Optimierung der Bleiche von Deinkingstoffen mit Peroxid im Disperger

Optimierung der Bleiche von Deinkingstoffen mit Peroxid im Disperger
H. U. Süss, B. Hopf, K. Schmidt
Zusammenfassung
Wasserstoffperoxid wird bei erhöhter Temperatur durch Carbonationen zersetzt. Bei der
Zellstoffbleiche resultieren beim Austausch von Natronlauge durch Soda niedrigere Weissgehalte
und eine schlechtere Extraktion des oxidierten Lignins.
In Deinking-Anlagen zeigte eine Untersuchung zum Teil hohe Werte für den Gehalt an Carbonationen.
Gelöstes Carbonat ist die Folge der Absorption von Kohlendioxid aus der Luft
beim Flotationsprozess und der Neutralisation mit CO 2 vor der Papiermaschine. Da in Deinking-Anlagen
der Heissdisperger oft als Einmischaggregat für die Chemikalien der Peroxidbleiche
verwendet wird, kann ein erhöhter Carbonatgehalt wegen des hohen Temperaturniveaus
zu einem verminderten Bleichresultat führen.
Der einfachste Weg diese negativen Auswirkungen des gelösten Carbonates zu vermindern
ist es bei sehr hoher Konsistenz zu bleichen. Dies vermindert die verfügbare Carbonatmenge.
Das Aufheizen des Deinkingstoffes vor der Zugabe der Bleichchemikalien ist eine
andere Option zur Vermeidung negativer Effekte. Ist in ausreichendem Umfang gelöstes
Calcium vorhanden, kommt es während des Aufheizens zu einer Fällung als Calciumcarbonat.
Durch Magnesiumionen, z. B. durch Magnesiumhydroxid wird ebenfalls unlösliches
MgCO 3 produziert und die Störung bekämpft.
Das Verhältnis von Calcium und Carbonat im Wasserkreislauf bedarf einer sorgfältigen
Überwachung, da sowohl zuviel als auch zuwenig Calcium sich negativ auf die Druckfarbenentfernung
auswirkt.
Abstract
Carbonate was identified as a compound destroying hydrogen peroxide at elevated temperature.
In chemical pulp bleaching this causes a lower brightness and can decrease the
effectiveness of lignin removal in Ep and Eop stages.
An analysis of the concentration of dissolved carbonate ions in deinking water loops detected
high levels. Carbon dioxide absorbed from the air during flotation and the neutralisation with
CO 2 are the sources. In deinking plants the hot disperser very often is used as a bleaching
stage. The temperature there is exactly at the critical level. Laboratory experiments resulted
in lower brightness within the range of concentration found for carbonate ions.
The simplest approach to avoid brightness losses is an increase the consistency to the highest
possible level. This decreases the available amount of carbonate ions. Another effective
measure against the decomposition is preheating of the pulp prior to the addition of hydrogen
peroxide. This will precipitate carbonate ions as calcium carbonate, provided enough calcium
is dissolved in the system. Another option is the precipitation of the carbonate as insoluble
MgCO 3 . The application of magnesium hydroxide was found to be an effective tool.
______________________________________________
vorgetragen beim PTS-CTP Deinking Symposium, München, Mai 2002

1. Hintergrund:
Die Konsequenz einer stärkeren Schliessung von Wasserkreisläufen ist die zunehmende
Aufkonzentration von organischen und anorganischen Substanzen. Dadurch werden
Ablagerungen und andere Störungen verursacht, die auch in der Papierindustrie ein
generelles Problem darstellen. Ein bisher noch nicht beschriebenes Problem können
Carbonationen verursachen. Diese geraten in Deinkinganlagen z. B. durch das Lösen von
Kohlendioxid aus der Luft während der Flotation in den alkalischen Wasserkreislauf.
