專利名稱：用于通過(guò)浮選從纖維懸濁液中分離固體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求I所述的前序部分的用于分離固體的方法。
背景技術(shù)：
通過(guò)浮選形成含有待析出材料的泡沫或浮泥并將其排出。這種方法典型的應(yīng)用情形是對(duì)從印刷的舊紙中獲得的懸濁液的處理，其中，印刷油墨微粒已經(jīng)從纖維上脫落，以便使它可以被浮選出。在此，在纖維懸濁液中經(jīng)常調(diào)節(jié)位于O. 5%至2%之間、優(yōu)選O. 8%至I. 2%之間的纖維材料密度(就總量而言的纖維量)。在此描述的浮選過(guò)程以這種方式利用紙纖維材料與待析出固體，尤其是本領(lǐng)域中不期望的雜質(zhì)微粒之間的區(qū)別，使得固體由于其本身的親水特性而保留在纖維懸濁液中，而所要求的雜質(zhì)微粒是疏水的并因此與空氣泡共同到達(dá)泡沫中。也就是說(shuō)，在此不是所有的固體都能浮選出，而是使纖維能與雜質(zhì)分離。通常使用的概念“浮選脫墨”一般并不只用于分離印刷油墨微粒(墨=印刷油墨)，而是通常還用于從纖維懸濁液中浮選細(xì)微的材料。這種材料除了提及的印刷油墨外是其它的ー些雜質(zhì)，尤其是膠粘劑，細(xì)微的塑料微粒和在可能的情況下的樹脂?？煽氐馗∵x出含礦物的填料(“灰塵”)也可以是本方法的目的之一。與用于纖維懸濁液的浮選方法有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)非常先迸。因此，存在完全適合于以期望的方式和量通過(guò)浮選分離固體微粒的解決方案。但良好的浮選結(jié)果要用較高的成本換取，這些成本尤其涉及ー些儀器，運(yùn)行設(shè)備和能量。問(wèn)題是滿足兩個(gè)要求，ー個(gè)要求是完全分離待析出的物質(zhì)，一般也就是雜質(zhì)，另ー個(gè)要求是避免損失，也就是不期望析出稍后要用于制造產(chǎn)品的物質(zhì)。在浮選實(shí)踐中，只能通過(guò)復(fù)雜的方法同樣好地實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)目的。為了在浮選時(shí)既實(shí)現(xiàn)可浮選物質(zhì)最佳的分離，也可以實(shí)現(xiàn)很少的損失，可以用多級(jí)設(shè)備工作。在此纖維懸濁液主要前后相繼地流經(jīng)多個(gè)屬于ー個(gè)浮選級(jí)的浮選腔或浮選室，直到在濾液中，也就是良漿中實(shí)現(xiàn)所需的材料分離為止。因?yàn)橐缌鳎簿褪窃谠摳∵x級(jí)中形成的浮選泡沫還包含大量的例如紙纖維，所以它作為進(jìn)流導(dǎo)引入另ー個(gè)級(jí)中。一般人們也稱作第一和第二浮選級(jí)或也稱作初級(jí)和次級(jí)浮選。該濾液，也就是第二浮選級(jí)的良漿又可以添加給第一浮選級(jí)的進(jìn)入口。也存在這種情況，第二級(jí)的濾液混入第一級(jí)的濾液、也即良漿中。然后，第二級(jí)中產(chǎn)生的浮選泡沫可以清除或若它還包含太多的纖維，則輸送給第三級(jí)。用于第二浮選級(jí)的浮選腔或浮選室大多與用于第一級(jí)的浮選腔或浮選室相似或相同構(gòu)造，但其數(shù)目非常小。典型的設(shè)備的初級(jí)具有五個(gè)或六個(gè)浮選室并且它的次級(jí)具有ー個(gè)或兩個(gè)浮選室。德國(guó)文獻(xiàn)DE10125978C1描述ー種兩級(jí)的浮選設(shè)備，其中，引出支流并且在其它部位處又添加給該設(shè)備，尤其是浮選泡沫從上游連接的浮選室引回到纖維懸濁液中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，減少實(shí)施該方法的成本，而不會(huì)損害分離效果。
