JPH06502224A - 製紙工場の機械的残留廃水スラリーから原料を回収する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 製紙工場の機械的残留廃水スラリーから原料を回収する方法 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載の方法に関する。

製紙工場の循環路から紙繊維、充填及び塗布顔料を回収する方法は、自体公知で ある。

ドイツ文献”Ｈａｎｄｂｕｃｈ　ｄｅｒ　Ｐａｐｉｅ−ｕｎｄ　Ｐａｐｐｅｎｆ ａｂｒｉｋａｔｉｏｎ（Ｐａｐｉｅｒｌｅｘｉｋｏｎ）、　Ｄｒ、　Ｍａｒｔｉ ｎ　Ｓａｅｎｄｉｇ　ＯＨＧ、　Ｎｉｅｄｅｒｗａｌｌｕｆ、　１９７１”は、 見出し語“廃水浄化”で繊維回収、スラリー後処理及びバルブキャチャーを詳細 に報告している。バルプキャチャーを用いた回収法では、従来３つの異なった作 用効果が認められている：いわゆるホッパー又はスクレーパ清澄装置での沈降、 ドラム型スクリーン機での濾過助剤を用いた又は用いないスクリーニング及び最 後に浮選。先に挙げた両者の方法は、繊維及び充填剤を回収するために採用され 、一方浮選は僅かな例外を除いて主として使用済みの繊維成分の回収に利用され る。

全ての回収法は、自体で僅かに汚染された循環路の汚染物質除去に向けられる、 それというのも繊維及び充填剤からなるいわゆる捕獲物質及び粘稠物質が製紙工 程において大量の汚染物質を構成するからである。

このことは特にいわゆる、高い漂白剤含量及び最低の汚点数を必要とする高級紙 において当てはまる。

従って、従来技術によれば、製紙機循環流■又は■をバルブキャチャーに供給し 、一方製紙工場の漏れ排水、底部排水及びその他の拡散性損失をいわゆる残留廃 水浄化の水路に供給し、そこで機械的及び場合により生物学的浄化を行うことが 一般的である。そこで生じるスラリーは著しく汚染粒子と混合されているので、 それ自体高価な紙のための再使用のためには利用されない。

製紙工場の正常な運転においては、確かに、繊維、特に高価な一次繊維及び充填 物の好ましくない損失を最低値に減少させることも可能であるが、しかしながら 故障又は事故の場合には水路を介する損失が生じ、該損失は１日の総機械生産の ２０％までに達しかつ強度の汚染のために廃棄されねばならない。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第２９４６１６０号明細書には、最終的に浮選工 程を用いて古紙調製の排水から使用可能な繊維素を回収することが記載された。

この場合には、浮選した排水をハイドロサイクロン分離装置を用いて繊維富有フ ラクションと疎水性軽量フラクションとに分割する。それに引き続き、繊維フラ クションを、更に濾過した後に一次浮選に更に供給し、一方線水性軽量フラクシ ョン及びスクリーン通過物は廃棄する。自体使用可能な充填物及び顔料粒子の回 収は、この方法では行われない。

本発明の課題は、機械的清澄装置の残留廃水スラリーに含有される繊維及び充填 物を回収することができ、しかも前記の制限を甘受する必要がない方法を提供す ることであった。

前記課題は、冒頭に記載した形式の方法において、請求の範囲第１項記載の特徴 部に記載の手段により解決される。該方法の別の有利な実施態様は、請求の範囲 第２項以下に記載されている。

残留廃水清澄装置に水路を介して供給された廃水は、まず自体公知方法で、場合 より凝集剤の補助の下で、機械的沈降処理する。引き続き、スラリー捕集室から 、連続的に又は不連続的に液状スラリーを自体公知の装置を用いて取り出し、そ の稠度を通常の密度測定装置で検出する。該スラリーが乾燥物質含量５重量％よ り高い場合には、液状スラリーを機械的に清澄した残留水を混合して１〜５重量 ％の稠度に調整する。より低い稠度は、大きな容量を生じ、一方５重量％を越え る稠度は後続の処理装置における閉塞の危険を伴う流動字数問題を惹起する。自 動化した稠度測定の他に、稠度測定を通常の廃水検査法に基づき行うこともでき る。このことは自動化した稠度測定の検査及び校正のためにも推奨される。

