WO2009000345A1 - Verfahren zum bilden von füllstoffen, inbesondere calciumcarbonat in einer suspension - Google Patents
Verfahren zum bilden von füllstoffen, inbesondere calciumcarbonat in einer suspension Download PDFInfo
- Publication number
- WO2009000345A1 WO2009000345A1 PCT/EP2008/001383 EP2008001383W WO2009000345A1 WO 2009000345 A1 WO2009000345 A1 WO 2009000345A1 EP 2008001383 W EP2008001383 W EP 2008001383W WO 2009000345 A1 WO2009000345 A1 WO 2009000345A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- calcium carbonate
- reactor
- crystallization
- calcium hydroxide
- pulp
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 40
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000945 filler Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 17
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 14
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims abstract description 3
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims abstract description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims abstract description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract 2
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 6
- 239000012297 crystallization seed Substances 0.000 claims description 5
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 4
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 claims 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 claims 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 18
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- 229920006320 anionic starch Polymers 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 206010016256 fatigue Diseases 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000013055 pulp slurry Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
- D21H17/70—Inorganic compounds forming new compounds in situ, e.g. within the pulp or paper, by chemical reaction with other substances added separately
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/50—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by form
- D21H21/52—Additives of definite length or shape
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 at the same time subjected to a shear mixing process to produce a fiber material with a substantial amount of calcium carbonate on the fiber surface, in the hollow interior and within the fiber walls of the cellulose fibers.
- This loading of the fibers with fillers 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.
- Another advantage of using this technology is that it can be easily processed in a calender.
- 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%.
- the method it is possible to also produce such calcium carbonate particles, which are larger than usual methods.
- a crystallization is triggered in which accumulates calcium carbonate around the crystallization nuclei.
- the calcium carbonate can form clusters. If the process is carried out favorably, the effect of this calcium carbonate addition is driven so far that a complete envelopment of the crystallization nuclei takes place.
- the crystallization nuclei which can be used here are not necessarily ultrafine particles, as they are usually used for triggering and controlling crystal growth. Rather, it is advantageous that the size of the crystallization nuclei can be adjusted very easily by suitable measures. Since these are added substances, they can first be adjusted to the desired size or the desired size spectrum by selection of the raw materials and then by appropriate treatment, for example milling.
- the crystallization nuclei suitable for the process can be procured relatively inexpensively, preferably they are negatively charged fines (e.g., dead-milled fiber fragments) or fine contaminants, such as are produced in the stock preparation in front of the paper or board machine anyway. But it can also be e.g. fine wood particles, polyamides, retention aids, anionic starches or anionic salts. In many stock preparation plants, especially when waste paper is processed, there are anyway enough fine-particle-like residues, which often have a disturbing influence on the production or quality of the paper produced. Such particles are e.g. in wash filtrates, rejects on cleaners or sorters, or the filtrates of reject thickening.
- the starting material used for the process is either a fiber-free water-containing liquid with 0.1 to 30% solids or a pulp suspension if the carbonate is to be produced in the presence of fibers.
- the liquid is introduced into a reactor together with the crystallization seeds and calcium hydroxide.
- the addition of gaseous or dissolved carbon dioxide forms calcium carbonate.
- additional calcium hydroxide or calcium oxide in aqueous and / or solid form may also be mixed into the reactor.
- the process temperature is between generation of the calcium carbonate + 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. There are also higher pressures, e.g. up to 20 bar possible.
- the average residence time of the substance in the reactor is between 60 seconds and 15 minutes, in particular between 5 and 10 minutes.
- Fig. 1 is a plant diagram for illustrating the method according to the invention
- Fig. 2 system diagram for a specific application of the method.
- a favorable embodiment of the method according to the invention is shown in a plant scheme.
- Water-containing liquid water W
- water W Water-containing liquid
- crystallization seeds 1 calcium hydroxide is liquid or dry, for example, as here in the form of milk of lime (MOL), added to the container 2.
- MOL milk of lime
- MOL Kalklösch Surprise 3 is provided. If necessary, the milk of lime can be ground in a grinding device 14, for example a ball or agitator ball mill.
