WO2008098599A1 - Verfahren zum bilden von füllstoffen, insbesondere calciumcarbonat in einer faserstoffsuspension - Google Patents

Verfahren zum bilden von füllstoffen, insbesondere calciumcarbonat in einer faserstoffsuspension Download PDF

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WO2008098599A1
WO2008098599A1 PCT/EP2007/009959 EP2007009959W WO2008098599A1 WO 2008098599 A1 WO2008098599 A1 WO 2008098599A1 EP 2007009959 W EP2007009959 W EP 2007009959W WO 2008098599 A1 WO2008098599 A1 WO 2008098599A1
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pulp
calcium hydroxide
calcium
calcium carbonate
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Andreas Arnhold
Uwe Brand
Christian Steinmassl
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    • D21H21/36—Biocidal agents, e.g. fungicidal, bactericidal, insecticidal agents

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
  • US 5,223,090 discloses a process employing fibrous material having elongated fibers with a cell wall surrounding a cavity, the fibers having a humidity sufficient to form a dewatered pulp slurry.
  • the fibers have a moisture content corresponding to a proportion of 40 to 50% of the weight of the fibers.
  • the water is essentially present inside the fibers and inside the fiber walls.
  • calcium oxide or calcium hydroxide is added to the pulp so that at least part of the incorporated calcium oxide or calcium hydroxide is associated with the water present in the pulp.
  • the fibrous cellulosic material is combined with carbon dioxide while simultaneously subjected to a shear mixing process to form a fibrous material having a considerable amount of calcium carbonate on the fiber surface in the hollow interior and within the fiber walls of the cellulose fibers.
  • a method for loading a waste paper suspension which serves in particular to increase the whiteness of the - deinked or non-deinked - waste paper.
  • the waste paper suspension is preferably supplied at a consistency of between 0.1 and 5% in a gas / liquid reactor. Downstream of this feed point is then the supply of a basic salt-containing liquid, in particular of calcium hydroxide, wherein the thus mixed components with a reaction gas, in particular carbon dioxide, are brought into contact, thereby precipitating the filler.
  • the thus loaded waste paper suspension is then used for paper or board production.
  • a mixing container is proposed in which gas bubbles are distributed in a liquid. Clearly, an unusually high degree of filling of the pulp (filler content several hundred percent of the fiber weight) is required to achieve the desired whiteness.
  • a further method for loading a pulp suspension comprises the following steps: introduction of calcium hydroxide in liquid or dry form or of calcium oxide into the pulp suspension, thickening and heating of the pulp suspension, feeding of gaseous carbon dioxide in a crystallizer, precipitation of calcium carbonate by the carbon dioxide.
  • Fiber loaded with calcium carbonate fiber loaded precipitate calcium carbonate
  • the field of application of the invention extends to paper and pulp production and process technology, including the filler produced, and includes fields of application of all types of paper, including those resulting from their production, which have a filler content between 1% and 60%.
  • the filler content may be between 5% and 50%.
  • Loading has a positive effect on the processes in stock preparation, paper machine and / or further processing.
  • a paper web made of loaded fibers is easier to dewater, for which reason e.g. the machine speed can be increased and / or the press section can be operated with a lower pressing pressure.
  • a further advantage of the use of the technology according to the invention in the paper grades listed above is that they can also be further processed without problems in a calender.
  • the core of the technology is to store specific lime milk (MOL) and / or filler (dissolved and / or in solid form) in the fiber's interior. If one compares this paper with conventionally produced papers, the same and / or Higher filler contents higher and / or equal strength, porosity, specific volume (which may optionally also be deliberately set lower), opacity and printability. Depending on the degree of loading of the pulp, this type of fiber loading can increase the productivity of the paper machine and / or make its production more cost-effective (through, for example, raw material energy cost reduction).
  • MOL specific lime milk
  • filler dissolved and / or in solid form
  • the starting material for the loading process is an aqueous pulp material, in particular a fresh pulp suspension with 1 to 30%.