Diese potentielle Störung wurde bei der Zellstoffbleiche entdeckt. Dort scheint der Austausch
von Natronlauge durch Natriumcarbonat, Soda; in den Extraktionsstufen grundsätzlich
denkbar. Immer, wenn der Natronlaugepreis stark steigt, wird diese Alternative in Erwägung
gezogen. Überraschenderweise sind die Resultate einer solchen Substitution
unbefriedigend, wenn die E-Stufen mit der heute üblichen Aktivierung durch Sauerstoff und
Wasserstoffperoxid durchgeführt werden [1, 2]. Die Weissgehaltsentwicklung bleibt deutlich
zurück. Die Autoren stellen zwar Spekulationen über eine mögliche Verunreinigung der Soda
mit Schwermetallen an, die Analyse ergibt jedoch keinen Hinweis in diese Richtung. Erst
kürzlich wurde als tatsächliche Ursache der Weissgehaltsverluste die Zersetzung von H 2 O 2
durch Carbonationen identifiziert [3]. Vor allem bei höherer Temperatur führen
Carbonationen zu signifikanten Verlusten an Wasserstoffperoxid.
5000
H2O2 (ppm)
4000
3000
2000
1000
Na4P2O7
CH3COONa
NaOH
NaHCO3
Na2CO3
0
0 10 20 30 40 50 60
Zeit (Min.)
Abb. 1: Stabilität von Wasserstoffperoxid in Bicarbonat-haltiger Lösung bei steigender
Temperatur. H 2 O 2 in de-ionisiertem Wasser mit konstanter Zugabe von 20 g/l NaHCO 3
________________________________________________________________________
Dies wird deutlich in Abb.1. Die Stabilität von H 2 O 2 in carbonathaltiger Lösung ist bis zu einer
Temperatur von etwa 50°C relativ gut. Oberhalb dieses Niveaus kommt es jedoch dann zu
einer dramatischen Beschleunigung des Zerfalls. Unglücklicherweise liegt die typische
Temperatur einer Extraktionsstufe bei der Zellstoffbleiche über 70°C. Offensichtlich zerfällt
intermediär gebildetes Perbicarbonat bei erhöhter Temperatur leicht unter Sauerstoffbildung.
Den vermutlichen Ablauf der Reaktion beschreibt Reaktionsgleichung (1):
(1) HOCOO - + H 2 O 2 ➨ HOOCOO - + H 2 O und HOOCOO - + H 2 O 2 ➨ HOCOO - + O 2 +H 2 O
Ein Beispiel aus der Zellstoffbleiche soll die negativen Effekte des Carbonats verdeutlichen.
Abb. 2 und 3 zeigen die Auswirkungen einer stöchiometrischen Substitution von NaOH durch
Na 2 CO 3 bei der Bleiche eines Nadelholz-Kraftzellstoffs. Bei Anwendung von Natronlauge
führt eine Erhöhung der Temperatur nur zu einer geringen Verbesserung der
Extraktionswirkung durch die leicht verbesserte Löslichkeit des oxidierten Lignins. Die
Kappazahl nimmt geringfügig ab. Die kleinen Differenzen werden mit zunehmendem
2

Austausch von NaOH gegen Soda deutlich zu. Dies könnte eine Folge der Pufferung durch
Na 2 CO 3 sein. Zieht man zur Interpretation die Resultate beim Weissgehalt hinzu (Abb. 3), so
ergibt sich eine weitere Erklärung. Während bei 50°C die Aktivierung nicht ausreicht, um die
Umsetzung von Wasserstoffperoxid in Gang zu bringen, kommt es bei höherer Temperatur
in Gegenwart von Carbonation zunehmend zur Zersetzung. Zur Delignifizierung und Bleiche
steht weniger H 2 O 2 zur Verfügung. Deshalb liegt bei vollständigem Austausch von NaOH der
Weissgehalt deutlich niedriger. Das bei der Zellstoffbleiche übliche Temperaturniveau erlaubt
daher keinen effizienten Austausch von Natronlauge durch Natriumcarbonat.
