IT8267514A1 - Procedimento per il trattamento di riciclaggio di carta stampata da macero - Google Patents

Procedimento per il trattamento di riciclaggio di carta stampata da macero

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IT8267514A1
IT8267514A1 ITTO1982A067514A IT6751482A IT8267514A1 IT 8267514 A1 IT8267514 A1 IT 8267514A1 IT TO1982A067514 A ITTO1982A067514 A IT TO1982A067514A IT 6751482 A IT6751482 A IT 6751482A IT 8267514 A1 IT8267514 A1 IT 8267514A1
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    • D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/30—Defibrating by other means
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Description

Campo dell'invenzione
La presente invenzione riguarda un procedimento
per il trattamento di riciclaggio di carta stampata da
macero .
Il riciclaggio di carta stampata da macero per la fabbricazione di carta o cartone ? possibile soltanto
se vengono eliminati dalla massa fibrosa da trattare
la maggior parte dei contaminanti non fibrosi che sono
stati aggiunti durante le varie fasi di stampa (carbonio,
pigmenti, liquidi oleosi veicoli dell'inchiostro, resine
di fissaggio, ccc.) s durante le manipolazioni successive
(patinatura, laccatura, rilegatura, accoppiamento con p film plastici, imballo, ecc.), e successivamente durante
la fase di recupero (inquinamento con oggetti metallici,
ecc .).
L'eliminazione dei contaminanti avviene in ordine
cronologico dimensionale, attraverso diverse fasi di
vagliatura o di cernita manuale o magnetica inizialmente
a secco, s successivamente in dispersione acquea.
La massa fibrosa cosi dispersa, a concentrazione
variabile dal 3% al 30%, viene successivamente depurata
dai contaminanti pi? piccoli in uno o pi? stadi di assortitori e depuratori centrifughi o centripeti, sfruttando
le differenze dimensionali o di peso specifico fra i contaminanti e le fibre di cellulosa.
L?eliminazione dell'inchiostro viene effettuata in due
fasi:
1 - Una fase di distacco della miscela pigmento-legante
dalla superficie delle fibre tramite azione congiunta di
agenti disinchiostranti (saponi, detergenti, tensioattivi),
della temperatura, della pressione e della forza di agitazione meccanica, in un ambiente alcalino dove la
superficie fibrosa viene sensibilizzata tramite rigonfiamento
e rammollimento.
2. - Una fase di allontanamento dalla sospensione oCo fibrosa di quanto staccato dalle fibre nella fase precedente.
<p >g y co Esistono due metodi principali per rimuovere le parti-52 celle di inchiostro staccate, e precisamente:
2a - La flottazione, in cui, in presenza di un agente
collettore, si insufflano delle bolle d'aria nella sospensione, le quali raccolgono l'inchiostro durante il loro percorso
ascendente verso la superficie sfruttando fenomeni di
differenza di bagnabilit? e di tensione interfacciale. La
schiuma risultante contenente l'inchiostro viene poi raccolta
e trattata separatamente.
2b - Il lavaggio, processo classico dove attraverso una
o pi? fasi di diluizione e addensamento in cascata, le
sostanze pi? fini vengono trascinate nell'acqua effluente
dalla spremitura.
Questi effluenti, contenenti l'inchiostro concentrato ma
ma anche molte fibre di cellulosa e cariche minerali,
vengono allontanati e trattati separatamente in funzione
delle varie norme vigenti in materia di scarichi industriali.
Esistono anche altri processi di tipo sperimentale,
come ad esempio l'estrazione a mezzo solvente, che per?
non hanno avuto applicazione industriale di rilievo,
sia per l'eccessivo costo del procedimento, sia per la
bassa qualit? del prodotto finale.
Ancora oggi nessuno dei due processi principali
sopra menzionati ? riuscito ad affermarsi, in quanto
co ciascuno di essi presenta degli inconvenienti.
& 5 P CjO Ilei caso della flottazione, l'allontanamento dell'in ? ?Zj 3*-f *> chiostro avviene in un ambiente molto diluito (concentram zione compresa fra 1'1% e il 2?), per cui vengono trattati
grandi volumi di sospensione fibrosa, con relativo elevato
costo dell'investimento. Inoltre, essendo questo un procedimento essenzialmente di tipo fisico-chimico, la sua stabilit? ? molto legata alla costanza della materia prima,
in particolare al tipo di cellulosa ed al suo contenuto
di cariche minerali. Di conseguenza, la qualit? del prodotto
finito presenta delle fluttuazioni notevoli.
