NO834520L - Adsorpsjonsmiddel - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et adsorpsjonsmiddel for behandling av fabrikasjons-kretsløpvann og avvann innenfor papir- og beslektet industri og som ble tilsatt for fjernelse av løste eller kolloidalt dispergerte organiske stof-

fer til den i vandig oppslemning forekommende for produksjonen anvendte stoffblanding eller til det ved produksjo-

nen frigitte vann før deres tilbakeføring i produksjons-kretsløpet,karakterisert vedat adsorpsjonsmidlet er finmalt kalsiumhydrosilikat (porebetong) hvor abrasjons-

verdien er nedsatt til eller under en forut bestemt abrasjonsverdi ved anvendelse av kvartsmel ved dets fremstill-

ing ved tilsvarende behandlingsbetingelser ved damptrykkherdingen av kalsiumhydrosilikatet eller ved fjernelse av grovere kvartsdeler etter malingen.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patent-kravene.

Som adsorpsjonsmiddel for behandling av papirfabrikk-kretsløpvann er det hittil anvendt faste pulverformede adsorpsjonsmidler. F.eks. er tilsetning til den for produksjonen anvendte stoffblanding kjent med anvendelse av alkalisk eller surt aktivert bentonitt (se europeisk patentansøkning - off.skrift 0 044 058). Surt aktivert bentonitt har riktignok en meget god adsorpsjonsvirkning men er forholdsvis dyrt å fremstille. Alkalisk aktivert bentonitt har en vesentlig lavere adsorpsjonsvirkning enn surt aktivert bentonitt.

Den oppfinnelse som ligger til grunn for oppfinnelsen er å tilveiebringe et adsorpsjonsmiddel for behandling av fabrikasjons-kretsløpvann og avvann innenfor papir- og beslektet industri og som er forholdsvis billig å fremstille, fremviser en høy adsorpsjonsvirkning, ikke har noen utillatelige innvirkninger på produksjonsanleggene og i minst mulig grad påvirker kvaliteten av de produserte produkter.

For brukbarheten av et adsorpsjonsmiddel i papirindustrien er det vesentlig med en lav abrasjonsvirkning. Ved papir-fremstillingen kommer nemlig det med vann fortynnede papir-fiberstoff ut på en meget fin omløpende endeløs vire. Viren tjener til arkdannelse og avvanning. Ved en høy abrasjonsverdi for adsorpsjonsmidlet ville det sammen med overskuddsvann gjennom viren passerte adsorpsjonsmiddel i vesentlig grad forkorte levetiden for viren. Av denne grunn har papirindustrien for abrasjonen fastlagt en grenseverdi på ca. 20 mg målt med AT 1000 (etter Zellcheming-Merkblatt V27.5/75). Hvis man skulle finmale normalt kalsiumhydrosilikat, nemlig gassbetong eller skum-betong, som anvendt innenfor bygningsindustrien, ville de forholdsvis grove kvartsdeler i den for fremstilling av

kalsiumhydrosilikatet anvendte kvartssand hurtig ødelegge virene i papirindustrien ved abrasjon. Av denne grunn er det ved den foreliggende oppfinnelse tilsiktet at abrasjonsverdien av det meget finmalte kalsiumhydrosilikat nedsettes til eller under den forut bestemte henholdsvis tillatte abrasjonsverdi. Denne nedsettelse av abrasjonsverdien skjer mest hensiktsmessig ved at man ved fremstilling av kalsiumhydrosilkatet i stedet for kvartssand anvender kvartsmel og da foretrukket i et kornstørrelsesom-råde på omtrent 0-80 mikrometer. Anvendelsen av slikt kvartsmel er den enkleste og billigste måte som abrasjonsverdien for det meget finmalte kalsiumhydrosilikat kan nedsettes på. Til tross for anvendelse av kvartsmel er fremstillingen av det nye adsorpsjonsmiddel forholdsvis billig. Den er vesentlig billigere enn anvendelse av surt aktivert bentonitt. I forhold til alkalisk aktivert bentonitt har adsorpsjonsmidlet i henhold til den foreliggende oppfinnelse fremfor alt en høyere adsorpsjonsvirk-nihg. "Den høye adsorpsjonsvirkning av det foreslåtte meget finmalte kalsiumhydrosilikat er et spesielt overraskende resultat på bakgrunn av at den spesifikke overflate, som adsorps ion sv- irkningen^i_avjgj-ør_ende_gr.ad—ber-or på, for surt aktivert bentonitt er omtrent 8 ganger større

enn det i henhold til oppfinnelsen foreslåtte kalsiumhydrosilikat^,. Videre har det i henhold til oppfinnelsen foreslåtte meget finmalte kalsiumhydrosilikat den fordel at det ikke i nevneverdig grad påvirker påpirkvaliteten.

