tai sen jälkeen. Yleensä pidetään parempana suorittaa keräyspaperin kuidutus valkaisuaineen läsnäollessa.

5 Käytetty valkaisuaine voi olla pelkistin tai hape tin, kuten alkalimetallien hypokloriitit tai peroksidiyh-disteet.

Valkaisuaine on yleensä hapetin ja edullisesti peroksidiyhdiste. Eri tyyppisiä peroksidiyhdisteitä voi-10 daan käyttää. Yleensä käytetään epäorgaanisia yhdisteitä, kuten natriumperoksidia tai vetyperoksidia. Edullisesti käytetään vetyperoksidia.

Valkaisuaineen väkevyydeksi otetaan yleensä 0,05-6 % ja edullisesti 0,1-5 % keräyspaperin kuivapainosta.

15 Koska valkaisuaine on hapetin pidetään sulpun pH

yleensä emäksisenä. Tässä tapauksessa voidaan sulpun valmistamiseen käyttää emäksistä yhdistettä. Emäksinen yhdiste voi olla mikä tahansa yhdiste, joka antaa vedelle emäksisen pH-arvon. Käytettyjen yhdisteiden joukossa on 20 erityisesti alkalimetallien hydroksideja ja silikaatteja, kuten natriumin ja kaliumin tai niiden seoksen. Natrium-hydroksidi soveltuu erityisen hyvin.

Emäksisen yhdisteen kokonaisväkevyydeksi otetaan yleensä 0,2-12 % keräspaperin kuivapainosta. Käytettäessä 25 natriumhydroksidia sen väkevyydeksi otetaan yleensä 0,1-8 % ja edullisesti 0,2-5 % keräyspaperin kuivapainosta. Jos yhtäaikaisesti käytetään natriumsilikaattia, niin jälkimmäisen väkevyydeksi otetaan yleensä 0,1-10 % ja edullisesti 0,2-8 % keräyspaperin kuivapainosta. Kun hapetin 30 on luonteeltaan emäksinen, kuten on natriumperoksidin kohdalla, muiden käytettyjen emäksisten yhdisteiden määrä voi olla huomattavasti pienempi tai nolla.

Lisäksi erilaisia lisäaineita, kuten erityisesti peroksidiyhdisteeen stabilointiaineita, voidaan lisätä 35 sulppuun silloin, kun valkaisuun käytetään peroksidiyh-distettä.

69883 6

Silloin kun keräyspaperin regeneroi nti sisältää valkaisun, ioneja vapautettava yhdiste lisätään yleensä sulppuun valkaisun lopussa. Jos edullisesti keksinnön mukaisesti valkaisuaine lisätään suoraan kuidutuslait-5 teeseen, kuten sulputtimeen, lisätään yllämainittu yhdiste edullisesti kyseessä olevaan laitteeseen kun kuidutus on loppunut, ennen sulpun purkausta laitteesta. Kuidutuk-seen käytetyn laitteen ulostulo voidaan myös varustaa laitteella, joka mahdollistaa yllämainitun yhdisteen lisää-10 misen sulppuun ja takaa sen tehokkaan sekoittumisen.

Keksinnön mukaisesti käsitellylle sulpulle voidaan sitten, jos se on välttämätöntä, suorittaa yksi tai useampia käsittelyjä, kuten sulpun puhdistus, nuppukuidutus ja jauhatus. Yleensä keksinnön mukaisesti valmistetulle 15 sulpulle suoritetaan sulpun puhdistus kiinteiden heitteiden poistamiseksi. Erilaisia sinänsä tunnettuja laitteita voidaan käyttää tähän tarkoitukseen, kuten sykloneja tai täryseuloj a.

Sulppu voidaan sitten siirtää sakeuttimeen. Eri-20 laisia sinänsä tunnettuja sakeuttimia voidaan käyttää sulpun sakeuden ollessa yleensä 15-35 % ja edullisesti 20-30 %.