該技術(shù)問(wèn)題由權(quán)利要求I中所述的特征解決。通過(guò)新的方法，在至少ー個(gè)所選擇的浮選室中形成具有顯著増大的泡沫量的泡沫層。在此可以接受，附加引入的浮選泡沫由于方法實(shí)施還含有剰余的纖維。它可以與氣泡之間下沉的水共同地流出到位于其下的纖維懸濁液(泡沫排出)中。此外，通過(guò)該方法改善泡沫層的穩(wěn)定性，因?yàn)檩斔徒o該另ー種液體，這又允許更高的泡沫層。通過(guò)較濕潤(rùn)的高的泡沫層使泡沫排出容易，也就是大大地減少纖維損失。新的方法的優(yōu)點(diǎn)基本上在于，浮選室的數(shù)目可以更小，尤其是在待浮選的纖維懸 濁液首先導(dǎo)引入容納泡沫的浮選腔中。形成于其中的浮選泡沫一般具有最高的污染度，它用引入的(少污染的)浮選泡沫補(bǔ)充，而不使它加載在浮選腔中原本的浮選過(guò)程。浮選過(guò)程原則上只是ー個(gè)靜態(tài)的過(guò)程(浮選可能性)。與在另ー個(gè)級(jí)中重新浮選時(shí)不一樣，在本發(fā)明中有利的是，將引回的泡沫導(dǎo)引入第一浮選腔含有大量氣體混有球形氣泡的泡沫層中。要再引入的浮選泡沫可以以適宜的方式排氣，以便可以通過(guò)泡沫泵輸送它。但該排氣會(huì)比在共同地泵送浮選泡沫與纖維懸浮液時(shí)更少(部分排氣)。


根據(jù)附圖闡述本發(fā)明和其優(yōu)點(diǎn)。附圖中圖I是用于闡述本發(fā)明的方法簡(jiǎn)略圖，圖2是用于實(shí)施按本發(fā)明的方法的普通的浮選室，圖3是用于實(shí)施本發(fā)明方法的專用的浮選室，圖4是共有五個(gè)浮選室的方法簡(jiǎn)圖，圖5是在圖4中示出的方法簡(jiǎn)圖的變型，圖6是該方法在多級(jí)浮選設(shè)備中可能的應(yīng)用，圖7是ー種變型,其中，使用兩個(gè)容納泡沫的浮選腔，圖8-13各是ー個(gè)帶有泡沫引入裝置的另外可行的浮選室。
具體實(shí)施例方式圖I示出帶有浮選室I的簡(jiǎn)略圖，待浮選的纖維懸濁液S輸入該浮選液中。在此未示出與氣體的混合。該腔室的濾液Al導(dǎo)引入另ー個(gè)浮選腔2中。在兩個(gè)浮選腔I和2中分別形成浮選泡沫3或4。第二浮選腔2的浮選泡沫4作為溢流引出并且引入到第一浮選腔I的浮選泡沫3中，為此使用部分去氣的泡沫泵6。第二浮選腔2的濾液A2要么是浮選設(shè)備的良漿，要么還將其進(jìn)ー步浮選。第一浮選腔的溢流作為篩渣Rl清除。因?yàn)榈谝桓∵x腔1(圖I)的作用略不同于第二浮選腔2的作用，所以可能合理的是，用于這樣不同目的的各浮選室也具有不同的構(gòu)造(為此參見例如圖2和圖3)。一般人們使用多于兩個(gè)浮選腔(為此參見圖4、圖5、圖6和圖7)，以便在エ業(yè)規(guī)格下應(yīng)用該方法。在圖2中，示出剖分包括浮選腔2的、帶有橢圓橫截面的浮選室的剖面，已證實(shí)是特別有利的形狀。纖維懸濁液S被泵入到混合設(shè)備10中并且以形成氣泡的方式與氣體L(一般是空氣)強(qiáng)烈地混合。有利的是，混合設(shè)備10偏離中心地布置在浮選腔2中并且浸入加氣的纖維懸濁液S'中。在此，氣體L通過(guò)注射作用吸入并且與纖維懸濁液S’混合。氣體L可以直接從浮選泡沫4上方的浮選室中獲取。上升的浮選泡沫4吸收待浮選的固體，尤其是雜質(zhì)，如印刷油墨微粒，塑料微?；驑渲⑶医?jīng)由優(yōu)選可調(diào)節(jié)的泡沫擋板9流出到泡沫槽8中。因此，它形成該室的溢流并且作為篩渣R2導(dǎo)出。濾液，也就是良漿A2在浮選腔2的下部分中移除。