Questo procedimento richiede inoltre una continua
sorveglianza da parte di un laboratorio altamente specializzato e conseguentemente costoso.
Nel caso del lavaggio, in particolare quando effettuato
a media densit? e cio?, fra il 3% ed il 15%, gli impianti sono
pi? semplici, compatti e puliti. Questo .procedimento non
richiede alcun controllo specializzato e la qualit? finale si
? spesso dimostrata superiore a quella ottenuta mediante
flottazione, ma soprattutto pi? costante e poco sensibile
alle variazioni di qualit? della materia prima cartacea.
Questo permette, fra l'altro, di utilizzare carta da macero
meno pregiata, e dunque meno costosa.
Per contro il procedimento di lavaggio comporta l'impiego di una maggiore quantit? di acqua fresca e produce di cCDn 3=? O
tra conseguenza una maggiore quantit? di effluenti che contengono
fi* V ancora notevoli quantit? di fibre e di cariche minerali che P :fcvengono perdute, a detrimento della resa del procedimento e -D dunque del costo del prodotto finale. Inoltre, il trattamento
contro l'inquinamento di questi effluenti rappresenta un
ulteriore costo non produttivo.
Pertanto, se al processo di flottazione si possono
opporre un alto costo fra investimento e conduzione chimica,
nonch? una incostanza del prodotto finale, al procedimento di
lavaggio s? possono opporre un alto costo dovuto alla perdita
di resa ed un ulteriore costo aggiuntivo per il trattamento
anti?inquinamento.
Scopo dell'invenzione
rugante La presente invenzione ha per oggetto in particolare
l'adattamento e l'applicazione dei vari procedimenti
di lavaggio, flottazione e/o separazione selettiva dell'inchiostro sulla miscela fibrosa ad elevato tenore di inchiostro costituita dagli effluenti del processo primario di
rimozione dell'inchiostro.
Uno scopo della presente invenzione ? quello di
permettere una separazione, al fine di un successivo
riutilizzo parziale o totale, delle fibre di cellulosa e
delle cariche minerali contenute negli effluenti di lavaggio
dell'impasto ottenuto a seguito della disinchiostrazione
della carta da macero. d>
CO
Un altro scopo della presente invenzione ? quello di C3
realizzare una separazione delle cariche minerali dalla V ?
??] miscela fibrosa, nel caso si desideri ottenere una pasta
finale esente da tali cariche minerali.
Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di
trattare gli effluenti del lavaggio principale allo scopo di
poterli riutilizzare parzialmente o totalmente come liquido
di lavaggio nel processo principale.
Un altro scopo della presente invenzione ? quello di
effettuare la separazione selettiva dell'inchiostro in una
miscela in cui esso ? molto concentrato, ottenendo in tal
modo una maggiore efficienza dei reattivi chimici.
Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di
effettuare la separazione selettiva finale dell'inchiostro,
che ? la fase pi? delicata dell'intero trattamento di
riciclaggio della carta da macero, in un circuito satellite
di potenzialit? ridotta (circa il 20-30% dell'impianto
principale), permettendone il pi? facile controllo con minori
costi di investimento e di conduzione.
Un altro scopo dell'invenzione ? quello di assicurare
una costanza di qualit? dell'impasto prodotto nel circuito
principale, grazie al fatto che eventuali fluttuazioni o
difficolt? di conduzione dell'impianto satellite si ripercuoteranno soltanto sulla frazione del prodotto ottenuto
all'uscita da questo. co o era L<1>invenzione
f V s co In vista di raggiungere gli scopi sopra menzionati, la p JZJ fa? presente invenzione ha per oggetto un procedimento per il -o m trattamento di riciclaggio di carta stampata da macero in
eventuale
cui, in seguito a spappolamento<">,f?purazione e addensamento
della massa fibrosa da trattare e successivamente al distacco
degli inchiostri di stampa dalle fibre ed all'allontanamento
delle particelle di inchiostro tramite un processo di
lavaggio ad uno o pi? stadi, la sospensione fibrosa
contenente gli inchiostri rimossi a seguito della fase di
allontanamento delle particelle di inchiostro viene sottoposta ad un procedimento di separazione selettiva con l'intento
di separare e rimuovere le particelle di inchiostro dalla
massa fibrosa della sospensione, in modo da consentire il
recupero anche parziale di tale massa fibrosa e/o il
riciclaggio nel suddetto processo di lavaggio di almeno parte del veicolo liquido di tale massa fibrosa.
