專利名稱：從紙張、紙板和卡紙板制備中回收填料和涂布顏料的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及紙張、紙板和卡紙板制備過程中回收填料和涂布顏料的方法，在來自涂布裝置廢水、脫墨裝置及內(nèi)部水處理裝置或分離器的殘余水淤渣中含有這種填料和涂布顏料；本發(fā)明還涉及由此獲得的顏料淤漿作為紙張制備時的填料的應用或者作為在造紙工業(yè)中涂料制備時的顏料淤漿的應用。
在造紙過程中，為了得到表明致密的紙張，其原材料如木漿、木材、精制草木漿或碎布漿通常與紙漿、填料和顏料摻和在一起，從而提高紙張的性能，特別是白度、不透明度和可印刷度。
幾乎所有的紙張都摻和有填料，這些填料賦予了紙張外觀均一、質(zhì)地柔軟、白度好和手感好的性能，尤其對于印刷紙和書寫紙來說更是如此。這些填料可以在纖維懸浮液中加入也可以在涂布過程中施加，由于在燃燒分析中這些填料以灰分形式殘留下來，從而通常稱為“灰分”。
未涂覆紙張中填料含量最高可達35wt％，而涂覆紙張中填料含量為25wt％～50wt％，所用填料的含量主要取決于紙張的預計用途。填料越多，紙張的強度越低、施膠性能越差。
紙料中填料含量通常在5～35wt％之間，這些填料由一次顏料或回收涂布顏料組成，后者可以從涂料殘液或經(jīng)涂布的廢棄物中獲得。除了填料的白度對紙張的增白有重要的作用以外，粒度也起到很重要的作用，因為它對填料的效率和紙張的物理性能特別是孔隙率影響很大。殘留于紙張中的填料比例占加入到纖維懸浮液中填料總量的20～80％。填料效率與填料的性質(zhì)有關，還與原料的組成、打漿度、填料顆粒與樹脂和硫酸鋁的結合度、紙張定量、造紙機速度、脫水方法和絲網(wǎng)的目數(shù)有關。
從消耗量來看，下列產(chǎn)品在當今作為填料和涂布顏料中相當重要陶土、碳酸鈣、人造硅酸鋁及氧化物水合物(氧化鋁三水合物)、二氧化鈦、緞光白、滑石和硅酸鈣。
廢紙回收過程中，特別是脫墨裝置上，填料和顏料是作為廢產(chǎn)品而獲得的。這種廢產(chǎn)品中例如可以由50wt％的纖維素、25wt％的陶土和20wt％的碳酸鈣組成；其中還含有少量的硫酸鈣、二氧化鈦、滑石或其它固體物質(zhì)，這些混合物中的纖維含量可能各不相同。
EP0492121B1中描述了目前廢紙的加工過程，其中包括這些廢產(chǎn)品從廢水和廢渣的混合物中分離出來的方法，從而得到含固量約為50wt％的純的廢產(chǎn)品，在廢物分離中被除去。建議先將這些淤漿狀廢水和廢渣充分混合，然后再對這些廢水和廢渣的混合物從粗到細或極細進行逐步粉碎，接著在其中進一步加入有關聚集體。這些材料可以作為一種染料、粘接劑、填料和水力粘合劑的的初始材料來使用。
DE4034054C1提出了一種從造紙工業(yè)的機械的殘余水淤渣中再生原材料的方法。在該方法中，先從殘余的廢水淤渣中脫除粗大的廢料塊，然后先經(jīng)過離心除去其中的黑色顆粒，再經(jīng)過分級篩分離出纖維、填料、顏料和附聚物。附聚物經(jīng)過剪切并脫除，纖維、填料和顏料分別經(jīng)進一步處理后有選擇性地直接回用。
EP0576177A1中的方法是從造紙工業(yè)的殘余水淤渣中回收和再利用原材料，其特征在于，首先對具有相對低粘度的渣狀懸浮液進行第一次篩選/提純作用，然后再經(jīng)過濃縮、加熱并經(jīng)過一種分散裝置，由此而得到的淤渣再次在造紙工業(yè)中使用。
EP0554281B1中報道了其本身較少受到污染的循環(huán)水中分離原材料的所有再生方法，因為對造紙過程中所謂的由纖維和填料組成的填充料或淤漿的回收由于其較高含量污染物的存在而變得毫無可能。因而，描述了一種來自機械式水處理裝置的殘余水淤渣中回收有用纖維和填料的方法。