圖3示出為按本發(fā)明的方法專門設(shè)計(jì)的浮選室。它在懸濁液S和泡沫之間邊界面的上方，也就是在懸濁液面5的上方具有體積較大的集泡室11。用于來(lái)自另ー個(gè)浮選腔并且與此處上升的浮選泡沫3混合的待輸入浮選泡沫4的入口通入該集泡室11中。為了引入浮選泡沫4，例示性地勾畫打孔的管道12，但也存在其它的可設(shè)想例如向上開ロ的槽19 (參見圖8)的可能性。通常力求浮選泡沫4在引入時(shí)平面地分布，其中，該平面可以與浮選泡沫3的上升方向大致垂直或略微傾斜，但不必在整個(gè)浮選腔I上延伸。例如可以實(shí)現(xiàn)在添加區(qū)域中占浮選腔I的水平橫截面的至少30%的水平分布。浮選泡沫4在此在距懸濁液面5有ー個(gè)沿浮選泡沫3的上升方向測(cè)得的正距離7的區(qū)域內(nèi)引入浮選泡沫3中。這種距離7例如可以在IOOmm至IOOOmm之間，該引入甚至可能在上升的浮選泡沫3的上方進(jìn)行(參 見圖9)。但也存在其它的應(yīng)用，其中，浮選泡沫4的引入發(fā)生在懸濁液面5的下方也就是具有負(fù)距離7 (參見圖10)。集泡室11有利地部分由泡沫導(dǎo)向面限定邊界，上升的浮選泡沫容易阻塞并且被側(cè)向?qū)б僚菽?。由此，進(jìn)一歩改善泡沫排出。泡沫導(dǎo)向面可以通過(guò)可樞轉(zhuǎn)或可移動(dòng)的壁22調(diào)節(jié)，以便影響或調(diào)節(jié)泡沫流(參見圖11)。通過(guò)泡沫擋板9的調(diào)節(jié)可以影響泡沫高度并因此影響尤其是泡沫脫水。在浮選腔I中形成的浮選泡沫3不完全地與弓I入的浮選泡沫4混合將是有利的。然后，未混合的份額例如可以通過(guò)可調(diào)節(jié)的泡沫蓋20(參見圖12)到達(dá)篩渣I中或直接輸送給待輸入的浮選泡沫4 (圖12中的箭頭21)。存在關(guān)于設(shè)備的技術(shù)方案，其用于將待浮選的懸濁液引入已產(chǎn)生的浮選泡沫中，如它例如由EP1029975A1和DE19823053C1公開的那樣。這種或類似的設(shè)備也可以適合所述新的方法。按本發(fā)明的浮選設(shè)備可以，如圖4所示，包括帶有浮選腔I的第一浮選室以及分別具有一個(gè)浮選腔2，2'，2''或2'''的四個(gè)其它的浮選室。待浮選的纖維懸濁液S被泵入到第一浮選腔I中并且用在此未示出的混合設(shè)備加氣，以便形成浮選泡沫3。該室的濾液Al借助漿泵12(離心泵)輸送到下一個(gè)浮選腔2中，在該下ー個(gè)浮選腔2中首先又加氣，然后進(jìn)行浮選。這些過(guò)程在浮選腔2'，2''和2'''中重復(fù)。最后ー個(gè)濾液是設(shè)備的良漿A。浮選腔2，2'，2''和2'''的溢流收集到ー個(gè)公共的泡沫槽中并且作為浮選泡沫4引入第一浮選腔I的浮選泡沫3中。在此例如也可以為了調(diào)節(jié)的目的使浮選泡沫4的一部分分支并且尤其是混入通向第一浮選腔I的輸入流中，這在此通過(guò)具有調(diào)節(jié)閥的虛線14示意。積累在第一浮選腔中的溢流作為篩渣R清除。泡沫泵6可以設(shè)計(jì)成排氣泵，在此借助氣體再循環(huán)管路L2進(jìn)入浮選腔2'''。按圖5，在排氣泵的位置處可以使用本身已知的用于撕裂氣泡的泡沫破碎機(jī)15，以及緊接著的泡沫罐16。即使采用多級(jí)浮選，也可以有利地使用本發(fā)明。因此，圖6示出具有按標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行的五個(gè)串接的浮選腔17，17’，17"，17"，和17" ’的、用作第一級(jí)的浮選設(shè)備，并且其中待浮選的纖維懸濁液S被泵入第一浮選腔17。