Descrizione dell'invenzione
Verr? ora descritto in dettaglio in quanto segue un esempio di attuazione del procedimento secondo l'invenzione con riferimento al disegno annesso, fornito a puro titolo di esempio non limitativo, che illustra in forma di diagramma a blocchi un procedimento per il trattamento di riciclaggio di carta stampata da macero secondo 1'invenzione.
Riferendosi al disegno, la carta stampata da macero proveniente da un alimentatore 1 viene spappolata con acqua in uno spappolatone 2 in ambiente alcalino, onde portare il pH al disopra di 7-8. E' possibile, ma non indispensabile, aggiungere in questa fase una parte dell'agente chimico necessario al successivo distacco dell'inchiostro dalle fibre.
L'impasto viene successivamente diluito e pompato attraverso stadi di assortitori e/o epuratori 3, onde staccare dalle fibre ed eliminare dalla sospensione i corpi estranei contaminanti.
La miscela viene poi addensata in 4 ad una concentrazione compatibile con il successivo processo di distacco dell'inchiostro. Ad esempio, nel caso in cui si ricorra al procedimento ad alta temperatura ed alta densit?, l'addensamento pu? portare la sospensione a circa il 25-30% di concentrazione.
Le acque effluenti durante questa fase vengono interamente riciclate, essendo fredde e povere di inchiostro.
Nella fase 5 la miscela fibrosa subisce un riscaldamento
fino alla temperatura necessaria per fluidificare gli oli e
le resine veicoli dell'inchiostro da stampa, ad esempio fino
ad una temperatura intorno a 95?C-, dopo essere stata
mescolata con alcali onde portare -il pH ad un valore
superiore a 10, in presenza di un agente ossidante (ad
esempio costituito da acqua ossigenata in percentuale intorno co co co al 2%), di un sequestrante (ad esempio il DTPA dosato allo
V & e co 0,5%) e di uno stabilizzatore dell'ossidante (ad esempio il
*a* silicato di sodio dosato al 2%). Durante questa fase, che pu?
durare da 1 a 5 minuti, si procede ad una intensa agitazione
meccanica applicando una energia specifica da 0,07 a 0,1
KWH/Kg di massa fibrosa al secco assoluto.
Dopo tale trattamento, regolato in modo che l'inchiostro
sia totalmente staccato dalle fibre, l'impasto rimane per
almeno 10-20 minuti in una vasca di stoccaggio 6 nella quale
avviene una diluizione al 2-5%, con acqua proveniente nel
modo descritto nel seguito dal successivo trattamento di
lavaggio. Successivamente l'impasto viene sottoposto ad un
trattamento di apertura mediante un depastigliatore 7, con
fUffl Re una energia specifica di 0,03-0,04 KWH/Kg, allo scopo di
separare correttamente le fibre l'una dall'altra e facilitare
il distacco delle particelle di inchiostro ancora legate agli agglomerati di fibre.
A questo punto la sospensione fibrosa subisce il lavaggio finale in 8, che non ? .altro che una successione di spremiture e di diluizioni in cascata, per esempio in controcorrente. Il numero di queste spremiture dipende dalla quantit? di inchiostro presente nella miscela e dal grado di bianco finale che si vuole ottenere.
Questa spremitura, o addensamento, avviene sempre attraverso una tela, un vaglio, una griglia oppure una piastra forata, e la dimensione dei vuoti di questi elementi di vagliatura sar? scelta in modo da consentire un certo trascinamento di fibre nelle acque effluenti,s onde assicurare il buon funzionamento del successivo trattamento di rimozione finale dell'inchiostro nonch? dell'addensamento della massa fibrosa ricuperata.