  • the suspension is - if necessary - thickened and as a middle to
  • the substance added to the reactor already contains calcium hydroxide or calcium oxide which has been added in the material dissolving system, a receiver chest and / or in a static mixer, in particular at a pH in the range between 5 and 12.
  • the process temperature is at the production of the calcium carbonate between + 15 0 C and 130 ° C, in particular between 20 ° and 60 ° C.
  • the formation of the calcium carbonate is preferably carried out in a pressure range between 0.1 and 6 bar, in particular between 1 and 4 bar.
  • the mean residence time of the substance in the reactor is between 60 seconds and 15 minutes, in particular between 5 and 10 minutes.
  • the solids concentration of the pulp suspension provided for reaction with carbon dioxide is selected in a range from about 0.1 to about 40% and preferably in a range from about 0.5 to 30%.
  • crystals of a rhombohedral shape having a grain size fraction in a range of about 0.02 to about 5 ⁇ m may be produced.
  • Fig. 1 is a plant diagram for illustrating the method according to the invention
  • Fig. 2 shows a reactor which can be used as a reactor in a schematic representation.
  • a pulper 10 in particular HC pulper (high consistency pulper) for the unloaded pulp suspension 1, mixing device, in particular feed tank 2, lime lapping device 3, press 4, in particular screw press or screen press, reactor 5, CO 2 supply device 6, optional CO 2 - Heater 7, press water tank 8.
  • HC pulper high consistency pulper
  • mixing device in particular feed tank 2, lime lapping device 3, press 4, in particular screw press or screen press, reactor 5, CO 2 supply device 6, optional CO 2 - Heater 7, press water tank 8.
  • a pulp suspension 1 is formed in the pulper 10, which passes here via a feed tank 2 in the press 4, in which the consistency is set to a value, for example, is up to 30%.
  • the squeezed filtrate 14 flows into the press water tank 8.
  • the dewatered pulp is then fed into a reactor 5 and mixed there with calcium hydroxide, here in the form of lime milk (MOL).
  • a rotating coil 15 transports the substance through the reactor 5.
  • gaseous carbon dioxide CO 2 is added.
  • a suitable reactor 5 is, for example, a closed screw conveyor, which is preferably operated in such a way that it maximizes 80% vol, preferably 50% vol, is filled with moist solid, taking into account the volume of water in the pulp The remaining volume in the reactor 5 is occupied by gas or vapor or liquid spray The movements of the contents make the reactants easy
  • a tower-like container (not shown) can also be used as the reactor 5.
  • a lower consistency ie less than 25%, can also be used.
  • the loading in the reactor 5 is more efficient.
  • Both the carbon dioxide and the supplied lime milk MOL can impinge on already formed calcium carbonate, so that a further crystallization occurs.
  • the process has the particular advantage that relatively much time is available for crystallization. It may initially form nuclei, which are then built up to larger crystals. It can additionally between Kalkmilchtröpfchen and carbon dioxide a
  • the loaded pulp enters a finishing unit, eg a storage tank 13, a post-reactor or a crystallizer.
  • the filtrate 14 originating from the press 4 can be added for dilution by means of filtrate pump 12.
  • a suitable reactor 5 is shown somewhat more in detail, without there being a construction drawing.
  • it is a horizontal or slightly inclined screw conveyor with a substantially closed shell 17 and a rotatable therein coil 15, which provides substantially for the axial transport of introduced via the inlet 18 pulp. It is rotated by a drive 20 in rotation.
  • the coil 15 may be provided over its axial extent with different conveying members.
  • a trained as a screw surface part (screw conveyor) is shown in the inlet area. Downstream e.g. After approximately half of the axial conveying path, the shaft 15 has a number of rotating paddles 16. This can e.g. Be bars or slanted profiles or an interrupted auger.
  • At least part of the calcium hydroxide or calcium oxide is added to this reactor 5 when carrying out the process.
  • at least one overhead substantially axially arranged spray pipe 19 is provided for the milk of lime MOL.
  • This spray tube 19 may be provided with a plurality of spray orifices, preferably in the form of nozzles 22.
  • spraying other types of (morphology and design) crystals may be produced in the system which affect the paper quality in the finished product.