稠度調整後に、木片、砂粒子及びその他の不純物からなる粗粒子状汚染物質成分 を分離するために、均質化した墾濁液を１〜２ｍｍのメツシュ幅を有するスクリ ーンを介して誘導する。このためには自己浄化性シートスクリーン（Ｂｏｇｅｎ ｓｉｅｂｅ）又は機械的に駆動される振動スクリーンが特に有利であることが立 証された。

分離された粗粒子状汚染物質成分は廃棄する。スクリーン通過物は、繊維、充填 剤、顔料、微佃砂、黒色粒子並びに充填物と顔料又は顔料、繊維及び充填剤から なる凝集物からなる。この場合充填剤とは、紙料で使用される微細な粒子であり 、顔料とはコーティングで使用される微細な粒子であると解されるべきである。

使用不能な黒色粒子は、〉１０μｍの粒度を有する。該粒子は、生として、灰色 〜黒色に着色された砂、底部摩耗物質、機械摩耗物質、コークス化した潤滑剤、 酸で侵食された有機粒子、錆及び凝集したダスト又はそれらの混合物からなる。

この黒色粒子の分離は、１つ以上の並列又は直列接続されたハイドロサイクロン での遠心分離により達成される。ハイドロサイクロンは密度差並びにまた形状関 数により分類するので、付加的に回収のために好ましくない、大きな体積の、安 定な顔料凝集物、繊維塊並びに微細な木片の分離が行われる。

複数のハイドロサイクロンを直列接続しかつアンダーフローを後続ハイドロサイ クロンへ供給すると、紙料損失が最少化されかつハイドロサイクロンオーバフロ ー内の紙料割合は富化される。

ハイドロサイクロンとしては、すべての流通しているタイプを使用することがで きる。黒色粒子成分の摩耗性の基づき、ハイドロサイクロンは硬質の、耐食性材 料、例えば酸化物セラミックからなっているのが有ｆ１１である。

公称直径１０〜１００ｍｍ、装入ノズル直径７〜１４及びアンダーフローノズル 直径２〜８ｍｍを有するいわゆる最小ハイドロサイクロンを使用するのが有利で ある。

ハイドロサイクロンの装入圧力は、０．５〜６バールに選択する。より高い圧力 は利点を提供しない。

該方法の有利な実施態様では、ハイドロサイクロンで分離された黒色粒子成分を ２５μｍ、特に６３μｍよりも大きなスクリーンメツシュ幅でスクリーニング分 級し、かつスクリーン通過物を紙料成分に供給する。しかしまた選択的に、スク リーン通過物は再び単数又は複数のハイドロサイクロンの前方に戻し、なおスク リーン通過物内に存在する黒色粒子の分離率を高めるためることができる。この 手段により、繊維、充填剤及び顔料成分からなる回収された紙料の割合を高める ことが可能である。

前記に既に述べたように、ハイドロサイクロンは形状関数の他に密度差に基づき 分粟する。はぼ１．０の密度差を有する分離すべき黒色粒子の割合が大きい場合 には、その分離は僅かに行われるにすぎない。その際、著しい改良は、懸濁媒の 密度低下によりうまく行く。従って、有利な１実施態様では、ハイドロサイクロ ンに供給すべき懸濁液流に希釈媒として空気／ガスを混合する。この場合には空 気／ガス割合は０〜４５容量％に調整する。この場合、空気／ガス成分の混合は 、自体公知の技術に基づき容量流測定装置及び分散装置を用いて静的又は機械的 に行う。このためには浮選技術から公知の装置、例えば噴射ノズル又はステータ ／ロータ機械を採用することができる。

付加的に、凝集物をも含有する懸濁液のフレーク構造を意図的な分離のために作 用させるべき場合には、このことは同様に機械的分散又は自体公知の化学分散剤 の補助下での機械化学的分散を行うことができる。

機械的分散のための装置としては、ステータ／ロータ機械を使用することができ る。特に、吸引側で付加的に化学的分散剤を調合することができる、ヨーロッパ 特許公開第０１１８０２７号明細書に記載のいわゆる分散ポンプが特に有利であ ることが立証された。