- the liquid 4 with water, crystallization nuclei and calcium hydroxide is dissolved in pumped a reactor 5.
- gaseous carbon dioxide CO 2 is added in the reactor 5 .
- the gas is provided here in a CO 2 supply device 16, wherein it is also possible to heat it in a CO 2 heater 17.
- a suitable reactor 5 is, for example, a closed container provided with a stirrer 7. Due to the movements of the contents, the reactants can easily come into contact, so that the calcium carbonate-containing filler suspension 6 is formed.
- the filler suspension 6 enters a finishing unit, e.g. a storage tank 13. In this it can be mixed with an aqueous suspended pulp 12, which comes from the stock preparation plant. The mixture 15 thus formed is then used in another part of the plant not shown here for paper or board production.
- a finishing unit e.g. a storage tank 13.
- the mixture 15 thus formed is then used in another part of the plant not shown here for paper or board production.
- FIG. 2 shows an application of the method in which the crystallization nuclei 1 originate from the wash filtrate of the stock preparation plant for the fiber suspension S1.
- the latter is shown only in part, namely a hydrocyclone 8, a sorter 9 and a washing device 10.
- a fine-containing filtrate 11 and a washed-out fibrous material 12 ' are formed in a known manner.
- the filtrate 11 can be fed directly into the container 2, since it contains fines, which can serve as crystallization nuclei in carrying out the method according to the invention.
- Addition of calcium hydroxide and processing in the reactor 5 then takes place, for example, similarly as already described and shown in FIG.
- the pulp 12 ' formed in the washing device 10 can be mixed with the filler suspension 6 produced in the reactor 5, for example in the storage tank 13. In others Cases it is further processed before, for example ground or dispersed; in still other cases, it is used without mixing with the filler suspension 6 on.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Das Verfahren dient zur Bildung von Füllstoff, insbesondere Calciumcarbonat in einer überwiegend wasserhaltigen Flüssigkeit, eventuell auch in einer Faserstoffsuspension. Dabei wird Calciumhydroxid mit gasförmigem Kohlendioxid in Verbindung gebracht, wodurch in einer chemischen Reaktion Calciumcarbonat gebildet wird. Bei dieser Reaktion wird durch Kristallisationskeime (1) in Form von Feinstoffen oder anionischen Substanzen, wie insbesondere Salzen, Polyamiden, Retentionsmitteln oder Stärkepartikeln oder einer Mischung dieser Stoffe wird die Bildung von größeren Partikeln gefördert.
Description
VOITH PATENT GmbH RPL13219 WO
Verfahren zum Bilden von Füllstoffen, insbesondere Calciumcarbonat in einer
Suspension
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 chemische Reaktion und die dazu bereit gestellten Edukte können so eingestellt bzw. verändert werden, dass sich ein hochwertiger Füllstoff bildet, der z.B. bezüglich seiner Weiße und Opazität besonders hohe Anforderungen erfüllen kann. Die dabei gebildeten Kristalle sind in der Regel relativ fein. Die so erzeugten Füllstoffe können dann in der Papierfabrik dem Faserrohstoff beigemischt werden.
Eine weitere Entwicklung liegt darin, den Vorgang des Ausfällens in Gegenwart des Faserstoffs auszulösen, also in einer Mischung, in der die für die Papiererzeugung bestimmten Fasern bereits enthalten sind. Solche Verfahren werden Fiberloading- Verfahren genannt. 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.
Dieses Beladen der Fasern mit Füllstoffen 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 dieser Technologie 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.
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.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Erzeugung von Füllstoffen zu schaffen, bei dem relativ große Füllstoffkristalle entstehen. Es soll besonders wirtschaftlich sein und in speziellen Ausführungsformen die Störstoffprobleme der Papierproduktion reduzieren.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 genannten Maßnahmen gelöst.