  • the gaseous CO 2 is added here in the lower region of the reactor 5, for which purpose a gas line 21 is indicated.

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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Das Verfahren dient zur Bildung von Füllstoff, insbesondere Calciumcarbonat, wobei eine Reaktion zwischen Calciumoxid oder Calciumhydroxid und gasförmigem Kohlendioxid ausgelöst wird. Diese Reaktion findet in Gegenwart des Faserstoffs in einem Reaktor (5) statt (Fiberloading), wobei zumindest ein Teil des Calciumoxids oder Calciumhydroxids direkt in den Reaktor (5) zugegeben wird. Dadurch verläuft die Reaktion effektiver und ist leichter steuerbar.

Description

Verfahren zum Bilden von Füllstoffen, insbesondere Calciumcarbonat in einer
Faserstoffsuspension
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Einsatz solcher mineralischen Füllstoffe bei der Papier- und Kartonherstellung ist seit langem bekannt. Sie dienen u.a. dazu, die optische Qualität von grafischen Papieren entscheidend zu verbessern. Es gibt bereits Verfahren, bei denen das Calciumcarbonat in einer wässrigen Flüssigkeit ausgefällt wird, indem z.B. eine Reaktion zwischen Calciumhydroxid und gasförmigem Kohlendioxid herbeigeführt wird. Die so erzeugten Füllstoffe können dann in der Papierfabrik dem Faserrohstoff beigemischt werden. Eine neuere Entwicklung liegt darin, den Vorgang des Ausfällens in einer Faserstoffsuspension auszulösen, also in einer Flüssigkeit, in der die für die Papiererzeugung bestimmten Fasern bereits enthalten sind. Solche Verfahren werden Fiberloading-Verfahren genannt.
Es sind bereits mehrere Verfahren der Fiber-Loading-Technologie zum Beladen von Zellstofffasern mit Calciumcarbonat bekannt. In der US 5 223 090 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem Fasermaterial mit langgestreckten Fasern mit einer einen Hohlraum umgebenden Zellwand eingesetzt wird, wobei die Fasern eine Feuchtigkeit haben, die ausreicht, um einen entwässerten Brei einer Pulpe zu bilden. Dabei haben die Fasern einen Feuchtegehalt, der einem Anteil von 40 bis 50 % des Gewichts der Fasern entspricht. Das Wasser ist im Wesentlichen im Innern der Fasern und innerhalb der Faserwände vorhanden. Anschließend wird alternativ Calciumoxid oder Calciumhydroxid zu der Pulpe hinzugefügt, so dass wenigstens ein Teil des eingebrachten Calciumoxids oder Calciumhydroxids mit dem in der Pulpe vorhandenen Wasser assoziiert wird. Anschließend wird das faserförmige Zellulosematerial mit Kohlendioxid in Verbindung gebracht, wobei es gleichzeitig einem Scher-Mischverfahren unterworfen wird, um ein Fasermaterial mit einer beträchtlichen Menge Calciumcarbonat auf der Faseroberfläche im hohlen Innern und innerhalb der Faserwände der Zellulosefasern zu erzeugen.
Aus der US 5,665,205 ist ein Verfahren zum Beladen einer Altpapiersuspension bekannt, welches insbesondere dazu dient, den Weißgrad des - deinkten oder nicht deinkten - Altpapiers zu erhöhen. Bei diesem Verfahren wird die Altpapiersuspension vorzugsweise bei einer Konsistenz zwischen 0,1 und 5 % in einen Gas- /Flüssigkeitsreaktor zugeführt. Stromabwärts dieser Zuführstelle erfolgt dann die Zuleitung einer basisches Salz enthaltenden Flüssigkeit, insbesondere von Calciumhydroxid, wobei die so vermischten Komponenten mit einem Reaktionsgas, insbesondere Kohlendioxid, in Kontakt gebracht werden, um dadurch den Füllstoff auszufällen. Die so beladene Altpapiersuspension wird anschließend zur Papier- oder Kartonerzeugung verwendet. Als besonders geeigneter Gas/Flüssigkeitsreaktor wird ein Mischbehälter vorgeschlagen, in dem Gasblasen in einer Flüssigkeit verteilt werden. Offenbar ist ein ungewöhnlich hoher Füllungsgrad des Faserstoffes (Füllstoffgehalt mehrere Hundert Prozent vom Fasergewicht) erforderlich, um den gewünschten Weißgrad zu erzielen.