Qualora si vogliano eliminare le cariche minerali dall 'impasto che verr? recuperato dagli effluenti del lavaggio 8, si potr? sottoporre tali effluenti ad un secondo trattamento di filtrazione 9 su tela pi? fine di quella utilizzata precedentemente. In questo modo si riesce ad eliminare circa l'80% delle cariche minerali presenti nella miscela. La parte ricca di cariche minerali viene convogliata ad un eventuale chiarificatore 10 e successivamente inviata allo scarico.
Le acque effluenti dal lavaggio 8 e la frazione fibrosa
dell'eventuale filtrazione 9 vengono successivamente convogliate ad un trattamento di separazione selettiva dell'inchiostro 11, dopo essere state- mescolate con i reattivi
chimici richiesti.
Il trattamento 11 pu? essere del tipo a flottazione
selettiva, ed in questo caso sar? necessario aggiungere
dall<1>1% al 4% di acidi grassi superiori (collettori), come ad
esempio l'acido stearico, oppure dei loro sali di sodio o di
calcio. E? consigliabile in questo caso prevedere un tempo di
contatto fra miscela e collettore di circa 5 minuti, e
f? mantenere la temperatura del fluido a circa 35-45?C. 1??? Inoltre si ? osservato che a seconda del tipo di
collettore usato si possono rimuovere nella flottazione dal
30% al 70% delle cariche minerali presenti. La schiuma
rimossa dalle celle di flottazione verr? poi trattata in 13
con apparecchiature convenzionali come ad esempio centrifughe, filtro-presse. ecc. Questa schiuma rappresenta una
perdita in peso di circa il 15-20% del materiale trattato nel
circuito secondario,, e cio? del 3-6% del materiale del
trattamento principale alimentato al lavaggio 8.
Si ? anche osservato che la flottazione selettiva
dell'inchiostro raggiunge la sua massima efficienza a
concentrazioni pi? alte di quelle raccomandate dai costruttori di celle. Per esempio, si ? rilevato un funzionamento
ottimale a densit? 1,5-1,8% di una cella prevista per operare
ad una densit? dell<1>1%. Questa particolarit? permette dunque
di trattare flussi minori di effluenti, e di aumentare
l'efficienza del trattamento di allontanamento dell'inchiostro 8 aumentando la dimensione dei vuoti delle tele o vagli.
Il trattamento di rimozione dell'inchiostro 11 pu? anche
essere costituito da un procedimento del"tipo ad adsorbimento
dell'inchiostro sulla superficie di sfere di piccole dimensioni introdotte nella miscela da trattare, oppure gi?
disposte all'interno della vasca di trattamento. Queste oCO tora sfere, di dimensioni variabili fra il mm ed il cm, possono
V & c?/>? essere costituite da materie resinose, oleose, di cere ? LH <?? sintetiche o naturali, acidi grassi, resine polimere, e
qualsiasi altro materiale atto ad adsorbire le particelle di
inchiostro per effetto elettrostatico, tensioattivo o altro.
Lo scarto contenente 1<1 >inchiostro rimosso durante la
fase 11 viene inviato ad un trattamento 13 che pu? comportare
un procedimento di fusione in vista del riutilizzo, nel caso
in cui il materiale di adsorbimento dell'inchiostro sia
costituito da materie plastiche, oppure da un lavaggio od un
qualsiasi altro trattamento antistatico nel caso di materiale
diverso.
La miscela disinchiostrata proveniente dal trattamento
11, ad una densit? compresa ad esempio fra l'I ed il 2%,
viene sottoposta ad un addensamento 12 in modo da aumentarne
la densit? ad almeno il 4-5%. E' consigliabile addensare
oltre al 10-15%, in vista di permettere l'allontanamento
dall'impasto della maggior quantit? possibile di sali
disciolti nell'acqua.
Inoltre si ? riscontrato che 1'addensamento attraverso
uno strato filtrante preformato su tela (ad esempio un filtro
a dischi o un filtro-pressa) perme-tte di ottenere un
effluente con bassissimo tenore di solidi sospesi (da 50 a
100 ppm) , atto ad essere riciclato nel lavaggio 8 senza
3=-ulteriore chiarificazione. CD CD
Ca CD CD
L'impasto in uscita dal trattamento di addensamento 12 ?