這種方法的特征在于，調(diào)整指定固體物質(zhì)的含量、分離粗大廢料塊、分離黑色顆粒、對有用成分進行進一步分級以及對造紙廠的原材料加工中的纖維、填料和顏料進行回收利用。
在來自涂布裝置的廢水中、脫墨裝置、內(nèi)部水處理裝置或分離器中的殘余水淤渣中，填料和涂布顏料時常呈現(xiàn)附聚狀態(tài)，其白度低，從而限制了原材料加工時特別是涂層過程中直接回用的可能性。
本發(fā)明的目的是，為造紙工業(yè)提供一種回收原材料的方法，特別是回收填料和涂布顏料，同時節(jié)省能耗和物耗以及運輸費用。
根據(jù)本發(fā)明，通過一種從紙張、紙板和卡紙板的制備過程中回收填料和涂布顏料的方法可以達到上述目的，在涂布裝置的廢水中、脫墨裝置、內(nèi)部水處理裝置或分離器的殘余水淤渣中含有這種填料和涂布顏料，本方法的特征在于含有填料和涂布顏料的殘余水淤渣與粉狀的新鮮顏料或新鮮填料、含淤漿的新鮮顏料和/或含淤漿的新鮮填料一起進行混合及研磨得到一種顏料淤漿。
用本發(fā)明中所描述的方法得到的一種指定濃度的顏料淤漿或填料淤漿可以用來制備紙張、紙板和卡紙板。
造紙過程中所用的填料和涂布顏料通常采用粉狀，或者采用含固量為50～80wt％的濃縮狀淤漿。這些填料和顏料通常由制造商提供，且具有白度和粒度分布的要求，本發(fā)明的核心在于提供一種“基礎級”的顏料，該顏料優(yōu)選為一種固體或一種高濃縮的淤漿，例如含固量可以達到70wt％～85wt％甚至更高，平均粒徑、例如小于2μm～10μm、尤其是2μm～5μm的占50％，還在于用附屬的研磨設備進行水相原位研磨得到所希望的白度和粒度。因此，上面提及的殘余水淤渣并不直接加入到準出售或預制的原材料中，而是首先通過與粉狀新鮮顏料或新鮮填料、含淤漿的新鮮顏料和/或含淤漿的新鮮填料一起混合和研磨得到所希望的白度和細度，然后再作為填料或涂布顏料使用。所述的礦物填料和顏料通常用濕法研磨或干法研磨的方法進行粉碎達到所需求的粒度。濕法研磨主要要求大量的水。而本發(fā)明中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以用可能含有纖維的殘余水淤渣來部分替代或者全部替代所需要的水，用于粉狀新鮮顏料或新鮮填料、含淤漿的鮮顏料和/或含淤漿的鮮填料的混合和研磨。通常在殘余水淤渣中存在的填料或顏料的附聚物并不會引起干擾，因為這些附聚物在濕法研磨過程中會被粉碎成所要求的粒度。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的其它優(yōu)點還在于，可以在原位獲得的所希望的粒度具有很大的范圍，因為不用水作載體，因而輸送費用較低，而在通常的淤漿中則需要用水作為載體，同時自身形成的顏漿的穩(wěn)定性有所提高。
在殘余水淤渣的加工過程中，當然需要分離并脫除粗大的臟物，包括碎片、砂礫及其它雜質(zhì)。由此而得到的級分包括纖維、填料、顏料、細沙、黑色顆粒以及填料和顏料的附聚物或者顏料、纖維和填料的附聚物?！疤盍稀蓖ǔＪ侵讣埩现兴玫募氼w粒；“顏料”是指涂布過程中所用的細顆粒。通常沒有使用價值的黑色顆粒其粒度有很大的可變性。它們主要由灰色至黑色的沙子、沾污摩擦材料、機器上摩擦材料、含碳的潤滑劑、酸性有機顆粒、鐵銹和附聚粒子或者它們的混合物所組成。如果廢水淤渣直接用于原材料的加工過程，則通常用離心分離或飄浮分離的方法使這些黑色顆粒分離開來。不過根據(jù)本發(fā)明，并不一定要求這種分離方法來分離黑色顆粒，因為這些顆粒通常在新鮮填料和新鮮顏料的研磨時就可以粉碎，其粉碎的程度足以使白度不受黑色顆粒的影響。
當然除此以外，按照本發(fā)明，為了獲取本發(fā)明中的優(yōu)質(zhì)的填料或顏料，對于黑色顆粒的分離，特別是如EP0554285B1中所述的用離心技術來分離黑色顆粒的方法也是可能的。
