Optimierung der Bleiche von Deinkingstoffen mit Peroxid im Disperger

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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
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Seite 3 und 4: Austausch von NaOH gegen Soda deutl
Seite 5 und 6: Ergänzung wichtig. Unter alkalisch
Seite 7: 0,15 Restperoxid (%) NaHCO3 (%) 1 0

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