3
Kappa Temp. (°C)
90°C 70°C 50°C
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Fig. 2: Einfluss einer teilweisen oder vollständigen Substitution von Natronlauge durch Soda
auf die Kappazahl nach der Extraktion in Gegenwart von H 2 O 2 . Sauerstoff delignifizierter
Nadelholz-Kraftzellstoff, D 0 -Stufe mit 4.3 % ClO 2 (akt. Cl), 10% Stoffdichte, 50°C, 1h, Ep
Stufe mit 0.75 % H 2 O 2 , 1h bei 90°C, 1.5h bei 70°C und 2h bei 50°C
76
NaOH: 2% 1% --
Na 2 CO 3 : -- 1.3% 2.7%
Weissgehalt (%ISO)
Temp. (°C)
50°C 70°C 90°C
74
72
70
NaOH: 2% 1% --
Na 2 CO 3 : -- 1.3% 2.7%
Abb. 3: Einfluss der Temperatur und der Substitution durch Soda auf die Entwicklung des
Weissgehaltes in einer Ep-Stufe (siehe Abb. 2)
________________________________________________________________________
2. Analyse der Konzentration von Carbonationen im Kreislauf von Deinking-Anlagen
Kohlensäure löst sich leicht im alkalischen Kreislaufwasser einer Deinkinganlage. Während
des Flotationsschrittes werden grosse Mengen CO 2 -haltiger Luft durch den Stoff geleitet.
3

Dies führt zu einer messbaren Neutralisation des pH-Wertes und sorgt für einen Anstieg der
Konzentration von Carbonat- und Bicarbonationen. In einigen Deinkinganlagen wird zudem
Kohlensäure gezielt zur Kontrolle des pH-Wertes vor der Papiermaschine eingesetzt. Dies
hat auch einen Einfluss auf das Gleichgewicht zwischen CaHCO 3 und CaCO 3 [4]. Durch eine
Zunahme des gelösten CO 2 verschiebt sich das Gleichgewicht nach rechts: CaHCO 3 + CO 2
➨ CaCO 3 . Diese Fällung wird durch eine Temperaturerhöhung intensiviert. Daher besteht
eine enge Beziehung zwischen der Menge an Calciumionen im Wasser und der
Carbonatkonzentration.
Eine korrekte Analyse des Carbonatgehaltes im Kreislaufwasser ist nicht einfach. Im
Wasserkreislauf von Deinking-Anlagen befinden sich grosse Mengen gelöster, dispergierter
oder kolloider Verbindungen. Dazu schweben viel Feinstoffe im System. Eine Filtration
erfordert sehr feine Filter und Zeit. Die nachfolgend beschriebene Analyse begann mit einer
Sedimentation zur Abtrennung von Feinstoff. Nach einer doppelten Filtration durch
Schwarzbandfilterpapier wurde die nun klare Lösung mit einem Überschuss an
Bariumhydroxid versetzt. Dies führt zur Fällung der Anionen Carbonat und Sulfat. Nach
Filtration, Trocknung und Wägung wurde die Mischung von Bariumsulfat und -carbonat mit
Eisessig versetzt, um BaCO 3 aufzulösen. Der verbleibende Rückstand, BaSO 4 wurde erneut
getrocknet und gewogen. Aus der Differenz ergibt sich der Gehalt an BaCO 3 . Die Ergebnisse
von mehreren Messungen in verschiedenen mitteleuropäischen Deinking-Anlagen sind in
Abb. 4 zusammengefasst. Die Konzentration an Carbonat lag zwischen 250 and 700 mg
CO 3
2- /l.
700 carbonate (mg/l) low high
600
500
400
300
200
100
0
A B C D E
Abb. 4: Analyse des Carbonatgehalts in verschiedenen Deinking-Anlagen. Die Balken
zeigen die Höchst- und Mindestwerte unterschiedlicher Messungen. Die Proben wurden
nach der Flotation aus dem Eindicker bzw. der Doppelsiebpresse entnommen.
________________________________________________________________________
Bei dieser Analyse ergaben sich simultan auch Daten zum Sulfatgehalt im Kreislaufwasser.
Die grosse Variationsbreite der Werte für Sulfat, SO 4 2- , zwischen 235 mg/l und 866 mg/l
weisst auf die Verwendung unterschiedlicher Ansäuerungsverfahren hin. Auch die Messung
des nach der Fällung mit Barium in der Lösung verbleiben Calciums ergab überraschende
Resultate. Die Werte lagen nur zwischen 85 mg/l Ca und 185 mg/l Ca. Dies entspricht einer
deutschen Härte von nur 12°dH bzw. 26°dH oder nach ISO 2.1 bis 4.6 mmol Ca/l. Diese
geringen Werte lassen frühere Aussagen zur Wasserhärte in Deinking-Anlagen in einem
anderen Licht erscheinen. Mit hoher Wahrscheinlichkeit resultieren diese extremen Angaben
aus der Messung unzureichend filtrierter Proben. Wenn der in grossen Mengen vorliegende
Füllstoff Calciumcarbonat nicht sorgfältig angetrennt wird, kommt es zu fehlerhaften Werten.