相似之處有，可以很方便地對纖維進行分離操作，特別是從脫墨裝置、水處理裝置和分離器的殘余水淤渣中進行分離加工。可推薦使用的已知方法有絮凝法、沉積法、過濾、篩析、離心及其它化學處理的方法，例如氧化法。在這種情況下，各種顏料的混合物中通常含有陶土、碳酸鈣和滑石。由于絮凝作用和電荷轉(zhuǎn)變，分離過程中經(jīng)常會形成附聚物。因此，含固量低的那些殘余水淤渣很難作為原材料來使用。
因此，在制備涂料的過程中就要求提高顏料混合物的固含量并用熟知的方法來提高白度。附聚物的存在使涂料在刀口處形成刮刀條紋從而降低了其流動性，同時也使制成后的涂料性能變差，因此對附聚物的粉碎顯得尤為重要。專門用作填料或顏料的殘余水淤渣中的顏料和填料顆粒起到研磨助劑和分散助劑的作用，它們在研磨過程中就可以使附聚物粉碎。同時，對于研磨過程中的填料和顏料來說，包括這些添加顆粒在內(nèi)的殘余水淤渣又起到一種分散助劑和研磨助劑的作用，因此反過來說，按照本發(fā)明就可以降低分散助劑和研磨助劑的用量。
因此，根據(jù)本發(fā)明，當殘余水淤渣與粉狀的新鮮顏料或新鮮填料、含淤漿的鮮顏料和/或含淤漿的鮮填料一起混合和研磨時，殘余水淤渣中的固體濃度可以優(yōu)選為0.02wt％～50wt％，尤其為1wt％～30wt％。濃度過低，則回收方法便變得不經(jīng)濟了。
殘余水淤渣中填料和/或顏料對纖維的比率可在很大的范圍內(nèi)變化。本發(fā)明中所用的殘余水淤渣，其中填料和/或顏料占固體物的濃度可以優(yōu)選為2wt％～80wt％范圍，尤其優(yōu)選為20wt％～60wt％。因此，纖維含量和填料和/或顏料的含量都可以改變，例如從2wt％～98wt％范圍，或者從98wt％～2wt％。當然，本發(fā)明中也可以使用不含纖維的殘余水淤渣。
舉例而言，下面列舉了各種殘余水淤渣的優(yōu)選組成。當專用新鮮水用量為10～100L/kg、特別是20L/kg時，來自生產(chǎn)中的廢水中優(yōu)選含有0.5wt％～5wt％，尤其2.5wt％的丟失物質(zhì)(lost substances)。含固量優(yōu)選為0.02wt％～0.5wt％，最好為0.125wt％。本發(fā)明特別優(yōu)選纖維成分與填料和/或顏料成分的比率為20wt％∶80wt％或者80wt％∶20wt％，尤其是來自生產(chǎn)中的廢水中纖維與顏料之比為40wt％∶60wt％。
作為來自生產(chǎn)中的廢水的殘余水淤渣的pH值的變化范圍很大，優(yōu)選使pH值調(diào)節(jié)到4.5～8.5范圍內(nèi)，尤其是pH為7附近的中性范圍內(nèi)。
來自本發(fā)明中所使用的涂布裝置的廢水，其含固量在沉淀前例如可以為0.1wt％～20wt％，尤其為1wt％，在沉淀后可以為1wt％～30wt％，尤其是在為5wt％左右。pH值在沉淀前例如為6.5～10，優(yōu)選7.5，在沉淀后為6.0～10.0，優(yōu)選7.0?；曳衷?0wt％～95wt％范圍內(nèi)選擇，尤其為90wt％左右。典型的組合物含有陶土1wt％～90wt％，優(yōu)選20wt％；碳酸鈣1wt％～90wt％，優(yōu)選60wt％；滑石0.5wt％～50wt％，優(yōu)選15wt％，其它材料0.1wt％～40wt％，優(yōu)選5wt％。
根據(jù)本發(fā)明，可以優(yōu)選作為新鮮顏料和/或新鮮填料使用的物質(zhì)有陶土、天然或沉積碳酸鈣、人造或天然硅酸鋁及氧化物水合物、二氧化鈦、緞光白、白云石、云母、金屬薄片、特別是薄鋁片、膨潤土、金紅石、氫氧化鎂、石膏、片狀硅酸鹽、滑石、硅酸鈣及其他巖石和土。
在殘余水淤渣以及選擇性的研磨助劑和/或分散助劑的存在下，新鮮顏料或新鮮填料優(yōu)選以粉末的、含淤漿的新鮮顏料和/或含淤漿的新鮮填料的形式進行混合和研磨，得到含固量為30wt％～85wt％，特別為40wt％～75wt％的淤漿。
