PROCEDIMIENTO PARA RETIRAR MATERIAS PERTURBADORAS DE UNA SUSPENSION ACUOSA DE MATERIAL FIBROSO.

Procedimiento para retirar materias perturbadoras de una suspensión acuosa (S) de material fibroso,

especialmente una suspensión de papelote, en donde se realiza un fraccionamiento (3) para formar una fracción fina (F) y una fracción gruesa (G), se somete a flotación la fracción fina (F), se dispersa la fracción gruesa (G) y se trata al menos una parte de la fracción gruesa (G) después de la dispersión (4) junto con la fracción (F) en una unidad de flotación selectiva (1), caracterizado porque la unidad de flotación selectiva (1) que procesa la fracción fina (F) y al menos una parte de la fracción gruesa (G) es la primera unidad de flotación selectiva en el recorrido de preparación del procedimiento

Procedimiento para retirar materias perturbadoras de una suspensión acuosa de material fibroso.

La invención concierne a un procedimiento para retirar materias perturbadoras de una suspensión acuosa de material fibroso según el preámbulo de la reivindicación 1, tal como se le conoce, por ejemplo, por el documento DE 102 56 519 A1 o por el documento EP 0 538 603 A1.

Los procedimientos de la clase citada se emplean para separar de una suspensión fibrosa de papel al menos una parte de las partículas de materia sólida no deseadas suspendidas en ella, las llamadas materias perturbadoras. Como es sabido, durante una flotación se forma una espuma o fango flotante que contiene materias que se deben separar también. Un caso de aplicación típico de un procedimiento de esta clase es la preparación de una suspensión fibrosa acuosa obtenida de papelote impreso, en la que las partículas de tinta de imprenta se han desprendido ya de fibras, con lo que estas partículas se pueden separar por flotación. El proceso de flotación aquí descrito utiliza las diferencias entre el material fibroso de papel y las partículas de materia sólida no deseadas de tal manera que el material fibroso permanece en la suspensión fibrosa debido a su carácter hidrófilo, mientras que las partículas de materia sólida comentadas son hidrófobas y, por tal motivo, llegan a la espuma juntamente con las burbujas de aire. Aparte de las partículas de tinta de imprenta, existen también un gran número de otras materias que son hidrófobas y, por tanto, pueden separarse del material fibroso por flotación. Tales materias son especialmente pegamentos, finas partículas de plástico y eventualmente también resinas. Dado que con los procedimientos de flotación aquí comentados se separan fibras de impurezas (ambas son materias sólidas), se habla de flotación selectiva. El término también utilizado de "deinking (destintado) por flotación" se emplea en general no sólo para la retirada de partículas de tinta de imprenta (ink = tinta de imprenta), sino también de un modo más general para la flotación selectiva de impurezas de suspensiones de material fibroso.

Están ampliamente difundidos procedimientos con dos pasos de flotación consecutivos, entre los cuales se realiza un tratamiento mecánico. Así, se conoce por el artículo técnico de Herbert Britz "Flotationsdeinking - Grundlagen und Systemeinbindung", Wochenblatt für Papierfabrikation 10, 1993, páginas 394-401, el recurso de emplear primero una "flotación I", después una dispersión de alta consistencia para su materia buena y luego una "flotación II" para retirar las tintas de imprenta desprendidas de las fibras durante la dispersión.

Tales procedimientos son muy eficaces, pero relativamente costosos, ya que cada paso parcial contiene una flotación selectiva completa para todo el material fibroso de papel.

La invención se basa en el problema de crear un procedimiento de preparación con el que se pueda lograr una separación lo más efectiva posible de las partículas de materia perturbadora sin que se necesite una inversión demasiado grande en aparatos y en explotación.

Este problema se resuelve en toda su extensión por medio de las particularidades caracterizadoras de la reivindicación 1.