Når man ved papirfremstilling legger vekt på spesielt hvitt papir, er det hensiktsmessig i stedet for kalsiumhydrosilikatet å anvende hvitsement i stedet for normalt Portland-sement. Herved erholder det meget finmalte kalsiumhydrosilikat likeledes en hvit farge som ikke på noen måte påvirker papirets hvithet. Når man for fremstillingen av kvartmelet anvender spesielt lys sand kan man eventuelt erstatte en del av den hvite sement med nor-mal Portland-sement.

En lav abrasjonsverdi kan ikke bare oppnås ved anvendelse av en finpartiklet krystallinsk silisiumdioksydkilde, alt-så vanligvis kvartsmel, men også ved spesielle foranstalt-ninger ved damptrykkherdingen av kalsiumhydrosilikatet. Ved forhøyet trykk og/eller lengere oppholdstid i auto-klaven kan nemlig kornstørrelsen av den anvendte kvartssand reduseres. For dette er imidlertid et forhøyet energiforbruk nødvendig.

Videre er det også mulig å tilberede kalsiumhydrosilikatet, som dette oppnås som gassbetong- eller skumbetong-brudd ved fremstilling av porebetong som avfall, at det er egnet som adsorpsjonsmiddel med lavere abrasjonsverdi.

For dette blir gassbetong- eller porebetong-brudd på skån-ende måte malt finest mulig og deretter fjernes grovere kvartsdeler ved luftsikting eller flottasjon. Maleproses-sen, f.eks. i en kulemølle, innstilles for dette slik at de hardere kvartskorn ikke eller bare i liten utstrekning males mens derimot det mykere kalsiumhydrosilikat (Tobermorit) mekanisk knuses. Ved den påfølgende luftsikting separeres kvarts fra Tobermorit.

Også andre kjemiske eller fysikalske separasjonsmetoder kan anvendes. Således kan f.eks. etter forutgående mekanisk malebehandling kvarts og kalsiumhydrosilikat separeres ved flottasjon. Da imidlertid kalsiumhydrosilikat produksjonsbetinget er belagt på en kvartskjerne er for flottasjonsprosessen en så grundig maling nødvendig at kvartskornet blottlegges.

For at adsorpsjonsmidlet i henhold til oppfinnelsen skal være brukbart innenfor papirindustrien er det hensiktsmessig å finmale kalsiumhydrosilikatet til et kornstørrel-sesområde på 0 til 20 mikrometer.

Oppfinnelsen skal i det følgende illustreres nærmere ved hjelp av et utførelseseksempel og adsorpsjonsmidlet i henhold til oppfinnelsen ble fremstilt under betegnelsen "HEBELIT 502W" og deretter undersøkt med hensyn på dets adsorpsjonsvirkning.

Det nevnte adsorpsjonsmiddel "HEBELIT 502W" ble fremstilt fra: 325 kg kvartsmel (W10 fra Firma Quarzwerk GmbH, 5020

Frechen)

115 kg hvitsement (fra Firma Dyckerhoff)

60 kg hvit-finkalk

3,1 kg aluminiumsuspensjon 1:7 (FK 15 d. fra Firma Eckhardt, 881 Fiirth)

300 kg vann

Porsjonen (lm 3) ble ved etterblanding autoklavert ved 13 bar i 12 timer, deretter knust, tørket og malt til den i det følgende angitte kornstørrelsesfordeling.

Korns tørrelsesfordeling ( Sedimentas jonsanalyse

Forøvrig hadde adsorpsjonsmidlet i henhold til oppfinnelsen "HEBELIT 502W" følgende fysikalske data:

Spesifikk overflate BET ( DIN 66 132) 33 m2/ g

Glødetap ( 1150°C) 9,61 vekt%

Fuktighet ( 105°C, 2 timer 3,1 vekt%

Optiske verdier

Abras jonsverdi

(etter Zellcheming-Merkblatt V 27.5/75)

målt med AT 1000 13 mg

Det anvendte kvartsmel W10 fremstilles ved jernfri ned-maling av tilberedt kvartssand med over 99% kieselsyre og etterfølgende sikting. Kvartsmel W10 forekommer i korn-størrelsesområdet 0-80 mikrometer og karakteriseres ved resten på en prøvesikt med 63 mikrometer maskeviddeåpning. Siktanalysen (alpine luftstrålesikt) gir:

Adsorpsjons test:

Behandling: 3 g adsorpsjonsmiddel ble fuktet med 100 ml vann. Etter 2 timer tilsettes 300 ml av den vannprøve A, B, C som skal undersøkes (avsatt prøve) og omrøres i 30 minutter. Deretter filtreres over glassfiberfilter.