作為粉末的新鮮顏料或新鮮填料、含淤漿的鮮顏料和/或含淤漿的鮮填料優(yōu)選被研磨至如下的粒徑分布基于其當量直徑，小于1μm的顆粒占10wt％～99wt％，尤其是小于1μm的顆粒占10wt％～95wt％。
從EP0625611A1中已知涂布顏料的粒度分布，在本發(fā)明中也可以證實這一點。因此，根據(jù)本發(fā)明，對于顏料，如下粒度分布是尤其優(yōu)選的a)小于10μm的顆粒占95wt％～100wt％；b)小于2μm的顆粒占50wt％～100wt％，尤其是小于2μm的顆粒占50wt％～95wt％；c)小于1μm的顆粒占27wt％～95wt％，尤其是小于1μm的顆粒占27wt％～75wt％；d)小于0.2μm的顆粒占0.1wt％～55wt％，尤其是小于0.2μm的顆粒占0.1wt％～35wt％；以上均基于顆粒的當量直徑。
除了控制尤其是研磨方式和持續(xù)時間之外，按照本發(fā)明，白度和粒度分布在較大的范圍內(nèi)的變化也是可能的。因此，就可以將一種相對較粗的新鮮填料與大量殘余水淤渣進行原位混合得到一種淤漿，經(jīng)過研磨后摻入紙料。同樣，也可以用較少量殘余水淤渣與新鮮顏料一起進行更精細的原位研磨，隨后用作一種涂布顏料和/或填料。這樣，造紙廠商不再必需要預先檢測從原料供應商處購得的新鮮顏料和/或新鮮填料和顏料淤漿的粒度。從原料供應商處購得的顏料淤漿，通常的特征是小于2μm的顆粒的重量百分數(shù)為例如95、90、75、60、50等型號。這樣，造紙廠商就可以根據(jù)需要在各個附屬裝置上就地配制其本身需要的顏料淤漿。這就可以靈活而快速地改變質(zhì)量和生產(chǎn)要求，例如，不同的造紙原料用于不同的紙料、用于預涂布、面涂布、單涂布或單獨上色的各種顏料或淤漿，以及與其他顏料的混合?？傊@種方法可以顯著降低運輸成本，因為高含水量的成品淤漿并不需要運送很長的距離。
在粉狀新鮮顏料或新鮮填料、含淤漿的鮮顏料和/或含淤漿的鮮填料與殘余水淤渣(例如由EP0625611A1已知)一起進行混合和研磨時，即使可以使用眾所周知的潤濕劑、穩(wěn)定劑、研磨助劑和分散助劑，但與現(xiàn)有技術相比，按本發(fā)明的使用量卻明顯地降低了。一方面殘余水淤渣中已經(jīng)包含了一定量的上述試劑，另一方面，由于實現(xiàn)了原位直接研磨，使得以通常量使用潤濕劑、穩(wěn)定劑、研磨助劑和分散助劑不再是必需的了，從而極大地縮短了淤漿制備與使用之間的間隔周期。使用少量輔助原料的另一個優(yōu)點在于提高了顏料在造紙過程中的保留性因為大量的助劑對保留性有不利的影響。
本發(fā)明的方法特別適用于廢紙加工工業(yè)或棄紙回收業(yè)中的廢水淤渣或者由填料和纖維組成的纖維懸浮液的殘液加工，特別是在廢紙脫灰步驟中，對填料和顏料進行專門的類別分級和粒徑分級，使它們得以回收利用并從中節(jié)約能源和節(jié)省投資是非常重要的。
按照本發(fā)明可獲得的涂布顏料淤漿在造紙工業(yè)中的應用具有獨特的優(yōu)點，特別是用于制備紙張涂布的涂料或紙張料中。特別優(yōu)選作為膠版紙(offset paper)上的涂布顏料淤漿的制備中的用途。此外，本發(fā)明的淤漿還適合于制備用于輕質(zhì)涂層紙的涂布復合物，尤其是高速涂布，還適用于制備輪轉(zhuǎn)式膠版紙，尤其是制備輕質(zhì)涂布的輪轉(zhuǎn)式膠版紙，此外還用作卡紙板涂層、專用紙如標簽紙、墻紙、硅基紙(silicone base paper)、自印紙(self-copying paper)的涂層以及作為凹紋印刷紙的摻和劑。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法制備的涂布顏料淤漿特別可以在下列紙張中應用單頁式膠版紙(sheet-fed offset papers)，特別作為單頁式膠版紙的單涂層，單頁式膠版紙的雙涂層，即單頁式膠版紙的預涂層和單頁式膠版紙的面涂層；輪轉(zhuǎn)式膠版紙(rotary offset papers)，特別作為LWC輪轉(zhuǎn)式膠版紙的單涂層，輪轉(zhuǎn)式膠版紙的雙涂層即輪轉(zhuǎn)式膠版紙的預涂層和輪轉(zhuǎn)式膠版紙的面涂層；凹紋印刷紙，特別作為LWC凹紋單涂層，凹紋雙涂層即凹紋預涂層和凹紋面涂層；卡紙板，特別作為卡紙板的雙涂層即卡紙板的預涂層和卡紙板的面涂層；專用紙張，特別作為標簽和軟包裝。