機械的分散のために必要な仕事量は、駆動モータの電力消費量で測定して、０． ２〜３．Ｏｋｗｈ／響濁液ｍ３である。この操作法を用いると、懸濁液から黒色 粒子成分の９７％までを除去することができる。

１つ以上のハイドロサイクロンから放出される紙料成分は、今やなお充填剤、顔 料、繊維素及び凝集物だけからなる。これらの物質を初期の高い使用品質水準に 戻すことができるように、分級ファインスクリーニングからなるもう１つの工程 が必要である。このファインスクリーニングの結果として、−面では製紙のため に再び使用可能な繊維及び繊維砕片、他面では充填剤及び顔料を回収することが できる。繊維スラリー及び分散されなかった凝集物は廃棄する。

繊維分離のためのスクリーニング装置としては、製紙工業において圧力選別機と しても知られているような、閉鎖型スクリーン機、又は３７〜３００μｍのスク リーン孔幅もしくはメツシュ幅を有する半解散型振動スクリーン機のいずれかを 使用することができる。

繊維を除いた懸濁液は、その直後にメッシュ幅〉４５μｍを有するスクリーンを 用いて凝集物残渣を分離するためにもう１つのファインスクリーン機に供給する 。繊維スクリーニング及び凝集物スクリーニングは、スクリーンを直列接続しか つ別々の排水装置を設ければ、直接１つの装置で行うことができる。スクリーニ ングのために必要な固体含量は、直接最後のハイドロサイクロン段階の紙料排出 流の固体含量に相当する。

しかしながら、固体含量をスクリーニングの前に低下させるか、又は篩分けした 繊維の付加的な洗浄、例えば半解散型での高圧噴射を行う場合には、そのために 清澄装置の清澄水或いはまた清水を採用することができる。その都度の要求に基 づいて、篩分けした繊維の乾燥固形分は後での使用に相当して別の脱水手段によ り高めることができる。

４５μｍスクリーンのスクリーン通過物は、専ら充填剤と顔料からなり、これら は場合により必要な濃度で製造工程に高い純度で再び供給することができる。

製紙工場でコーティングした紙を製造するか又は加工する限り、回収される充填 物及び顔料混合物は、比較的粗い充填物と微細なコーティング顔料から構成され 、この場合両者の物質はまたカオリン、炭酸カルシウム及びその他の自体公知の 原料からなっていることがある。従って、極めて高価なコーティング顔料をコー ティング工場で使用するために別に回収し、一方充填剤は一般的使用に供給する のが好ましい。従って、有利な処理工程では、ファインスクリーニングの顔料フ ラクションを多段階式浮選処理する、この浮選の目的は、一般的使用を保証する ために、粒度分布及び顔料種類に基づく分離を行うことである。このために必要 な手段及び装置は、本願発明で引用した、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９ ００９４０号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９００９４１号明細書 並びにヨーロッパ特許公開第０２９１２７１号明細書に詳細に記載されている。

本発明方法のもう１つの有利な実施態様によれば、繊維、充填剤及び顔料成分を 個々に又は混合して、酸化性漂白剤を添加した漂白及び防腐処理に供給する。

漂白剤としては、酸素化合物、例えば原子又は分子酸素、オゾン、二酸化塩素、 過酸化物化合物、特に化合物水素を、絶対乾燥固体に対して、有効漂白剤０．　 １〜２，０％の量が特に有利であることが立証された。

この場合、ガス状漂白剤は、長い密閉型導管に開始部に調合し、一方粉末状及び 液状過酸化物化合物はそのままで、例えば解放型ポンプ貯蔵容器に調合すること ができる。　酸素を添加した防腐処理は、反応器内で熱及び圧力を加えて行うこ ともできる。この場合には、次いで、同時に懸濁液に溶解した有機化合物を水と 二酸化炭素とに分解する。このような処理は″ジンプロ（Ｚｉｍｐｒｏ）法とし て公知である。