Aus der DE 102 04 254 A1 ist ein weiteres Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension bekannt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Einbringen von Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form oder von Calciumoxid in die Faserstoffsuspension, Eindicken und Aufheizen der Faserstoffsuspension, Zuführen von gasförmigem Kohlendioxid in einem Kristallisator, Ausfällen von Calciumcarbonat durch das Kohlendioxid.
Durch Verfahren dieser Art ist es möglich, mit Calciumcarbonat beladenen Faserstoff (FLPCC = fiber loaded precipitate calcium carbonate) herzustellen, insbesondere für die Zellstoffherstellung oder für den Zellstoffeinsatz bei der Papierherstellung. Der zu beladende Faserrohstoff wird beispielsweise aus Recycling-Papier, aus DIP (= Deinked Paper), aus Sekundärfaserstoff, gebleichtem oder ungebleichtem Kraft- Zellkraftstoff oder Holzstoff jeglicher Art, gebleichtem oder ungebleichtem Sulfit- /Sulfatzellstoff, Fertigstoffausschuss, Leinen-, Baumwoll- und/oder Hanffasern und/oder jeglichem anderen Papierrohstoff hergestellt, der in einer Papiermaschine Verwendung findet.
Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich auf die Papier- und Zellstoffherstellung und die Prozesstechnologie einschließlich des hergestellten Füllstoffes und umfasst Anwendungsgebiete aller Papiersorten einschließlich den bei deren Produktion anfallenden Ausschüssen, die einen Füllstoffgehalt zwischen 1 % und 60 % haben. Vorzugsweise kann der Füllstoffgehalt zwischen 5 % und 50 % liegen.
Gegenüber herkömmlichen Prozessen zur Herstellung einer Faserstoffsuspension können durch das Beladen (in Lumen, Faserwandungen und/oder Faseroberfläche) in einer daraus hergestellten Papier- oder Kartonbahn die gleichen Festigkeiten energetisch günstiger erreicht werden; dadurch kann insbesondere Mahlenergie eingespart werden.
Das Beladen wirkt sich positiv auf die Prozesse in der Stoffaufbereitung, Papiermaschine und/oder Weiterverarbeitung aus. So lässt sich eine aus beladenen Fasern hergestellte Papierbahn leichter entwässern, weshalb z.B. die Maschinengeschwindigkeit gesteigert und/oder die Pressenpartie mit geringerem Pressdruck betrieben werden kann. Zudem wäre es möglich, in der Trockenpartie mit weniger Energieeinsatz (z.B. Dampf) zu fahren.
Ein weiterer Vorteil beim Einsatz der erfindungsgemäßen Technologie bei den oben aufgeführten Papiersorten besteht darin, dass diese auch in einem Kalander problemlos weiterverarbeitet werden können. Dadurch, dass beim Einsatz der Fiber- Loading-Technologie Fiber-Loading-Partikel in, um und an den Fasern angelagert werden, wird die Schwarzsatinage (Blackening) reduziert oder ganz, vermieden.
Kern der Technologie ist es, gezielt Kalkmilch (MOL) und /oder Füllstoff (gelöst und/oder in fester Form) in das Faserinnere einzulagern. Vergleicht man dieses Papier mit konventionell hergestellten Papieren, so zeigen sich bei gleichen und/oder höheren Füllstoffgehalten höhere und/oder gleiche Festigkeiten, Porosität, spezifisches Volumen (welches gegebenenfalls auch gezielt niedriger eingestellt werden kann), Opazität sowie Bedruckbarkeit. Durch diese Art der Faserbeladung lässt sich je nach Beladungsgrad des Faserstoffs die Produktivität der Papiermaschine steigern und/oder deren Produktion kostengünstiger gestalten (durch z.B. Rohstoff-Energiekosten-Reduktion).