按本發(fā)明，該方法提供了利用所制備的顏料淤漿的機會，而不會使基紙的質(zhì)量下降，也不會使涂層的質(zhì)量下降，尤其不會由此而使制成品的最終質(zhì)量下降。
下面列舉了根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的某些涂料的配方(所有數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)換成固體的重量份數(shù)(atro/活性成分))。1．單頁式膠版紙1.1單頁式膠版單涂布涂料70重量份的商品碳酸鈣(型號90)30重量份的商品粘土(精制，即美國1號)11重量份的商品膠乳(丙烯酸酯)0.6重量份的商品羥甲基纖維素(CMC)0.8重量份的商品硬化劑(脲-甲醛、蜜胺-甲醛、環(huán)氧樹脂)0.5重量份的商品增白劑(opt.)0.5重量份的商品硬脂酸鈣固體含量64％Brookfield粘度(100/min):1200mPa
pH值8.51.2單頁式膠版雙涂布涂料1.2.1單頁式膠版預涂布涂料100重量份的商品碳酸鈣(型號60或75)10重量份的商品膠乳4重量份的商品淀粉(天然的、氧化的玉米或土豆淀粉)0.8重量份的商品硬化劑(脲-甲醛、蜜胺-甲醛、環(huán)氧樹脂)0.5重量份的商品增白劑(opt.)固體含量66％Brookfield粘度(100/min):1100mPapH值9.01.2.2單頁式膠版面涂布涂料70重量份的商品碳酸鈣(型號9C)30重量份的商品粘土(精制，即美國1號)10重量份的商品膠乳(丙烯酸酯)0.6重量份的商品CMC0.8重量份的商品硬化劑(脲-甲醛、蜜胺-甲醛、環(huán)氧樹脂)0.5重量份的商品增白劑(opt.)0.7重量份的商品硬脂酸鈣固體含量64％Brookfield粘度(100/min):1200mPapH值8.52．輪轉(zhuǎn)式膠版紙2.1 LWC旋轉(zhuǎn)膠版單涂布涂料50重量份的商品碳酸鈣(型號90)50重量份的商品粘土(精制，Engl.粘土)2重量份的商品淀粉(天然的、氧化的玉米或土豆淀粉)
12重量份的商品膠乳(XSB)0.8重量份的商品硬化劑(脲-甲醛、蜜胺-甲醛、環(huán)氧樹脂)0.7重量份的商品增白劑(光學)0.5重量份的商品硬脂酸鈣固體含量62％Brookfield粘度(100/min):1400mPapH值8.52.2輪轉(zhuǎn)式膠版的雙涂布涂料2.2.1輪轉(zhuǎn)式膠版的預涂層100重量份的商品碳酸鈣(型號60或75)4重量份的商品淀粉(天然的、氧化的玉米或土豆淀粉)12重量份的商品膠乳(XSB)0.8重量份的商品硬化劑(脲-甲醛、蜜胺-甲醛、環(huán)氧樹脂)0.5重量份的商品增白劑(opt.)固體含量66％Brookfield粘度(100/min):1200mPapH值9.02.2.2輪轉(zhuǎn)式膠版面涂布涂料60重量份的商品碳酸鈣(型號95)40重量份的商品粘土(精制，Engl.粘土)10重量份的商品膠乳(XSB)0.6重量份的商品CMC0.8重量份的商品硬化劑(脲-甲醛、蜜胺-甲醛、環(huán)氧樹脂)0.5重量份的商品增白劑(opt.)0.5重量份的商品硬脂酸鈣固體含量64％Brookfield粘度(100/min):1200mPa