第一級(jí)的浮選泡沫18作為纖維懸濁液S"引入要分配給第二級(jí)的浮選腔I的輸入流，在此在泡沫破碎機(jī)15和泡沫罐16之后。第二級(jí)包含第二浮選腔2，給該第二浮選腔2供應(yīng)第一浮選腔I的濾液Al，并且在該第二浮選腔2中形成浮選泡沫4。通過(guò)泡沫泵6，浮選泡沫4引入浮選泡沫3中。浮選腔2的濾液A2在此到達(dá)通向第一級(jí)的輸入流中，并且浮選腔I的溢流可以作為篩渣R清除。該方法的另ー種結(jié)構(gòu)方案在圖7中示出。在這種情況下，這樣驅(qū)動(dòng)兩個(gè)，尤其是兩個(gè)第一浮選腔I和I'，使得給分別在其中形成的浮選泡沫3或3'提供又引入的浮選泡沫，其中，在此表示直接添加的例子。其它的可能性可由圖8和圖9得知。可以清除溢流Rl和R1’。兩個(gè)浮選腔I和I’串接，亦即，第一浮選腔I的濾液Al泵入下一個(gè)浮選腔I’中并且通過(guò)混合設(shè)備重新加氣。然后，浮選腔2，2’和2”布置在下游，沒有浮選泡沫導(dǎo)引入該浮選腔2，2’和2”中。圖13示出柱式浮選的設(shè)備，其中，也就是具有輕微過(guò)壓的浮選泡沫從外殼中移開。該設(shè)備具有浮選腔I。若在所產(chǎn)生的浮選泡沫3中例如通過(guò)至少一個(gè)打孔的管道12(或 開放的槽，參見圖8)引入另外的浮選腔中產(chǎn)生的浮選泡沫4，也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。可選擇地，可以從上方輸入水W以便穩(wěn)定浮選泡沫。
權(quán)利要求
1.一種用于通過(guò)浮選從纖維懸濁液(s，s”)中分離出固體的方法，其中，所述纖維懸濁液(s，s”)與氣體(L)混合，并且其中，在至少兩個(gè)浮選腔(1，2)中形成收集并且從所述浮選腔中導(dǎo)出固體的浮選泡沫(3，4)，其中，除去所述固體的纖維懸濁液作為濾液(A1，A2)從所述各浮選腔(1，2)中排出，其特征在干，將至少一個(gè)浮選腔(2)的所述浮選泡沫(4)至少部分地輸入至少ー個(gè)另外的浮選腔(I)中。
2.按權(quán)利要求I所述的方法，其特征在干，將待輸入的所述浮選泡沫(4)在位于匯集的浮選泡沫(3，4)的上邊界上方的區(qū)域中輸入所述另外的浮選腔(I)中。
3.按權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在位于懸濁液面(5)下方的區(qū)域中將待輸入的所述浮選泡沫(4)輸入所述另外的浮選腔(I)中。
4.按權(quán)利要求I所述的方法，其特征在干，將待輸入的所述浮選泡沫(4)輸入所述在所述另外的浮選腔(I)中形成的浮選泡沫(3)中。
5.按權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在位于懸濁液面(5)和所述匯集的浮選泡沫(3，4)的所述上邊界之間的區(qū)域中將待輸入的所述浮選泡沫(4)輸入所述另外的浮選腔(I)的浮選泡沫(3)中。
6.按權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，在距懸濁液面(5)具有一個(gè)沿所述浮選泡沫⑶上升方向測(cè)得的在Omm到200mm之間，優(yōu)選至少IOOOmm的距離(7)的區(qū)域中將待輸入的所述浮選泡沫(4)輸入所述另外的浮選腔(I)的所述浮選泡沫(3)中。
7.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，使待輸入的所述浮選泡沫(4)排氣，然后將其輸入所述另外的浮選腔(I)的所述浮選泡沫(3)中。
8.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在干，在未在中間連接收集容器的情況下將待輸入的所述浮選泡沫(4)輸入所述另外的浮選腔(I)的所述浮選泡沫(3)中。