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension zu schaffen, bei dem die Vorteile des Beladungsverfahrens vergrößert werden, insbesondere dadurch, dass eine größere Menge von Füllstoffen in oder auf der Faser fixiert werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 genannten Maßnahmen gelöst.
Im Folgenden werden typische Verfahrensschritte und Parameter für das erfindungsgemäße Beladen einer Faserstoffsuspension beschrieben:
Als Ausgangsmaterial für den Beladungsprozess dient ein wässriges Faserstoffmaterial, insbesondere eine Frischzellstoffsuspension mit 1 bis 30 %
Konsistenz. Die Suspension wird - falls erforderlich - eingedickt und als Mittel- bis
Hochkonsistenzstoff in einen Reaktor eingetragen. In diesen wird Calciumhydroxid oder Calciumoxid in wässriger und/oder in fester Form eingemischt, z.B. als Kalkmilch eingesprüht. Außerdem erfolgt hier die Zugabe von gasförmigem oder gelöstem Kohlendioxid, wodurch sich Calciumcarbonat bildet.
Es ist auch möglich, dass der dem Reaktor zugegebene Stoff bereits Calciumhydroxid oder Calciumoxid enthält, das im Stoffauflösesystem, einer Vorlagebütte und/oder in einem statischen Mischer zugegeben wurde, insbesondere bei einem pH-Wert im Bereich zwischen 5 und 12.
Vorzugsweise liegt die Prozesstemperatur bei Erzeugung des Calciumcarbonats zwischen + 150 C und 130° C, insbesondere zwischen 20° und 60° C.
Die Bildung des Calciumcarbonats wird vorzugsweise in einem Druckbereich zwischen 0,1 und 6 bar, insbesondere zwischen 1 und 4 bar, durchgeführt. Hierbei liegt die mittlere Verweilzeit des Stoffes im Reaktor zwischen 60 Sekunden und 15 Minuten, insbesondere zwischen 5 und 10 Minuten.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Feststoffkonzentration der zur Reaktion mit Kohlendioxid bereit gestellten Faserstoffsuspension in einem Bereich von etwa 0,1 bis etwa 40 % und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,5 bis 30 % gewählt.
Es können Kristalle beispielsweise von einer rhomboedrischen Form mit einer Korngrößenfraktion in einem Bereich von etwa 0,02 bis etwa 5 μm erzeugt werden. In bestimmten Fällen ist es auch von Vorteil, Kristalle von einer skalenoedrischen Form oder Agglomerate mit einer jeweiligen Länge in einem Bereich von etwa 0,02 bis etwa 5 μm und einem jeweiligen Durchmesser in einem Bereich von etwa 0,02 bis etwa 5 μm zu erzeugen.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 Ein Anlagenschema zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 2 Einen als Reaktor verwendbaren Apparat in schematischer Darstellung.
Gemäß dem Anlagenschema der Fig. 1 werden folgende Elemente verwendet:
Ein Stofflöser 10, insbesondere HC-Stofflöser (High Consistency-Pulper) für die unbeladene Faserstoffsuspension 1 , Mischeinrichtung, insbesondere Vorlagebehälter 2, Kalklöscheinrichtung 3, Presse 4, insbesondere Schneckenpresse oder Siebpresse, Reaktor 5, CO2-Versorgungseinrichtung 6, optionaler CO2-Erhitzer 7, Pressenwassertank 8. Aus den Rohstoffen 9 wird eine Faserstoffsuspension 1 im Stofflöser 10 gebildet, die hier über einen Vorlagebehälter 2 in die Presse 4 gelangt, in der die Konsistenz auf einen Wert eingestellt wird, der z.B. bis zu 30 % beträgt. Das abgepresste Filtrat 14 fließt in den Pressenwassertank 8. Der entwässerte Faserstoff wird dann in einen Reaktor 5 geführt und dort mit Calciumhydroxid, hier in Form von Kalkmilch (MOL), vermischt. Eine rotierende Wendel 15 transportiert dabei den Stoff durch den Reaktor 5. Außerdem wird gasförmiges Kohlendioxid CO2 zugegeben. Bereitgestellt wird es hier in einer (.^-Versorgungseinrichtung 6, wobei auch die Möglichkeit besteht, es in einem CO2-Erhitzer 7 zu erwärmen. Ein geeigneter Reaktor 5 ist z.B. ein geschlossener Schneckenförderer, der vorzugsweise so betrieben wird, dass er zu maximal 80 %-Vol, vorzugsweise 50 %-Vol, mit feuchtem Feststoff gefüllt ist, wobei das Wasservolumen des Faserstoffes mit einbezogen wird. Das restliche Volumen im Reaktor 5 wird von Gas oder Dampf oder Sprühflüssigkeit eingenommen. Durch die Bewegungen des Inhaltes können die Reaktionspartner leicht in Kontakt treten. Alternativ kann als Reaktor 5 auch ein turmartiger Behälter (nicht gezeigt) verwendet werden. Es kann auch eine niedrigere Konsistenz, also unter 25 %, gewählt werden.