pH值8.53．凹紋印刷紙3.1 LWC凹紋單涂布涂料70重量份的商品粘土(普通的Engl.粘土)30重量份的商品滑石5.0重量份的商品膠乳(單獨用丙烯酸酯的粘接劑)0.2重量份的商品增稠劑(合成的)1.0重量份的商品硬脂酸鈣固體含量58％Brookfield粘度(100/min):1200mPapH值8.53.2凹紋雙涂布涂料3.2.1凹紋的預涂布涂料100重量份的商品碳酸鈣(型號75)6.0重量份的商品膠乳(單獨用丙烯酸酯的粘接劑)0.3重量份的商品增稠劑(合成)0.5重量份的商品硬脂酸鈣固體含量66％Brookfield粘度(100/min):1200mPapH值9.03.2.2凹紋的面涂布涂料85重量份的商品粘土(Engl.粘土)15重量份的商品粘土(煅燒粘土)5.0重量份的商品膠乳(單獨使用丙烯酸酯的粘接劑)0.2重量份的商品增稠劑(合成)0.8重量份的商品硬脂酸鈣固體含量57％
Brookfield粘度(100/min):1300mPapH值8.54．卡紙板4.1卡紙板的雙涂布涂料4.1.1卡紙板的預涂布涂料100重量份的商品碳酸鈣(型號75)3重量份的商品淀粉(天然的、氧化的玉米或土豆淀粉)14重量份的商品膠乳(XSB)0.8重量份的商品硬化劑(脲-甲醛、蜜胺-甲醛、環(huán)氧樹脂)0.5重量份的商品增白劑(opt.)固體含量66％Brookfield粘度(100/min):1000mPapH值9.04.1.2卡紙板的面涂布涂料50重量份的商品碳酸鈣(型號90)50重量份的商品粘土(精制/Ehgl.粘土)13重量份的商品膠乳(丙烯酸酯)2重量份的商品共粘接劑(co-binder)(丙烯酸酯)0.8重量份的商品硬化劑(脲-甲醛、蜜胺-甲醛、環(huán)氧樹脂)0.6重量份的商品硬脂酸鈣固體含量60％Brookfield粘度(100/min):1200mPapH值8.55．專用紙5.1標簽70重量份的商品粘土(普通型/Engl.粘土)10重量份的商品二氧化鈦(金紅石型)
20重量份的商品碳酸鈣(型號90)16重量份的商品膠乳(XSB)0.5重量份的商品硬化劑(EH)(脲-甲醛、蜜胺-甲醛、環(huán)氧樹脂)0.6重量份的商品硬脂酸鈣固體含量60％Brookfield粘度(100/min):1200mPapH值8.55.2軟包裝80重量份的商品粘土(普通型Engl.粘土)20重量份的商品碳酸鈣(型號90)14重量份的商品膠乳(丙烯酸酯)0.8重量份的商品CMC0.5重量份的商品硬化劑(脲-甲醛、蜜胺-甲醛、環(huán)氧樹脂)0.6重量份的商品增白劑(光學)1.0重量份的商品硬脂酸鈣固體含量58％Brookfield粘度(100/min):1200mPapH值8.5本發(fā)明的方法在普通造紙廠中的操作步驟可描述如下一定容積的貯料倉，例如50～1000m3，用來存放干燥的具有均勻的或者各種不同粒度分布的填料和顏料，例如碳酸鈣。定量給料裝置保證填料和/或顏料的粉末排料，然后，輸送至可選為日料倉(daily servicetanks)，可選擇地，其中帶有凈化裝置。用于粉料的定量給料裝置，選擇性地為存儲程序控制器(SPC)用電子集成公式來控制，用重量法和/或體積法來決定所需要的與來自造紙廠中的水、新鮮水或白水或白水相混合的組分的量。依據(jù)本發(fā)明，特別是固含量為0.02wt％～50wt％的殘余水淤渣可以用來部分或者全部替代新鮮水或白水，當殘余水淤渣濃度較高時可選擇性地添加水。因此，還要有貯存殘余水淤渣的貯罐、殘余水淤渣的定量給料裝置，該裝置用重量法或體積法測定用量。此外，還應有回收粉狀的新鮮顏料或新鮮填料、含淤漿的鮮顏料和/或含淤漿的鮮填料以及殘余水淤渣/水的混合物所需要的容器，其中也可能含有研磨助劑、分散助劑或其他助劑。為了使物料分散和穩(wěn)定就要求有分散設備(溶解器)或其他攪拌器。