Diese falschen Daten sind besonders irreführend, da die Kreidepartikel unter den alkalischen
Bedingungen des Deinking-Kreislaufs nicht löslich sind. Da die Druckfarbenabtrennung über
den Austrag der unlöslichen Calciumfettsäuren zu Calciumverlusten führt, ist deren
mill
4

Ergänzung wichtig. Unter alkalischen Bedingungen lösen sich die Kreideteilchen jedoch
nicht. Dies zeigte ein entsprechendes Experiment. Auch der Zusatz von Natriumcarbonat
oder -bicarbonat zu einer Kreideslurry führt nicht zu einem nennenswerten Anstieg des
Calciumgehaltes in Lösung. Nur unter neutralen oder schwach sauren Bedingung geht
Kreide in Lösung.
Diese Folgerung ergibt sich aus einem weiteren Experiment (Abb. 5). Hier wurde eine
Kreideslurry zunächst unter alkalischen Bedingungen gerührt und der pH-Wert dann durch
Einleiten von Kohlensäure gesenkt. Beim Erreichen des Neutralpunktes kommt es zu einer
deutlich sichtbaren Zunahme der Calciumkonzentration. Der Calciumgehalt erreicht einen
Wert über 20°dH, bzw. 3.5 mmol Ca/l. Beendet man das Einleiten von CO 2 , so beginnt der
pH-Wert langsam zu steigen. Unter alkaIischen Bedingungen verschiebt sich das
Gleichgewicht zwischen gelöstem Calciumbicarbonat erneut und unlösliches
Calciumcarbonat fällt aus (CaHCO 3 ➔ CaCO 3 ). Die Anwendung von Kohlensäure kann
daher durchaus auch ein elegantes Werkzeug zur Einstellung eines Calciumpegels sein,
ohne die negativen Auswirkungen, die beispielsweise der Einsatz von Schwefelsäure hat.
11 pH 0
pH der Slurry
Ca-Gehalt
Ca (mmol/l)
5
10
4
9
3
8
2
7
1
6
Min: 0 5 15 30 60 120 240 300 1d 2d 4d
Einleiten von CO 2
Ende der CO 2 -Zugabe
Abb. 5: Einfluss des pH-Wertes und der Zugabe von Kohlensäure zu einer Kreideslurry auf
den Calciumgehalt im Wasser. In eine Slurry mit 5% CaCO 3 wurde unter Rühren bei 40°C
CO 2 -Gas eingeleitet.
__________________________________________________________________________
In einigen Deinking-Anlagen wird Kalkmilch, Calciumhydroxid, zur Einstellung der Härte
verwendet. Dies kann bei nicht ausreichender Kontrolle zu Problemen führen. Ist der
Kalkmilcheinsatz zu hoch, wird Wasserglas als Calciumsilikat gefällt und der
Flotationsprozess gestört. Bei zu geringer Wasserglasmenge treten deutliche
Ausbeuteverluste auf [5,6]. Zudem wird die Bildung der unlöslichen Seifenflocken
beeinträchtigt, die Flocken werden bei hoher Calciumkonzentration sehr gross. Diese Effekte
stehen zwar nicht im Brennpunkt dieser Publikation, sie sind jedoch wichtig genug, um sie
doch näher zu beschreiben. Abb. 6 erläutert den Einfluss der Calciumhydroxid-Konzentration
auf die Druckfarbenentfernung und die Ausbeute. Bei dieser Versuchsreihe wurde jeweils
das gesamte verwendete Wasser (zum Pulper, zur Verdünnungsbütte und zur Flotation) mit
gleichem Gehalt an Ca(OH) 2 eingestellt. Die resultierenden Daten zeigen, wie wichtig die
Wasserhärte für den Deinkingprozess ist.