El procedimiento según la invención utiliza las posibilidades que resultan de que se disperse una parte de la suspensión de material fibroso, concretamente la que impone, debido a su constitución, requisitos más altos a la flotación. Después de la dispersión, se puede limpiar dicha parte por flotación con poco coste, con lo que esta parte se comporta a este respecto de manera semejante a la otra parte de la suspensión de material fibroso.

Típicamente, se aplica el procedimiento a suspensiones de papelote. Este material de partida contiene una mezcla de diferentes fibras e impurezas. Mediante el fraccionamiento solamente una pequeña porción de materias colorantes y/o materias de carga es transferida de esta mezcla a la fracción gruesa, mientras que la fracción fina contiene mayores cantidades de materias perturbadoras flotables y está enriquecida con material fibroso fino y eventualmente fibras cortas. En una fracción fina así formada las condiciones de flotación son significativamente más favorables que en la suspensión de material fibroso antes del fraccionamiento. Esto se sigue aplicando aun cuando se haya añadido la fracción gruesa dispersada. La flotación de la fracción gruesa dispersada junto con la fracción fina puede llevar a un buen resultado incluso, por ejemplo, con mayor consistencia. Aplicando el procedimiento según la invención se puede flotar sin mayores dificultades con una consistencia de aproximadamente 1,5% o más, mientras que, por ejemplo, la flotación usual de corriente completa se realiza con una consistencia de aproximadamente 1,0-1,3%. Otras posibilidades de influencia sobre la flotación son ofrecidas, por ejemplo, por variaciones de la dosificación de productos químicos, la cantidad de burbujas de aire o el tamaño de la instalación.

La invención y sus ventajas se explican con ayuda de dibujos. Muestran en éstos:

La figura 1, un esquema a modo de ejemplo del procedimiento según la invención;

La figura 2, una variante del procedimiento;

La figura 3, esquemáticamente, una instalación según la invención para el procedimiento mostrado en la figura 2;

La figura 4, esquemáticamente, una instalación modificada; y

Las figuras 5 a 9, sendas variantes adicionales del procedimiento.

La figura 1 muestra un sencillo esquema en el que se forma una suspensión de material fibroso a partir de papelote en un disgregador de pasta 13. Sigue una instalación de depuración mecánica 14 para separar impurezas, que comprende en general máquinas tamizadoras y/o separadores centrífugos, por ejemplo hidrociclones, pero que no incluye todavía una instalación de flotación para destintado. La suspensión acuosa S de material fibroso predepurada así producida se alimenta como paso siguiente a una unidad de fraccionamiento 3. En una primera forma de realización del procedimiento se conducen a la fracción gruesa G las fibras que son significativamente más largas y eventualmente también más rígidas que las fibras restantes, mientras que las fibras cortas, las materias finas, las materias de carga y las partículas finas de materia perturbadora llegan a la fracción fina F. Esta observación abarca solamente las materias sólidas; el líquido, es decir, predominantemente agua, sale con ambas fracciones. Se pueden obtener aquí desplazamientos de la consistencia, en concreto normalmente de modo que la fracción fina F tenga una consistencia más pequeña que la de la fracción gruesa G. Como muestra la figura 1, la fracción fina F es conducida a una unidad de flotación 1 y es depurada allí de materias perturbadoras de la manera en sí conocida. Esta unidad de flotación 1 está ajustada, respecto de sus parámetros de funcionamiento, a una suspensión especialmente enriquecida con fibras cortas y/o materias finas. Los procesos en la unidad de flotación 1 son conocidos; se forma una espuma de flotación R1 que contiene un gran parte de las materias perturbadoras, así como una materia buena depurada A1 con la parte predominante de las fibras.