粉狀新鮮顏料和/或新鮮填料、含淤漿的鮮顏料和/或鮮填料與殘余水淤渣的研磨可以根據(jù)本發(fā)明中的方法在常規(guī)的帶攪拌的球磨機上連續(xù)地進行，球磨機的容量例如為700～5000L或更大。使用研磨介質(zhì)、優(yōu)選研磨珠，特別是其直徑為1～4mm。
通常使用篩網(wǎng)，優(yōu)選使用篩板(sieve bends)對殘余水淤渣加工過程中的雜質(zhì)進行分離(微珠碎末、分離材料及鐵銹等)。激光測量儀用來測定和控制研磨過程中的研磨細度并對攪拌式球磨機進行計算機控制。用于攪拌式球磨機上分散助劑和研磨助劑的后定量的其他定量注入裝置也是必不可少的。顏料淤漿排放后還需要用篩網(wǎng)再次分離尺寸大于20μm的污物。一般來說，所用的新鮮顏料和/或填料，特別是碳酸鈣粉料在干燥的情況下，按標準DIN53163，其白度大于90％，特別是當細度d97≤25μm時，白度大于95％,d97≤100μm、碳酸純度≥98％、SiO2含量≤1.0％，尤其是≤0.2％。
例如不同量的與殘余水淤渣相混合的碳酸鹽化合物一起被研磨成有一定固體含量的淤漿，固體含量可以進行調(diào)整，例如可以調(diào)整到一種成品涂料的淤漿。也可以選擇為，如果顏料淤漿暫時要貯存一段時間，也可以調(diào)整到大的固體含量。在攪拌式球磨機中生產(chǎn)時，淤漿的細度主要由停留時間和/或攝入功率決定。
顏料淤漿的白度主要依賴于新鮮顏料與殘余水淤渣的混合比，特別是所用新鮮顏料的類型。
表1所列出了按本發(fā)明使用的殘余水淤渣的組成的一個實施方案。表1
對具有表1所示組成的一種殘余水淤渣進行干燥后測量了它們的細度和色值。
所得數(shù)值如下細度(Cilas850)D50值=15.0μmD3.2值=1.0μm白度(亮度Ry,C/2°DIN 53163)Ry值=84.1泛黃指數(shù)(C/2°)=-5.6廢水淤渣中的水含量為19.5％。測量了10％溶液的pH值，得到pH=6.8。干燥后的廢水淤渣在450℃下加熱2小時，燒失量(有機成分)為13.4％。
接著，在實驗室規(guī)模下，將40wt％的廢水淤渣與60wt％的新鮮顏料Calcicell--一種天然結晶的碳酸鈣(粒度0～20μm,D50值=5.5μm，白度C/2°DIN 53163=95±1)一起制成淤漿，并在研磨機中短暫地研磨。
隨后測量了經(jīng)研磨并經(jīng)干燥的產(chǎn)物的細度和色值。
測量結果如下細度(Cilas850)D50值=9.2μmD9值=1.0μm研磨后的白度(亮度Ry,C/2°DIN 53163)如下Ry值=92.0泛黃指數(shù)(C/2°)=-2.6(所有的細度數(shù)據(jù)都是用法國Cilas的Cilas 850分析儀進行貯藏式沉降分析法測得的，樣品在酒精中的分散是用超聲高速混合機來實現(xiàn)的。)
權利要求
1.一種從紙張、紙板和卡紙板的制備中回收填料和涂布顏料的方法，這些填料和涂布顏料存在于來自涂布裝置的廢水、脫墨裝置、內(nèi)部水處理裝置或分離器的殘余水淤渣中，其特征在于，含有填料和涂布顏料的殘余水淤渣與粉狀的新鮮顏料或新鮮填料、含淤漿的新鮮顏料和/或含淤漿的新鮮填料一起進行混合然后研磨得到一種顏料淤漿。
2.如權利要求1的方法，其特征在于，使用了纖維含量與填料和/或顏料含量之比為2wt％～98wt％比98wt％～2wt％的殘余水淤渣。
3.如權利要求1的方法，其特征在于，對來自脫墨裝置、內(nèi)部水處理裝置和分離器的殘余水淤渣進行纖維分離。
4.如權利要求3的方法，其特征在于，所述的纖維分離是通過絮凝和沉降、過濾、篩析、離心和/或化學處理特別是氧化作用來進行的。
5.如權利要求1～4之一項或多項的方法，其特征在于，使用了固體濃度為0.02wt％～50wt％，特別是1wt％～30wt％的殘余水淤渣。