Bei zu geringer Härte werden die Druckfarben nicht ausreichend gesammelt, der
Weissgehalt bleibt unbefriedigend. Ein hervorragendes Ergebnis resultiert allerdings schon
bei einer Wasserhärte von etwa 1 mmol Ca/l bzw. ca. 5 °dH. Bei sehr hoher Härte kommt es
durch die oben bereits beschriebene Fällung des Wasserglases zu schlechter Ausbeute bei
gleichzeitig ebenfalls vermindertem Druckfarbenaustrag.
5

62
Weissgehalt (%ISO)
Weissgehalt
Ausbeute (%)
96
60
Ausbeute
94
58
92
56
90
54
88
52
86
50
84
48
0 1 2,5 5 10 15 20
82
Wasserhärte (°dH)
Abb. 6: Einfluss von Kalkmilch, Ca(OH) 2 , auf Weissgehalt und Ausbeute. Deinking einer
Mischung von Zeitungen/Illustrierten (1:1) mit konstant 0.75% H 2 O 2 , 0.8% NaOH, 2%
Wasserglas und 0.8% Na-Oleat, alles Verdünnungswasser mit Ca(OH) 2 auf die angegebene
Härte eingestellt.
__________________________________________________________________________
3. Bleiche von Deinkingstoff unter Zusatz von Carbonationen
Um den Einfluss von Carbonationen bei der Bleiche von Deinkingstoffen kennen zu lernen,
wurden Bleichversuche bei unterschiedlicher Temperatur und mit steigendem Ziusatz von
Carbonat durchgeführt. In den Abb. 7 und 8 sind die Resultate zusammengefasst. Die
Gegenwart von Carbonat hat - wie erwartet - bei niedriger Temperatur keinen negativen
Einfluss. Bei einer Bleichtemperatur von 70°C nimmt der verbleibende Rest an H 2 O 2 deutlich
ab. Bei der üblichen Temperatur der Dipergerbleiche, - also bei 90°C - nehmen dann sowohl
der Weissgehalt als auch der verbleibende Rest an Peroxid erheblich ab.
68
Weissgehalt (%ISO) NaHCO3 (%)
1 0,5 ohne
67
66
65
64
63
50 70 90
Temperatur (°C)
Abb. 7: Einfluss der Temperatur und der Zugabe von Bicarbonat auf den Weissgehalt von
Deinkingstoff bei der Bleiche mit 1,5% H 2 O 2 , 1,2% NaOH, 0,5% Wasserglas, bei 50°C 3h,
bei 70°C 2h und bei 90°C 0,5h; Stoffdichte 20%, Anfangsweisse 62 %ISO
6

0,15 Restperoxid (%) NaHCO3 (%)
1 0,5 ohne
0,1
0,05
0
50 70 90
Temperatur (°C)
Abb. 8: Einfluss auf den Restperoxidgehalt, Bedingungen siehe Abb. 7
________________________________________________________________________
Bei der Dispergerbleiche hängt das Ausmass der negativen Auswirkungen von
Carbonationen von der Konsistenz bei der Bleiche ab. Je höher die Konsistenz, um so
geringer wird die noch präsente Menge an Carbonat, da dieses im Wasser gelöst ist. Den
Einfluss der Konzentration von Carbonat im Kreislaufwasser bei der Bleiche verdeutlicht
Abb. 9. Die Bleichversuche erfolgten bei 20% Stoffdichte und mit steigender Menge an
Carbonat. Dabei wird die Grössenordnung der in den Deinking-Anlagen gemessenen
Carbonat-Konzentration durchlaufen (siehe Abb. 4. Eine Mischung von Zeitungen und
Illustrierten wurde zunächst flotationsdeinkt und dann nachgebleicht, Abb. 9 erläutert die
Resultate. Mit steigender Präsenz an Carbonationen nehmen Weissgehalt und
Restperoxidmenge merklich ab. Zu deutlichen Verlusten kommt es ab etwa 700 mg/l
Carbonat. Glücklicherweise bleiben die Verluste in absoluten Zahlen relativ gering. Da
andererseits der Effekt der Nachbleiche insgesamt moderat ist, wiegt die Abnahme dennoch
schwer.