La fracción gruesa G de la unidad de fraccionamiento 3 es llevada por medio de una unidad de espesamiento 5 a una consistencia más alta, preferiblemente entre 15% y 25%, y experimenta a continuación una dispersión 4 y seguidamente una dilución 6 con agua, por ejemplo hasta una consistencia de aproximadamente 1 a 1,5%. Como es sabido, la finalidad principal de una dispersión 4 en esta aplicación es el desprendimiento de materias perturbadoras adheridas a las fibras. Eventualmente, otros efectos alcanzables con dispersadores, tales como, por ejemplo, disolución de las motas residuales, pueden estar ligados también a esto. El material dispersado y diluido llega aquí después a una unidad de lavado 2 que está ajustada de modo que el filtrado R2 evacue las finas materias perturbadoras flotables. Éstas son retiradas después en la unidad de flotación 1 juntamente con las finas materias perturbadoras contenidas en el filtrado F. La materia buena A2 (materia espesa) procedente de la unidad de lavado 2 está a menudo suficientemente limpia para la producción de papel. En caso de que no lo esté, puede ser tratada posteriormente en una unidad de flotación selectiva adicional 17 (dibujada con línea de trazos). Como se desprende de la figura 1, la unidad de flotación selectiva adicional 17 en el recorrido de preparación...

1. Procedimiento para retirar materias perturbadoras de una suspensión acuosa (S) de material fibroso, especialmente una suspensión de papelote, en donde se realiza un fraccionamiento (3) para formar una fracción fina (F) y una fracción gruesa (G), se somete a flotación la fracción fina (F), se dispersa la fracción gruesa (G) y se trata al menos una parte de la fracción gruesa (G) después de la dispersión (4) junto con la fracción (F) en una unidad de flotación selectiva (1), caracterizado porque la unidad de flotación selectiva (1) que procesa la fracción fina (F) y al menos una parte de la fracción gruesa (G) es la primera unidad de flotación selectiva en el recorrido de preparación del procedimiento.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la fracción fina (F) se enriquece con fibras cortas durante el fraccionamiento (3) y la fracción gruesa (G) se enriquece con fibras largas.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la fracción fina (F) se enriquece con materias finas durante el fraccionamiento (3) y la fracción gruesa (G) se enriquece con fibras largas y cortas.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad de flotación selectiva (1) que procesa la fracción fina (F) y al menos una parte de la fracción gruesa (G) es la única unidad de flotación selectiva en el recorrido de preparación del procedimiento.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fracción gruesa (G) se somete a un lavado (2) después de la dispersión (4).

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el filtrado (R2) de la unidad de lavado (2) se conduce a la unidad de flotación (1).

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fracción gruesa (G) se depura después de la dispersión (4) en la primera etapa de una unidad de filtración selectiva de al menos dos etapas.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque se procesa adicionalmente la materia buena (A23) de la primera etapa (23) sin una flotación selectiva adicional.

9. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque se introduce el rechazo (R23) de la primera etapa (23) en la segunda etapa (24) de la misma unidad de flotación y se depura en ésta dicho rechazo junto con la fracción fina (F) de la unidad de fraccionamiento (3).

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la flotación (1) se realiza con una consistencia entre 0,8 y 2,5%, preferiblemente de 1,0 a 2%.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la dispersión (4) se realiza en un dispersador de discos o en un amasador con una consistencia comprendida entre 15 y 35%.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la dispersión (4) se realiza mediante molienda por compresión.

13. Procedimiento según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque el trabajo específico transferido durante la dispersión (4) está comprendido entre 30 y 120 kWh/t, siendo preferiblemente de alrededor de 60 kWh/t.

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el fraccionamiento (3) se realiza con una consistencia comprendida entre 0,6 y 4%.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el fraccionamiento (3) se realiza con un clasificador a presión que está equipado con al menos un tamiz.

16. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado porque las aberturas del tamiz son hendiduras que tienen una anchura comprendida entre 0,08 y 0,3 mm, preferiblemente de 0,1 a 0,15 mm.

17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque las aberturas del tamiz son agujeros.

18. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque las aberturas del tamiz son agujeros redondos que tienen un diámetro comprendido entre 0,1 mm y 2 mm, preferiblemente de 0,3 mm a 1,0 mm.