本発明の方法を、略示する第１図を参照して詳細に説明する。

液状スラリー（１）を、場合により稠度調整後に粗粒の汚染物を分離するための シートスクリン（２）に供給する。ノートスクリンの通過物は、分散ポンプ（１ ０）でハイドロサイクロンに搬送する。ハイドロサイクロン（３ａ）及び（３ｂ ）のアンダーフローは直列接続されており、この場合にはハイドロサイクロン（ ３ａ）及び（３ｂ）のアンダーフローは後選別のためにもう１つのハイドロサイ クロンに供給する。黒色粒子（４）の排除は、高い効率を有するハイドロサイク ロン（３ｄ）を介して行う。

ハイドロサイクロン（３ｃ）の紙料は、場合により（５）で水を加える二とによ り稠度の調整した後にファインスクリーン装置Ｉ　（６）に供給し、該装置は１ つの装置内で繊維（７）、凝集＊　（８）及び充填剤及び顔料（９）の分離を行 う。凝集物（８）は廃棄するか又は図示されていない分散装置に更に加工するた めに供給する。

充填剤と顔料（９）は、脱水装置（１１）、又は更に加工するために空気混合装 置を備えたもう１つの分散ポンプ（１０）を介して、１つだけの槽が図示された 顔料浮選装置（１２）に供給する。

前記の方法は、充填剤及び繊維素からなる廃水スラリー、又は灰分除去工程から の古紙を調製する際の古紙を調製する製紙工場の繊維素懸濁液分流のために適当 である。古紙の調製の際には、充填剤と顔料を、製造される低品質を改良する目 的で製紙機械の相当する品質基準に合わせるために、充填剤と顔料の純粋なかつ 粒度別の分離が特に重要視される。

フロントページの続き

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．機械的清澄装置又は分離装置の残留排水スラリーから繊維富有成分と充填剤 富有成分とに分離することにより紙、板紙及び厚紙製造のための原料を回収する 方法において、 ａ）機械的に清澄化した廃水を加えかつ均質化した懸濁液を調製することにより 、希薄スラリーの固体含量を１〜５重量％の値に調整し、 ｂ）メッシュ幅１〜２ｍｍを有するスクリーンを用いて粗粒子状汚染物質を分離 し、 ｃ）単数又は複数の並列又は直列接続したハイドロサイクロン内での遠心分離に より、１０μｍより大きい黒色粒子成分を分離し、 ｄ）１つ以上のハイドロサイクロンの処理物をファインスクリーニングにより分 級して、繊維成分と、凝集成分と、充填剤と、顔料成分とに分別し、ｅ）繊維成 分及び充填剤及び含量成分を製紙工場の原料調製装置に還流させる ことを特徴とする、製紙工場の機械的廃水スラッジから原料を回収する方法。
2. ２．遠心分離のために公称直径１０〜１００ｍｍ、装入ノズル直径７〜１４ｍｍ 及びアンダーフローノズル直径２〜８ｍｍを有するハイドロサイクロンを選択す る、請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．１つ以上のハイドロサイクロンの装入側の流入圧力を０．５〜６バールに選 択する、請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。
4. ４．ハイドロサイクロン内で分離された黒色粒子成分を２５μｍよりも大きなメ ッシュ幅を有する付加的ファインスクリーニング装置に供給しかつ該スクリーン 通過物を装入成分に供給する、請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項 記載の方法。
5. ５．遠心分離すべき懸濁液を１つ以上のハイドロサイクロンに、装入する前に付 加的に空気／ガスを供給する、請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項 記載の方法。
6. ６．懸濁液の空気／ガス割合を０〜４５容量％に調製する、請求の範囲第４項記 載の方法。
7. ７．凝集成分を分解するために、該凝集成分を０．２〜３ｋｗｈ／懸濁液ｍ３の エネルギーで処理する、請求の範囲第１項記載の方法。
8. ８．繊維を分離するためのファインスクリーニング分級のために８０〜３００μ ｍの孔又はメッシュ幅を有するスクリーン、凝集成分を分離するために＞４５μ ｍのメッシュ幅を有するスクリーンを選択する、請求の範囲第１項記載の方法。
9. ９．分離された充填剤及び顔料成分を自体公知の浮選法を用いてカオリン含有顔 料と、酸化物系顔料と、炭酸塩系顔料とに分別する、請求の範囲第１項記載の方 法。
10. １０．繊維、充填剤及び顔料成分を個別に又は一緒に酸化性漂白剤を添加して漂 白又は防腐処理を行う、請求の範囲第１項記載の方法。