60,5 Weissgehalt (%ISO) 0
Weissgehalt
Restperoxid
Restperoxid (%)
0,15
60
0,1
59,5
0,05
59
0 250 500 1000 1500
Carbonat (mg/l)
Fig. 9: Simulation einer Dispergerbleiche bei 20% Stoffdichte mit konstantem
Chemikalieneintrag von 1% H 2 O 2 , 0,35% NaOH und 0,5% Wasserglas bei 90°C, 0,5h und
steigender Konzentration von Carbonat
7

60,5 Weissgehalt (%ISO) 0
Restperoxid (%)
0,15
60
Restperoxid
Weissgehalt
0,1
59,5
0,05
59
mit
Vorheizung
ohne
Abb. 10: Bleiche von Deinkingstoff mit oder ohne Vorheizen bei 90°C mit 1% H 2 O 2 , 0,5%
NaOH, 0,5 h; Vorheizdauer 10 Min. bzw. Einmischen der Chemikalien ohne vorherige
Temperaturerhöhung
_________________________________________________________________________
Es gibt eine offensichtliche Option zur Eliminierung der Carbonationen: Deren Fällung als
Calciumcarbonat. Calciumbicarbonat wird bei erhöhter Temperatur in unlösliches Carbonat
umgewandelt. Diese Fällung ist als Kesselsteinbildung bekannt. Vorausgesetzt es sind in
ausreichendem Umfang Calciumionen vorhanden, werden gelöste HCO 3 - -Ionen als
unlösliches CaCO 3 abgeschieden. Diesen Effekt zeigt Abb. 10. Wird der Deinkingstoff zehn
Minuten lang bei 90°C temperiert, bevor die Bleichchemikalien zugegeben werden, so
resultiert etwa ein Punkt mehr an Weisse und der Restgehalt an H 2 O 2 bleibt deutlich höher.
Die Steigerung um nur einen Punkt scheint ein moderater Effekt zu sein, da der gesamte
Gewinn an Weisse nur maximal drei Punkte beträgt, entspricht er doch einer Verbesserung
um 30%.
62 Weissgehalt (%ISO) ohne
61
mit Mg(OH)2
60
59
0 1000 1500 0 1000 1500
Carbonat (mg/l)
Deinktstoff A
Deinktstoff B
Abb. 11: Einfluss der Fällung von Carbonationen durch Mg(OH) 2 bei der Bleiche mit H 2 O 2
bei hoher Temperatur. Bleiche zweier Deinkingstoffe bei 90°C, 20% Stoffdichte, 1% H 2 O 2 ,
0,35% NaOH, 0,5 % Wasserglas, 0,5% Mg(OH) 2 , gleichzeitige Zugabe aller Chemikalien,
Carbonat als NaHCO 3 , 1000 mg/l entsprechen 0,56 %, 1500 mg/l 0,84 % bezogen auf Stoff
________________________________________________________________________
Eine weitere Option zur Verminderung des gelösten Carbonates ist deren Fällung als
Magnesiumsalz. Die Löslichkeit von Magnesiumcarbonat, MgCO 3 , ist extrem gering. Deshalb
führt die Zugabe von Magnesiumsalzen, wie z. B. Mg(OH) 2 , zu einer sehr raschen Fällung.
8

Dies zeigt das Beispiel in Abb. 11. Die gleichzeitige Zugabe aller Chemikalien führt trotz
einer hohen Konzentration an Bicarbonat zu einem gleichbleibenden Bleichergebnis.
Gleichzeitig vermindert sich durch den Einsatz von Magnesiumhydroxid der
Natronlaugebedarf.
4. Weitere Parameter der Dispergerbleiche
Der begrenzte Effekt der Dispergerbleiche wurde bereits beschrieben. Die Ursache dieser
Limitierung ist die Tatsache, dass die Fasern in einer Altpapiermischung mit hoher
Wahrscheinlichkeit bereits gebleicht waren, bevor sie zur Papiererzeugung verwendet
wurden. Sie sind dunkler, weil sie noch mit Druckfarbe bedeckt sind. Da diese nicht bleichbar
ist, kann von einer Bleiche keine dramatische Verbesserung des Weissgehaltes erwartet
werden. Eine Nachbleiche dient in allererster Linie der Korrektur des Farborts und
Weissgehaltes [7].