9.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在容納所述另外的浮選腔(I)的所述浮選泡沫(3)的浮選腔中調(diào)節(jié)匯集的所述浮選泡沫(3，4)的高度以便影響泡沫脫水。
10.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，未輸送浮選泡沫(4)的浮選腔(2，2’，2〃，2’，17，17’，17〃，17" ,，17"")的數(shù)目是容納所述浮選泡沫(4)的浮選腔(I)或各浮選腔(1，I’ )數(shù)目的至少三倍，優(yōu)選至少四倍。
11.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在容納所述浮選泡沫(4)的浮選腔(I)中通過(guò)至少ー個(gè)泡沫導(dǎo)向面導(dǎo)引所述浮選泡沫(3，4)。
12.按權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述泡沫導(dǎo)向面的位置可調(diào)節(jié)。
13.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，將未被輸送浮選泡沫(4)的浮選腔(2，2’，2〃，2" ,，17，17’，17〃，17" '，17"")中積累的浮選泡沫(4)的僅一部分輸入容納所述浮選泡沫(4)的浮選腔(I)。
14.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在容納所述浮選泡沫(4)的浮選腔(I)中形成的浮選泡沫(3)的僅一部分與在另外的浮選腔(2，2’，2〃，2"，)中形成的浮選泡沫⑷混合。
15.按權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在容納所述浮選泡沫(4)的浮選腔(I)中形成的所述浮選泡沫(3)的未混合的部分與所述篩渣Rl —起清除或與其它浮選泡沫(4)混合。
16.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在干，使用至少兩個(gè)浮選級(jí)，并且要在第ニ級(jí)中浮選的纖維懸濁液(S")中首先被導(dǎo)引入容納同一浮選級(jí)的另外的浮選腔(2)的浮選泡沫(4)的浮選腔(I)中。
17.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在干，將待輸入的所述浮選泡沫(4)這樣引入容納所述浮選泡沫(4)的浮選腔(1，I’)中，使得實(shí)現(xiàn)在所述添加區(qū)域中占所述浮選腔(I, I’)的水平橫截面的至少30%，優(yōu)選至少50%的水平分布。
全文摘要
該方法用于通過(guò)浮選從纖維懸濁液(S)中分離出固體，尤其是雜質(zhì)，其中，纖維懸濁液(S)與氣體(L)混合，并且其中在至少兩個(gè)浮選腔(1,2,2′,2″,2″′,2″″)中形成收集并且從浮選腔中分離固體的浮選泡沫(3,4)。在此，至少一個(gè)浮選腔(2′,2″,2″′,2″″)的浮選泡沫(4)至少部分地輸入至少一個(gè)另外的浮選腔(1)，尤其是其中形成的浮選泡沫(3)中。通過(guò)該方法，即使在效果和產(chǎn)量上要求很高的情況下也可以降低成本。
文檔編號(hào)D21F1/70GK102666973SQ201080059030
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者D.德爾馬斯, H.布里茲 申請(qǐng)人:沃依特專利有限責(zé)任公司