19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el fraccionamiento (3) se realiza al menos parcialmente en hidrociclones con una consistencia comprendida entre 0,1 y 2%, preferiblemente de 0,3 a 0,7%.

20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el fraccionamiento (3) se realiza en un dispositivo de lavado (30).

21. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el fraccionamiento (3) se realiza en una prensa de tornillo sinfín.

22. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se ajusta la unidad de fraccionamiento (3) de modo que se forme una fracción fina (F) cuya proporción de materia sólida ascienda a lo sumo a un 50% de la proporción de materia sólida de la suspensión (S) de material fibroso alimentada a la unidad de fraccionamiento (3).

23. Procedimiento según la reivindicación 22, caracterizado porque se ajusta la unidad de fraccionamiento (3) de modo que se forme una fracción fina (F) cuya proporción de materia sólida ascienda a lo sumo a un 40% de la proporción de materia sólida de las suspensión (S) de material fibroso alimentada a la unidad de fraccionamiento (3).

24. Procedimiento según la reivindicación 23, caracterizado porque se ajusta la unidad de fraccionamiento (3) de modo que se forme una fracción fina (F) cuya proporción de materia sólida ascienda a lo sumo a un 30% de la proporción de materia sólida de la suspensión (S) de material fibroso alimentada a la unidad de fraccionamiento (3).

25. Procedimiento según la reivindicación 24, caracterizado porque se ajusta la unidad de fraccionamiento (3) de modo que se forme una fracción fina (F) cuya proporción de materia sólida ascienda a lo sumo a un 20% de la proporción de materia sólida de la suspensión (S) de material fibroso alimentada a la unidad de fraccionamiento (3).

26. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se ajusta la unidad de fraccionamiento (3) de modo que se forme una fracción fina (F) cuya proporción de materia sólida ascienda a al menos un 10%, preferiblemente al menos un 20%, de la proporción de materia sólida de la suspensión (S) de material fibroso alimentada a la unida de fraccionamiento (3).

27. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la proporción de las fibras en la fracción fina (F) es inferior a un 50%.

28. Procedimiento según la reivindicación 27, caracterizado porque la proporción de las fibras en la fracción fina (F) es inferior a un 30%.

29. Procedimiento según la reivindicación 28, caracterizado porque la proporción de las fibras en la fracción fina (F) es inferior a un 10%, preferiblemente un 5%.

30. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la materia buena (A1) de la unidad de flotación (1) es tratada en una unidad de blanqueo (22, 23), para lo cual se añade una mezcla de productos químicos (CH22, CH23).

31. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se trata la fracción gruesa (G) en una unidad de blanqueo (21) con adición de una mezcla de productos químicos (CH21).

32. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 30 ó 31, caracterizado porque las mezclas de productos químicos (CH21, CH22, CH23) se diferencian una de otra en lo que respecta a la cantidad.

33. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 30, 31 ó 32, caracterizado porque las mezclas de productos químicos (CH21, CH22, CH23) se diferencian una de otra en lo que respecta a la composición.

34. Procedimiento según la reivindicación 30, 31, 32 ó 33, caracterizado porque se realiza un blanqueo (21) antes o durante la dispersión (4).

35. Procedimiento según la reivindicación 31, 32 ó 33 en combinación la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque se realiza un blanqueo (21) en la materia buena (A2) de la unidad de lavado (2).

36. Procedimiento según la reivindicación 31, 32 ó 33 en combinación con la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque se realiza un blanqueo (23) en el que se blanquean tanto la materia buena (A2) de la unidad de lavado (2) como la materia buena (A1) de la unidad de flotación (1).

37. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se realiza una clasificación fina (9') antes del fraccionamiento (3).

38. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 36, caracterizado porque se depura la fracción gruesa (G) en una unidad de clasificación fina (9).

39. Procedimiento según la reivindicación 37 ó 38, caracterizado porque se realiza la clasificación fina (9, 9') con un tamiz de hendiduras en el que la anchura de sus hendiduras es de 0,1 a 0,3 mm.