6.如權利要求1～5之一項或多項的方法，其特征在于，使用了基于固體組分的填料和/或涂布顏料的濃度為2wt％～80wt％、特別是20wt％～60wt％的殘余水淤渣。
7.如權利要求1～6之一項或多項的方法，其特征在于，作為所述新鮮顏料和/或新鮮填料使用的物質(zhì)有陶土、天然或沉積碳酸鈣、人造或天然硅酸鋁及氧化物水合物、二氧化鈦、緞光白、白云石、云母、薄金屬片、特別是薄鋁片，膨潤土、金紅石、氫氧化鎂、石膏、片狀硅酸鹽、滑石、硅酸鈣及其他巖石和土。
8.如權利要求1～7之一項或多項的方法，其特征在于，在所述殘余水淤渣及選擇性地研磨助劑和/或分散助劑存在的情況下，所述新鮮顏料和/或新鮮填料以粉末、含淤漿的新鮮顏料和/或含淤漿的新鮮填料的形式被混合和研磨，制成一種固含量為30wt％～85wt％、特別是40wt％～75wt％的淤漿。
9.如權利要求1～8之一項或多項的方法，其特征在于，所述新鮮顏料和/或新鮮填料以粉末、含淤漿的新鮮顏料和/或含淤漿的新鮮填料的形式進行研磨，得到如下的粒度分布分別基于當量直徑，小于1μm的顆粒占10wt％～99wt％，尤其是小于1μm的顆粒占10wt％～95wt。
10.如權利要求1～8之一項或多項的方法，其特征在于，所述新鮮顏料和/或新鮮填料以粉末、含淤漿的新鮮顏料和/或含淤漿的新鮮填料的形式進行研磨，得到如下的粒度分布分別基于顆粒的當量直徑，a)小于10μm的顆粒占95wt％～100wt％；b)小于2μm的顆粒占50wt％～100wt％，特別是小于2μm的顆粒占50wt％～95wt％；c)小于1μm的顆粒占27wt％～95wt％，特別是小于1μm的顆粒占27wt％～75wt％；d)小于0.2μm的顆粒占0.1wt％～55wt％，特別是小于0.2μm的顆粒占0.1wt％～35wt％。
11.如權利要求1～10之一項或多項的方法，其特征在于，所述顏料淤漿的白度可以通過改變粉末、含淤漿的新鮮顏料和/或含淤漿的新鮮填料形式的經(jīng)研磨的或者未經(jīng)研磨的新鮮顏料或新鮮填料對殘余水淤渣的比率來調(diào)整。
12.如權利要求1～11之一項或多項方法，其特征在于，所述顏料淤漿的白度可以通過選擇粉末、含淤漿的新鮮顏料和/或含淤漿的新鮮填料形式的所述新鮮顏料或新鮮填料的化學純度、特別是白度和/或泛黃指數(shù)來調(diào)整。
13.前述權利要求之一項或多項的顏料淤漿在制備造紙工業(yè)中使用的一種涂布復合物中的應用，特別用于不同部分、如用于單頁式膠版紙、輪轉(zhuǎn)式膠版紙、凹紋印刷紙、卡紙板和專用紙張中使用的涂布復合物中的應用。
14.如權利要求13的應用，用來制備普通的涂布復合物替代部分或全部的涂布顏料。
15.如權利要求1～11之一項或多項的顏料淤漿在造紙工業(yè)中在紙張料中的應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從紙張、紙板和卡紙板制備中回收填料和涂布顏料的方法,該填料和涂布顏料存在于來自涂布裝置的廢水、脫墨裝置、內(nèi)部水處理裝置或分離器的殘余水淤渣中,還涉及由此得到的顏料淤漿用于造紙工業(yè)中制備涂布復合物的應用或在造紙工業(yè)中的紙張料中的應用。本發(fā)明的從紙張、紙板和卡紙板制備中回收填料和涂布顏料的方法,該填料和涂布顏料存在于來自涂布裝置的廢水、脫墨裝置、內(nèi)部水處理裝置或分離器的殘余水淤渣中,其特征在于,含有填料和涂布顏料的殘余水淤渣與以粉末、含淤漿的新鮮顏料和/或含淤漿的新鮮填料的形式存在的新鮮顏料或新鮮填料一起進行混合和研磨,得到一種含新鮮顏料和或新鮮填料的顏料淤漿。
文檔編號D21F1/66GK1225144SQ97196175
公開日1999年8月4日 申請日期1997年3月19日 優(yōu)先權日1996年7月9日
發(fā)明者迪特爾·明肖 申請人:阿爾發(fā)-凱爾塞特填料有限公司