Es kann von Vorteil sein, bereits vor dem Reaktor 5 einen Teil des benötigten Calcium hydroxids den Fasern zuzugeben, wozu hier in den Vorlagebehälter 2 Kalkmilch MOL zugegeben wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Kalkmilch MOL auch in den Stofflöser 10 gegeben werden.
Durch das Zugeben, insbesondere Einsprühen von Kalkmilch (MOL) in den Reaktor 5 läuft die Beladung im Reaktor 5 effizienter ab. Sowohl das Kohlendioxid als auch die zugeführte Kalkmilch MOL können auf bereits gebildetes Calciumcarbonat auftreffen, so dass eine weitere Kristallisation eintritt. Das Verfahren hat den besonderen Vorteil, dass relativ viel Zeit für die Kristallisation zur Verfügung steht. Es können sich zunächst Kristallisationskeime bilden, die dann zu größeren Kristallen aufgebaut werden. Dabei kann zusätzlich zwischen Kalkmilchtröpfchen und Kohlendioxid eine
Reaktion zu freiem PCC erfolgen. Die Reaktionsvorgänge werden z.B. durch
Temperatur, Verweilzeit, pH-Wert und Konzentration der Reaktionspartner gesteuert. Der beladene Faserstoff gelangt in ein Abschlussaggregat, z.B. einen Vorratstank 13, einen Nachreaktor oder einen Kristallisator. Das von der Presse 4 stammende Filtrat 14 kann zur Verdünnung mittels Filtratpumpe 12 zugegeben werden.
In Fig. 2 ist ein geeigneter Reaktor 5 etwas detaillierter gezeigt, ohne dass hier eine Konstruktionszeichnung vorliegt. Wie diese Skizze zeigt, handelt es sich dabei um einen waagerechten oder leicht schräg gestellten Schneckenförderer mit einem im Wesentlichen geschlossenen Mantel 17 und einer darin rotierbaren Wendel 15, die im Wesentlichen für den Axialtransport des über den Einlauf 18 eingeführten Faserstoffes sorgt. Sie wird durch einen Antrieb 20 in Rotation versetzt. Dabei kann die Wendel 15 über ihre axiale Erstreckung mit unterschiedlichen Förderorganen versehen sein. Bei dem hier gezeigten Beispiel ist im Einlaufbereich ein als Schraubenfläche ausgebildeter Teil (Förderschnecke) dargestellt. Stromabwärts z.B. nach etwa der Hälfte des axialen Förderweges weist die Welle 15 eine Anzahl von rotierenden Paddeln 16 auf. Das können z.B. Stäbe oder schräg gestellte Profile oder eine unterbrochene Förderschnecke sein. Mit solchen Paddeln oder ähnlichen Elementen wird der Stoff gefördert und aufgelockert. Wie bereits erwähnt, wird bei Durchführung des Verfahrens zumindest ein Teil des Calciumhydroxids oder Calciumoxids in diesen Reaktor 5 zugegeben. Dazu ist hier mindestens ein oben liegendes im Wesentlichen axial angeordnetes Sprührohr 19 für die Kalkmilch MOL vorgesehen. Dieses Sprührohr 19 kann mit einer Vielzahl von Sprühöffnungen versehen sein, vorzugsweise in Form von Düsen 22. Durch das Einsprühen können andersartige (Morphologie und Design) Kristalle im System erzeugt werden, die die Papierqualität im fertigen Produkt beeinflussen.