?g V <?> pronto per l'uso, dopo acidificazione preferibilmente median ?? e* te acido solforico, fino al raggiungimento di un pH 7 circa.
m e Con il procedimento condotto con i parametri preceden?
temente citati a titolo di esempio si ? ottenuto un impasto
avente un grado di bianco il cui valore (54) ? molto prossimo
a quello (56) ottenuto in laboratorio con lavaggio al
setaccio (dopo aver rimosso tutto l'inchiostro contenuto
nell'effluente del lavaggio 8).
Occorre notare che nel caso in cui il materiale da
trattare presentasse un elevato contenuto di pasta di legno
oppure un elevato tenore di inchiostro, le acque filtrate
provenienti dal trattamento 12 potrebbero arricchirsi ecces?
sivamente di sali disciolti. In questo caso ? opportuno
effettuare una precipitazione di questi sali in un chiarifi
RIVENDICAZIONI
1. - Procedimento per il trattamento di riciclaggio di carta stampata da macero, includente le operazioni di spappo 1amen e addensamento della massa fibrosa da trattare, distacco degli inchiostri di stampa dalle fibre e allontanamento delle particelle di inchiostro tramite un processo di lavaggio ad uno o pi? stadi, caratterizzato dal fatto che la sospensione fibrosa contenente gli inchiostri rimossi a seguito della fase di allontanamento delle particelle di inchiostro viene sottoposta ad un procedimento di separazione selettiva con l'intento di separare e rimuovere le particelle di inchiostro dalla massa fibrosa della ?sospensione, in modo da consentire il ricupero anche parziale di tale massa fibrosa e/o il riciclaggio nel suddetto processo di lavaggio di almeno parte del veicolo liquido di tale massa fibrosa.
2. - Procedimento secondo la-rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, nel caso in cui si voglia eliminare la maggior parte delle cariche minerali contenute nella sospensione fibrosa proveniente dall?operazione di separazione delle particelle di inchiostro mediante lavaggio, tale sospensione fibrosa viene filtrata attraverso una tela o vaglio, con il conseguente abbandono nel filtrato delle parti fini e concentramento nell<1>addensato della parte fibrosa destinata ad essere sottoposta al suddetto procedimento di separazione selettiva.
3. - Procedimento secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il procedimento di separazione selettiva per rimuovere le particelle di inchiostro viene realizzato mediante flottazione in ambiente alcalino ed in presenza di acidi grassi superiori o loro sali di sodio o di calcio che agiscono da collettori dell'inchiostro.
4. - Procedimento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che si prevede un incremento della concentrazione della massa fibrosa destinata ad essere sottoposta al procedimento di flottazione selettiva.
5. - Procedimento secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il procedimento di separazione selettiva per rimuovere le particelle di inchiostro dagli effluenti del suddetto processo di lavaggio avviene mediante adsorbimento dell'inchiostro sulla superficie di sfere di diametro maggiore di 0,5 mm.
6. - Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che, successivamente alla fase di separazione selettiva dell'inchiostro, la sospensione fibrosa viene filtrata e addensata con l'intento di produrre un effluente riutilizzabile almeno in parte per \
la diluizione principale del suddetto processo di lavaggio.
7. - Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che, successivamente alla fase di separazione selettiva dell'inchiostro, la sospensione fibrosa viene addensata con l'intento di produrre un impasto riutilizzabile almeno in parte per la produzione di carta o cartone.
8. - Procedimento secondo la rivendicazione 4 o la rivendicazione 6 o la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il raggiungimento della concentrazione ottimale nella fase di addensamento della miscela fibrosa pu? essere ottenuto sia mediante l'aggiunta di pasta densa prelevata prima o dopo il processo di lavaggio suddetto, sia mediante ottimizzazione delle dimensioni dei vuoti delle tele o vagli del processo di lavaggio suddetto.

Claims (1)

  1. 9. - Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto .che dopo l'operazione di separazione selettiva ? prevista un'acidificazione
    della sospensione fibrosa, preferibilmente mediante acido
    solforico, che produce un precipitato di silico-alluminato di
    sodio che favorisce il raggiungimento del grado di bianco
    della massa fibrosa.
    / C3
    co
    G* m i lii V
    *m
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