Sakeuttimesta tulevat jätevedet voidaan käsitellä lisäaineella, joka kykenee muodostamaan keksinnön mukaisesti lisättyjen ionien kanssa liukenemattomia yhdisteitä, 25 jotka saostuvat. Näin ollen kyseisiin jätevesiin voidaan lisätä sellaisia lisäaineita, kuten natriumkarbonaattia. Jätevesi, joka on olennaisesti vapaa keksinnön mukaisista ioneista, voidaan kierrättää kuidutukseen mahdollisesti saostuneen sakan poiston jälkeen.

30 Sulpun sakeus voidaan sitten säätää, yleensä tihey teen 0,1-5 %, ja edullisesti 0,5-2 % ja laimennettu sulppu voidaan lähettää paperikoneisiin.

Keksinnön mukaisesta menetelmästä saadut jätevedet ovat kirkkaita eikä niistä ole välttämätöntä erottaa väre-35 jä kuidutuslaitteessa kierrättämistä varten.

69883

Ioneja vapauttavan yhdisteen lisääminen kuidutuk-sen lopussa tai tarvittaessa valkaisun lopussa tekee lisäksi mahdolliseksi saada sulppua, jonka vaaleusaste on parannettu verrattuna vastaavaan menetelmään, jossa 5 keksinnön mukainen ioneja vapauttava yhdiste lisättäisiin kuidutuksen alussa.

Käytettäessä keksinnön mukaista menetelmää havaitaan keräyspaperin erinomainen kuidutus. Sen lisäksi tuotteen lopullinen vaaleus on niin riittävä, ertä lisäkäsittelyjä 10 ei tarvita vaaleusasteen parantamiseksi. Saatua sulppua voidaan suoraan käyttää eräiden painopapereiden valmistamiseen, kuten sanomalehtipaperi, tai värillisten kuorien valmistamiseen, koska saadussa papereissa ei havaita värijuovia.

15 Keksinnön kuvaamiseksi, esitetään käytännön toteut- tamisesimerkkejä. Esimerkki 1 suoritettiin vertailua varten lisäämällä kalsiumioneja vapauttaa yhdiste kuidutuksen alussa. Esimerkki 2 suoritettiin keksinnön mukaisesti. Esimerkki 3 suoritettiin vertailua varten ilman kalsiumioneja 20 vapauttvan yhdisteen lisäämistä.

Esimerkki 1

Koe suoritettiin sulputtimessa tyyppiä LHOMARGY, tilavuus 2 1. Koe suoritettiin sanomalehtipaperilla (painatus: typografia, tuhkapitoisuus 1 %). Paperi revi-25 tään käsin ennenkuin se lisätään sulputtimeen. Sitten lisätään vesiliuos, joka sisältää kaikki reagenssit lukuunottamatta vetyperoksidia. Sulpun valmistamiseen käytetyn veden kalsiumkovuus on 20 saksalaista astetta. Näin saadun massan sakeus on 4 %. Liuos lämmitetään haluttuun 30 lämpötilaan, esim. 50°C ja sitä sekoitetaan keräyspaperin kanssa yksi minuutti ennen vetyperoksidin lisäämistä.

Käytetty reaktioseos sisältää 1 % vetyperoksidia, 1,15 % natriumhydroksidia ja 0,15 % natriumin poly-alfahydroksiakrylaattia keräyspaperin kuivapainosta. Kä- 8 69883 sittelyn alussa pH on 10,6.

Käsittely sulputtimessa kestää 30 min. Käsittelyn lopussa sulputtimesta poistettu sulppu suodatetaan sakeu-teen 25 %, sitten laimennetaan kovalla vedellä sakeu-5 teen 1%.

Otetaan sulppunäyte vaaleuden mittaamiseksi. Saadun sulpun vaaleus on 36,5 % verrattuna BaSO^rn vaaleuteen, joka on mitattu reflektometrillä Elrepho (Zeiss), joka on varustettu suodattimena R 457 (normi ISO 2470).