Mit dem Verfahren ist es möglich, auch solche Calciumcarbonat-Partkel zu erzeugen,
die größer sind als bei üblichen Verfahren. Mit Hilfe der Kristallisationskeime wird eine Kristallisation ausgelöst, bei der sich um die Kristallisationskeime herum Calciumcarbonat anlagert. (Das Calciumcarbonat kann dabei Cluster bilden). Bei günstiger Verfahrensführung wird der Effekt dieser Calciumcarbonat-Anlagerung so weit getrieben, dass eine vollständige Umhüllung der Kristallisationskeime erfolgt. Dabei sind die hier verwendbaren Kristallisationskeime nicht unbedingt Feinstpartikel, wie sie üblicherweise zur Auslösung und Steuerung von Kristallwachstum eingesetzt werden. Vielmehr ist es von Vorteil, dass die Größe der Kristallisationskeime durch geeignete Maßnahmen sehr einfach eingestellt werden kann. Da es sich um zugegebene Stoffe handelt, können diese zunächst durch Auswahl der Rohstoffe und dann durch entsprechende Behandlung z.B. Mahlung auf die gewünschte Größe bzw. das gewünschte Größenspektrum eingestellt werden.
Die für das Verfahren geeigneten Kristallisationskeime können relativ preiswert beschafft werden, vorzugsweise sind es negativ geladene Feinstoffe (z.B. totgemahlene Faserbruchstücke) oder feine Störstoffe, wie sie in der Stoffaufbereitung vor der Papier- oder Kartonmaschine ohnehin anfallen. Es können aber auch z.B. feine Holzpartikel, Polyamide, Retentionsmittel, anionische Stärken oder anionische Salze verwendet werden. In vielen Stoffaufbereitungsanlagen, insbesondere wenn Altpapier verarbeitet wird, gibt es ohnehin genügend feinpartikelförmige Reststoffe, die oft einen störenden Einfluss auf die Produktion bzw. Qualität des erzeugten Papieres haben. Solche Partikel liegen z.B. in Waschfiltraten, Rejekten an Cleanern oder Sortierern, bzw. den Filtraten der Rejekt- Eindickung vor. Diese können dann anstatt entsorgt zu werden, was wiederum Kosten verursachen würde, als Kristallisationskeime im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden. Infolge der Ummantelung durch Calciumcarbonat sind sie nicht nur unschädlich, sondern tragen wegen ihres Füllstoffcharakters sogar zur Qualität des später aus den Fasern erzeugten Papieres wesentlich bei.
Im Folgenden werden typische Verfahrensschritte und Parameter für das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben:
Als Ausgangsmaterial für den Prozess dient entweder eine faserfreie wasserhaltige Flüssigkeit mit 0,1 bis 30 % Feststoffgehalt oder eine Faserstoffsuspension, wenn die Carbonaterzeugung in Gegenwart von Fasern durchgeführt werden soll Die Flüssigkeit wird zusammen mit den Kristallisationskeimen und Calciumhydroxid in einen Reaktor eingetragen. Durch die Zugabe von gasförmigem oder gelöstem Kohlendioxid bildet sich Calciumcarbonat. In besonderen Ausführungsformen kann zusätzliches Calciumhydroxid oder Calciumoxid in wässriger und/oder in fester Form auch in den Reaktor eingemischt werden.
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. Es sind auch höhere Drücke, z.B. bis 20 bar möglich. Die mittlere Verweilzeit des Stoffes im Reaktor liegt zwischen 60 Sekunden und 15 Minuten, insbesondere zwischen 5 und 10 Minuten.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 Ein Anlagenschema zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 2 Anlagenschema für eine spezifische Anwendung des Verfahrens.
In Fig. 1 ist eine günstige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Anlagenschema dargestellt. Wasserhaltige Flüssigkeit (Wasser W) wird in einem Behälter 2 bereitgestellt und mit Kristallisationskeimen 1 vermischt. Außerdem wird Calciumhydroxid flüssig oder trocken, z.B. wie hier in Form von Kalkmilch (MOL), in den Behälter 2 zugegeben. Zur Erzeugung der Kalkmilch MOL ist eine Kalklöscheinrichtung 3 vorgesehen. Im Bedarfsfall kann die Kalkmilch in einer Mahlvorrichtung 14, z.B. einer Kugel- oder Rührwerkskugelmühle, gemahlen werden. Die Flüssigkeit 4 mit Wasser, Kristallisationskeimen und Calciumhydroxid wird in
einen Reaktor 5 gepumpt.