Es kann günstig sein, die Zugabe der Kalkmilch MOL gleichmäßig über den axialen Transportweg des Stoffes zu verteilen. Es können auch einzelne Düsen 22 abschaltbar ausgeführt sein. Dadurch kann das Kristallwachstum beeinflusst werden. So ist es z.B. auch möglich, bereits gebildete Kristalle als Keime für das weitere Kristallwachstum zur Verfügung zu stellen. Das gasförmige CO2 wird hier im unteren Bereich des Reaktors 5 zugegeben, wozu eine Gasleitung 21 angedeutet ist.
In Fällen, in denen der Reaktor 5 mit einem Druck betrieben wird, der vom Umgebungsdruck abweicht, also z.B. zwischen absolut 1 ,1 und 5 bar liegt, ist in der Regel eine Abdichtung am Einlauf 18 und Auslauf 23 erforderlich, wozu hier symbolisch Zellenradschleusen 24 angedeutet sind. Selbstverständlich gibt es auch andere Möglichkeiten, z.B. eine Pfropfenbildung mit Hilfe einer Pfropfenschnecke.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bildung von Füllstoff, insbesondere Calciumcarbonat, wobei Calciumoxid oder Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form in einen wässrig benetzten Faserstoff eingebracht wird und der Faserstoff in einem Reaktor (5) mit gasförmigem Kohlendioxid vermischt wird, wodurch in einer chemischen Reaktion mit dem zugeführtem Kohlendioxid Füllstoff, insbesondere Calciumcarbonat gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Calciumoxids oder Calciumhydroxids direkt in den Reaktor (5) zugegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Reaktor (5) dem eingedickten Faserstoff eine Calciumhydroxidhaltige Flüssigkeit, vorzugsweise Kalkmilch (MOL), zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 20 % und höchstens 50 % des Calciumoxids oder Calciumhydroxids der Faserstoffsuspension (1) bereits vor dem Reaktor (5) zugegeben werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 90 %, vorzugsweise 100 %, des benötigten Calciumoxids oder Calciumhydroxids in den Reaktor (5) gegeben werden.
5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Calciumhydroxidhaltige Flüssigkeit im Inneren des Reaktors (5) versprüht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Calciumhydroxidhaltige Flüssigkeit an mehreren, vorzugsweise mindestens fünf Stellen innerhalb des Reaktors (5) eingesprüht wird.
7. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Reaktor (5) ein geschlossener Schneckenförderer verwendet wird, in dem der feuchte Feststoff höchstens 80 %, vorzugsweise höchstens 50 % des Volumens einnimmt.
8. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (5) mit einem Druck betrieben wird, der dem Umgebungsdruck mit einer Toleranz von maximal 10 % Abweichung entspricht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (5) mit einem Druck betrieben wird, der zwischen 1 und 6 bar, vorzugsweise 1 bis 4 bar, beträgt.
10. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension (1) in den Reaktor (5) mit einer Konsistenz zwischen 0,1 % und 40 %, vorzugsweise 0,5 bis 30 %, eingeführt wird.
11. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Verweilzeit der Faserstoffsuspension (1) im Reaktor (5) auf 1 - 15 min, vorzugsweise 5 - 10 min, eingestellt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (5) mit einer Temperatur zwischen 15° und 130° C, vorzugsweise 20° bis 60° C1 betrieben wird.
13. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Faserstoffsuspension (1) vor dem Reaktor (5) eingedickt wird.
14. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der beladene Faserstoff maximal 50 % Calciumcarbonat enthält.
15. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Faserstoffsuspension (1) aus Frischzellstoff gebildet wird.
PCT/EP2007/009959 2007-02-14 2007-11-17 Verfahren zum bilden von füllstoffen, insbesondere calciumcarbonat in einer faserstoffsuspension WO2008098599A1 (de)

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