10 Suodatuksen jälkeiset jätevedet eivät ole väril lisiä ja niiden sameus vastaa mitattuna SIGRIST fotometrillä 1250 ppm Si02·

Esimerkki 2

Koe suoritettiin samassa laitteessa ja samantyyp-15 pisellä paperilla kuin koe 1 käyttämällä samanlaista tekniikkaa, mutta kahdessa vaiheessa.

Ensimmäisessä vaiheessa käytetään pehmeää vettä, kalsiumkovuus 0 saksalaista astetta.

Reaktioseos sisältää 1 % vetyperoksidia, 1 % nat-20 riumhydroksidia ja 0,15 % natriumin polyalfahydroksiakry-laattia keräyspaperin kuivapainosta. Käsittelyn alussa pH on 11,3. Käsittely sulputtimessa kestää 20 min.

Toisessa vaiheessa lisätään kalsiumkloridia, määrässä, joka on riittävä kalsiumkovuuden nostamiseksi 20 25 saksalaiseen asteeseen, sekä 0,15 % natriumhydroksidia keräyspaperin kuivapainosta. Toisen vaiheen sulputinkä-sittely kestää 10 minuuttia.

Sulpun vaaleus on 49,4 % eikä paperissa havaita värijuovia. Suodatuksen jälkeiset jätevedet eivät ole vä-30 rillisiä ja niiden sameus on 750 ppm Si02-

Esimerkki 3

Koe suoritettiin samanlaisissa olosuhteissa kuin koe 1.

9 69883 Käytetty vesi on pehmeää. Käytetty reaktioseos sisältää 1 % vetyperoksidia, 1 % natriumhydroksidia ja 0,15 % natriumin polyalfahydroksiakrylaattia keräyspaperin kuivapainosta. Käsittelyn alussa pH on 11,3.

5 Saadun sulpun vaaleus on 52,9 % ja havaitaan mustia pisteitä. Suodatuksen jälkeiset vedet ovat voimakkaasti värillisiä ja niiden sameus on 11250 ppm SiO^·

Claims

69883

1. Menetelmä keräyspaperin regeneroimiseksi ilman siistausta, tunnettu siitä, että keräyspaperi muute-5 taan sulpuksi pehmeän veden läsnäollessa, minkä jälkeen näin saatuun sulppuun lisätään yhdistettä, joka kykenee vapauttamaan vesiliuoksessa ioneja, joiden positiivinen varaus on kaksi tai suurempi, ja että sulppu on olennaisesti vapaa an-ionisista tensideistä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että yhdisteenä, joka kykenee vapauttamaan vesiliuoksessa ioneja, joiden positiivinen varaus on kaksi tai suurempi, käytetään kalsium- tai alumiiniyhdistettä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, t u n -15 n e t t u siitä, että yhdisteenä, joka kykenee vapauttamaan vesiliuoksessa ioneja, joiden positiivinen varaus on kaksi tai suurempi, käytetään kalsiumkloridia, kalsiumoksidia tai kalsiumhydroksidia.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että yhdistettä, joka kykenee vapauttamaan vesiliuoksessa ioneja, joiden positiivinen varaus on kaksi tai useampi, käytetään 0,01 - 20 g vesilitraa kohti.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keräyspaperin muuttaminen 25 sulpuksi suoritetaan valkaisuaineen läsnäollessa.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valkaisuaine on vetyperoksidi tai nat-riumperoksidi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, t u n -30 n e t t u siitä, että valkaisuaine on vetyperoksidi.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keräyspaperi muutetaan sulpuksi siten, että läsnä on 0,05 - 6 % vetyperoksidia ja 0,2 - 12 % emäksistä yhdistettä laskettuna keräyspaperin kuivapainosta.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että keräyspaperin muuttaminen sulpuksi suoritetaan sulputtimessa sulpun sakeusasteessa 69883 1 - 10 %.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yhdiste, joka kykenee vesiliuoksessa vapauttamaan ioneja, joiden positiivinen varaus on kaksi tai 5 suurempi, lisätään sulputtimeen massan kuidutuksen jälkeen. u 69883