In den Reaktor 5 wird gasförmiges Kohlendioxid CO2 zugegeben. Bereitgestellt wird das Gas hier in einer CO2-Versorgungseinrichtung 16, wobei auch die Möglichkeit besteht, es in einem CO2-Erhitzer 17 zu erwärmen. Ein geeigneter Reaktor 5 ist z.B. ein geschlossener Behälter, der mit einem Rührer 7 versehen ist. Durch die Bewegungen des Inhaltes können die Reaktionspartner leicht in Kontakt treten, so dass die calciumcarbonathaltige Füllstoffsuspension 6 entsteht.
Die Verfahrensschritte zur chemischen Reaktion der Calciumcarbonatbildung sind hier nur exemplarisch dargestellt. Es gibt auch andere Reaktortypen, andere Zumischverfahren (z.B. statische Mischer) und andere Stellen zur Zugabe der Reaktionspartner.
Nach dem Reaktor 5 gelangt die Füllstoffsuspension 6 in ein Abschlussaggregat, z.B. ein Vorratstank 13. In diesem kann sie mit einem wässrig suspendierten Faserstoff 12 vermischt werden, der aus der Stoffaufbereitungsanlage kommt. Die so gebildete Mischung 15 dient dann in einem weiteren hier nicht gezeigten Anlagenteil zur Papier- oder Kartonerzeugung.
Fig. 2 zeigt eine Anwendung des Verfahrens, bei der die Kristallisationskeime 1 aus dem Waschfiltrat der Stoffaufbereitungsanlage für die Fasersuspension S1 stammen. Letztere ist nur zu einem Teil, nämlich einem Hydrozyklon 8, einem Sortierer 9 und einer Waschvorrichtung 10, dargestellt. In der Waschvorrichtung 10 wird in bekannter Weise ein feinstoffhaltiges Filtrat 11 und ein ausgewaschener Faserstoff 12' gebildet. Das Filtrat 11 kann direkt in den Behälter 2 geführt werden, da es Feinstoffe enthält, die als Kristallisationskeime bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen können. Zugabe von Calciumhydroxid und Bearbeitung im Reaktor 5 erfolgt dann z.B. ähnlich wie schon beschrieben und in Fig. 1 gezeigt.
Der in der Waschvorrichtung 10 gebildete Faserstoff 12' kann mit der im Reaktor 5 erzeugten Füllstoffsuspension 6 vermischt werden, z.B. im Vorratstank 13. In anderen
Fällen wird er vorher weiterbearbeitet, z.B. gemahlen oder dispergiert; in wieder anderen Fällen wird er ohne Vermischung mit der Füllstoffsuspension 6 weiter verwendet.
Claims
1. Verfahren zur Bildung von Füllstoff, insbesondere Calciumcarbonat, wobei Calciumoxid oder Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form in eine überwiegend wasserhaltige Flüssigkeit eingebracht wird und diese so gebildete Mischung (4) in mindestens einem Reaktor (5) mit Kohlendioxid, insbesondere mit gasförmigem Kohlendioxid vermischt wird, wobei Füllstoff, insbesondere Calciumcarbonat, durch chemische Reaktion mit Calciumhydroxid gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung (4) bei der chemischen Reaktion Kristallisationskeime (1) enthält in Form von Feinstoffen oder anionischen Substanzen, wie insbesondere Salzen, Polyamiden, Retentionsmitteln oder Stärkepartikeln oder einer Mischung dieser Stoffe.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Anteil der Kristallisationskeime mindestens 5 Gew. %, vorzugsweise mindestens 10 Gew. %, der zur chemischen Reaktion gebrachten Calciumhydroxidmenge beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Calciumhydroxid in Form von Kalkmilch (MOL) der wasserhaltigen Flüssigkeit zugegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalkmilch (MOL) vor Zugabe zur wasserhaltigen Flüssigkeit so gemahlen wird, dass die mittlere Korngröße der Calciumhydroxid-Partikel maximal 100 μm beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 30 Gew. %, vorzugsweise 10 Gew. %, der Kristallisationskeime Reststoffe aus der Papiererzeugung sind.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Versorgung mit Kristallisationskeimen (1) Rückwasser aus der Papiererzeugung, insbesondere aus der Eindickung in der Stoffaufbereitung oder vom Siebwasser der Papiermaschine verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Versorgung mit Kristallisationskeimen (1) Filtrate aus der
Papiererzeugung verwendet werden mit einem Feststoffgehalt unter 0,2 %, vorzugsweise unter 0,1 %.
8. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Versorgung mit Kristallisationskeimen (1) feinpartikelförmige Störstoffe aus der Stoffaufbereitung, insbesondere Rejekte der Trennvorrichtungen verwendet werden.
9. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Reaktor (5) für die Bildung von Calciumcarbonat ein geschlossenes Gefäß verwendet wird, in das gasförmiges Kohlendioxid CO2 eingeleitet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension im Reaktor (5) durch einen mechanisch angetriebenen Rotor gerührt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (5) mit einem Druck betrieben wird, der dem Umgebungsdruck mit einer Toleranz von maximal 10 % Abweichung entspricht.
12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (5) mit einem Druck betrieben wird, der zwischen 1 und 6 bar, vorzugsweise 1 bis 4 bar, beträgt.
13. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (5) für die Bildung von Calciumcarbonat mit einer Temperatur zwischen 15° und 130° C, vorzugsweise 20° bis 60° C, betrieben wird.
14. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffsuspension (6) nach der Calciumcarbonat bildenden Reaktion einem zur Papiererzeugung bestimmten Faserstoff zugegeben wird.
15. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als überwiegend wasserhaltige Flüssigkeit eine Faserstoffsuspension verwendet wird mit einer Konsistenz zwischen 1 % und 30 • %, der die Kristallisationskeime (1) zugegeben werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension (1) durch einen Auflösevorgang in einem Stofflöser (10) unter Zumischen von Wasser gebildet wird und dass die Zugabe der Kristallisationskeime bei diesem Auflösevorgang oder anschließend erfolgt.
17. Verfahren nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension (1) aus Frischzellstoff gebildet wird.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200710029688 DE102007029688A1 (de) | 2007-06-27 | 2007-06-27 | Verfahren zum Bilden von Füllstoffen, insbesondere Calciumcarbonat in einer Suspension |
DE102007029688.8 | 2007-06-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2009000345A1 true WO2009000345A1 (de) | 2008-12-31 |
Family
ID=39642674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/EP2008/001383 WO2009000345A1 (de) | 2007-06-27 | 2008-02-22 | Verfahren zum bilden von füllstoffen, inbesondere calciumcarbonat in einer suspension |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102007029688A1 (de) |
WO (1) | WO2009000345A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014174155A1 (en) * | 2013-04-26 | 2014-10-30 | Wetend Technologies Oy | A method of providing fiber web making furnish with filler, and paper or paper board |
EP3221512A4 (de) * | 2014-11-19 | 2018-04-25 | Stora Enso Oyj | Verfahren zur herstellung eines füllstoffs |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5223090A (en) * | 1991-03-06 | 1993-06-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Method for fiber loading a chemical compound |
WO2002086238A1 (en) * | 2001-04-24 | 2002-10-31 | M-Real Oyj | Filler and a process for the production thereof |
US20040108082A1 (en) * | 2002-12-09 | 2004-06-10 | Specialty Minerals (Michigan) Inc. | Filler-fiber composite |
WO2005005726A1 (en) * | 2003-07-15 | 2005-01-20 | Upm-Kymmene Corporation | A method for manufacturing paper and paper |
WO2005121447A1 (en) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Imerys Minerals Limited | Treatment of pulp |
US20060032596A1 (en) * | 2002-10-24 | 2006-02-16 | Markku Leskela | Method for producing fiber product |
-
2007
- 2007-06-27 DE DE200710029688 patent/DE102007029688A1/de not_active Withdrawn
-
2008
- 2008-02-22 WO PCT/EP2008/001383 patent/WO2009000345A1/de active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5223090A (en) * | 1991-03-06 | 1993-06-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Method for fiber loading a chemical compound |
WO2002086238A1 (en) * | 2001-04-24 | 2002-10-31 | M-Real Oyj | Filler and a process for the production thereof |
US20060032596A1 (en) * | 2002-10-24 | 2006-02-16 | Markku Leskela | Method for producing fiber product |