Nach der alkalischen Auflösung und Flotation ist nur eine geringe Menge an Natronlauge zur
Aktivierung der Nachbleiche erforderlich. Eine zusätzliche Stabilisierung mit Komplexbildnern
ist ebenfalls nicht notwendig. Altpapier enthält inzwischen sehr hohe Mengen an Füllstoffen,
darunter grosse Mengen Calciumcarbonat. Jeder Komplexbildner würde aufgrund der
Komplexbildungskonstanten und des hohen Überschusses an Calcium weniger mit den
Schwermetallen als mit Calcium Komplexe bilden. Darüber hinaus sind die manchmal hohen
Analysenwerte für z. B. Eisen für die Bleiche ohne Bedeutung, da sie einen Gesamtgehalt
beschreiben. In Füllstoffen wie Clay können zwar hohe Mengen an Schwermetallen
enthalten sein, diese sind allerdings so fest im Clay selbst gebunden, dass sie die Bleiche
nicht stören können.
Wasserglas wird bei der Holzstoffbleiche als Stabilisator benutzt. Bei der Bleiche von
Deinkingstoff wird Wasserglas in den oben beschriebenen Beispielen nur in sehr geringen
Mengen eingesetzt. Die sehr hohe Bleichtemperatur im Disperger macht einerseits eine gute
Stabilisierung unabdingbar, andererseits sind auch Ablagerungen von Silikat unerwünscht.
Starke Ablagerungen von Calciumsilikat und -carbonat zeigt, dass ausreichend Calcium
vorhanden ist um das Problem der Carbonationen zu eliminieren.
Kommt es dagegen in einem Disperger nicht zu Ablagerungen, so ist eine Analyse des
Calciumpegels dringend erforderlich. In sehr eng geschlossenen Kreisläufen kann es zu
einer zu starken Verarmung der Calciumionen kommen, worunter auch der
Druckfarbenaustrag leidet. In der Vergangenheit wurde häufig Schwefelsäure zur Einstellung
des Ca 2+ Pegels eingesetzt und dabei synchron das Problem der Gipsablagerung
geschaffen. Die Verwendung von Kohlensäure zerstört zwar keine Kreide, sie kann
allerdings auch zur Fällung von CaHCO 3 führen und damit die verfügbare Menge an
Calciumionen negative beeinflussen. Als Konsequenz muss in einigen Deinking-Anlagen vor
der Flotation Kalkmilch (Calciumhydroxid) zugesetzt werden, um die Fällung der Fettsäuren
zur Druckfarbensammlung zu initiieren.
5. Zusammenfassung:
● Die Konzentration von Carbonationen in Deinking-Anlagen kann ein Niveau erreichen, das
negative Auswirkungen auf den Effekt einer Peroxidbleiche im Disperger zeigt.
● Der Umfang einer Neutralisation mit Kohlensäure muss sorgfältig überwacht werden. Die
Anwendung ist unproblematisch, wenn ein Überschuss an Kohlensäure durch Fällung mit
ausreichenden Mengen an Calcium oder Magnesiumsalzen entfernt wird.
● Vorheizen des Deinkingstoffes oder die Fällung von Carbonat als CaCO 3 oder MgCO 3
ermöglicht eine problemlose Anwendung von H 2 O 2 im Disperger und die höchste
erreichbaren Weissgehalte. Durch Aufheizen wird gleichzeitig Katalase zerstört.
9

6. Literatur
[1] V. R. Parthasarathy, Tappi J. (10) 253-261 (1997)
[2] H. B. Lee, A.-H. Park, C. Oloman, Tappi J., (8) 94, 2000
[3] H. U. Suess, M. Del Grosso, K. Schmidt, B. Hopf, Proceedings Appita Annual Conference
2001
[4] H. Pakarinen, H. Leino, Wochenbl. f. Papierfab. (14/15) 953-958 (2001)
[5] H. U. Süss, N. Nimmerfroh, H. Jakob, A. Reinold, B. Hopf, Wochenbl. f. Papierfab. (8) 303
- 307 (1992); H. U. Süss, N. F. Nimmerfroh, B. Hopf, J. D. Kronis, Proceedings 1994 Tappi
Pulping Conf.
[6] H. U. Suess, M. Del Grosso, B. Hopf, Proceedings, Appita Annual Conf. 2000, Melbourne
[7] H. U. Süss, N. Nimmerfroh, B. Hopf, 4 th Pira Wastepaper Conf. 1995
10