Undersøkte adsorpsjonsmidler:

1. Adsorpsjonsmiddel i "HEBELIT 502 W" i henhold til oppfinnelsen.

2. Bentonitt AG (alkalisk aktivitet).

3. Silikatoptimum (surt aktivert bentonitt).

Undersøkte vannprøver:

A = Kretsløpsvann (bakvann) fra et anlegg for fremstilling av tremasse som finner anvendelse som fiberstoff ved papirfrems tilling.

B = Avvann fra en papirfabrikk som fremstiller treholdig

bestrøket papir.

C = Kretsløpsvann fra en blandet bruktpapir-frems tilling.

Analyser:

TOC: totalt organisk karboninnhold i vannet (bestemt

ved forbrenning)

At0C: karboninnhold i de anioniske organiske forbindelser (bestemt ved TOC-differansemåling før og etter adsorpsjon av de anioniske forbindelser).

Forsøksresultatene er overraskende positivt for adsorpsjonsmidlet i henhold til den foreliggende oppfinnelse. De to for sammenligning undersøkte adsorpsjonsmidler er markedsvanlige produkter hvorav spesielt det alkalisk aktiverte bentonitt hittil hyppig har vært anvendt. Tidligere forekom det ingen adsorpsjonsprodukter, med unntag-else av surt aktiverte bentonitter som var mer virksomme enn alkalisk aktiverte bentonitter. Som de ovennevnte resultater viser har adsorpsjonsmidlet i henhold til den foreliggende oppfinnelse i forhold til alkalisk aktivert bentonitt en vesentlig forhøyet adsorpsjonsvirkning.

For fremstilling av adsorpsjonsmidlet i henhold til den foreliggende oppfinnelse anvendes som tidligere nevnte foretrukket finmalt kvartssand. I stedet for dette krystallinske silisiumdioksyd kan også amorfe silisium-dioksydmaterialer anvendes, som f.eks. utfelte eller pyrrogene kiselsyrer, men også kiselgur og andre silisum-dioksydkilder kan anvendes.

I forhold til alkalisk aktiverte bentonitter som ved behandling av kretsløpsvann bare kan tilsettes vannet i sus-pens jonsform og i ytterligere aggregater må fjernes ved sedimentasjon eller flottasjon, har adsorpsjonsmidlet i henhold til den foreliggende oppfinnelse den ytterligere fordel at det direkte kan underkastes en filtreringsbe-handling. Det ved behandlingen av kretsløpsvannet eller avvannet med organiske stoffer fylte adsorpsjonsmiddel kan filtreres ut fra vannet og anvendes f.eks. som fyllstoff innenfor papirindustrien.

Forsøksresultater

Claims (7)

1. Adsorpsjonsmiddel for behandling av fabrikasjons-kretsløpvann og avvann innenfor papir- og beslektet industri, som for fjernelse av løste eller kolloidalt dispergerte organiske stoffer tilsettes den i vandig oppslemning forekommende, for produksjonen anvendte stoffblanding eller tilsettes det ved produksjonen frigitte vann før dets tilbakeføring i produksjonskretsløpet, karakterisert ved at adsorpsjonsmidlet er finmalt kalsiumhydrosilikat (porebetong) hvor abrasjonsverdien ved anvendelse av kvartsmel ved fremstillingen av adsorpsjonsmidlet er nedsatt til eller under en forut bestemt abrasjonsverdi ved dets fremstilling ved tilsvarende behandlingsbetingelser ved damptrykkherdingen av kalsiumhydrosilikatet eller ved fjernelse av grovere kvartspartikler etter malingen.

2. Adsorpsjonsmiddel som angitt i krav 1, karakterisert ved at den forut bestemte abrasjonsverdi er 20 mg målt med AT 1000 (etter Zellcheming-Merkblatt V 27.5/75).

3. Adsorpsjonsmiddel som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at man for fremstilling av kalsiumhydrosilikatet anvender kvartsmel i korn-størrelsesområdet fra omtrent 0 til 80 mikrometer.

4. Adsorpsjonsmiddel som angitt i krav 1 eller 3, karakterisert ved at det for fremstillingen av kalsiumhydrosilikatet anvendes hvitsement.

5. Adsorpsjonsmiddel som angitt i krav 1, karakterisert ved at abrasjonsverdien nedsettes med for høye trykk og/eller lengre oppholdstid ved damptrykkherdingen av kalsiumhydrosilikatet.

6. Adsorpsjonsmiddel som angitt i krav 1 eller 4, karakterisert ved at kalsiumhydrosilikatet males forsiktig og deretter fjernes grovere kvartspartikler ved luftsikting eller flottasjon.

7. Absorpsjonsmiddel som angitt i krav 1-6, karakterisert ved at kalsiumhydrosilikatet er finmalt til et kornstørrelsesområde på 0 til 20 mikrometer.