US20040108082A1 (en) * | 2002-12-09 | 2004-06-10 | Specialty Minerals (Michigan) Inc. | Filler-fiber composite |
WO2005005726A1 (en) * | 2003-07-15 | 2005-01-20 | Upm-Kymmene Corporation | A method for manufacturing paper and paper |
WO2005121447A1 (en) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Imerys Minerals Limited | Treatment of pulp |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014174155A1 (en) * | 2013-04-26 | 2014-10-30 | Wetend Technologies Oy | A method of providing fiber web making furnish with filler, and paper or paper board |
CN105339548A (zh) * | 2013-04-26 | 2016-02-17 | 芬兰温德造纸湿部技术公司 | 为制造纤维网的配料提供填料的方法以及纸或纸板 |
US9708772B2 (en) | 2013-04-26 | 2017-07-18 | Wetend Technologies Oy | Method of providing fiber web making furnish with filler, and paper or paper board |
EP3221512A4 (de) * | 2014-11-19 | 2018-04-25 | Stora Enso Oyj | Verfahren zur herstellung eines füllstoffs |
US11193241B2 (en) | 2014-11-19 | 2021-12-07 | Stora Enso Oyj | Method of producing a filler |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102007029688A1 (de) | 2009-01-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1904681A2 (de) | Verfahren zum beladen von in einer faserstoffsuspension enthaltenen fasern | |
DE69722054T2 (de) | Verfahren zum Aufbringen von Füllstoffen in eine Zellstofffaserpulpe | |
EP1828478A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum beladen von in einer suspension enthaltenen fasern oder enthaltenem zellstoff mit einem füllstoff | |
DE112004001313T5 (de) | Verfahren zur Herstellung von Papier und Papier | |
DE102006029642B3 (de) | Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension mit Füllstoff | |
EP1654420A2 (de) | Verfahren zum beladen einer faserstoffsuspension und anordnung zur durchführung des verfahrens | |
EP1474568A1 (de) | Verfahren zur aufbereitung von in einer faserstoffsuspension enthaltenen fasern | |
WO2006032333A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum beladen einer faserstoffsuspension | |
DE102006003647A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Beladen von in einer Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern mit Füllstoff | |
WO2005042841A1 (de) | Verfahren zum beladen einer faserstoffsuspension und anordnung zur durchführung des verfahrens | |
WO2009000346A1 (de) | Verfahren zum bilden von calciumcarbonat in einer faserstoffsuspension | |
WO2005121448A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung einer faserstoffsuspension | |
WO2009000345A1 (de) | Verfahren zum bilden von füllstoffen, inbesondere calciumcarbonat in einer suspension | |
DE10347920A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Beladen einer Faserstoffsuspension | |
DE102006003721A1 (de) | Verfahren zum Beladen von in einer Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern | |
WO2007006369A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum beladen von in einer faserstoffsuspension enthaltenen fasern mit füllstoff | |
WO2007118264A2 (de) | Verfahren zur behandlung eines cellulosischen fasermaterials | |
WO2008098599A1 (de) | Verfahren zum bilden von füllstoffen, insbesondere calciumcarbonat in einer faserstoffsuspension | |
DE102007018726A1 (de) | Verfahren zum Bilden von Füllstoffen, insbesondere Calciumcarbonat in einer Faserstoffsuspension | |
WO2008154969A1 (de) | Verfahren zum bilden von calciumcarbonat in einer faserstoffsuspension | |
WO2008154970A1 (de) | Verfahren zum bilden von füllstoffen, insbesondere calciumcarbonat in einer faserstoffsuspension | |
DE60035084T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Papierprodukten | |
DE102006034003A1 (de) | Verfahren zum Ausfällen von Füllstoffen, insbesondere Calciumcarbonat in einer wässrigen Flüssigkeit | |
DE102006011539A1 (de) | Verfahren zum Beladen von in einer Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern mit Füllstoff | |
WO2008110191A1 (de) | Verfahren zur aufbereitung von beladenen fasern |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 08715939 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 08715939 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |