[发明专利]利用二氧化碳进行纤维回收

说明书

本发明涉及在造纸过程中回用和回收纸浆纤维的方法，更准确地说涉及利用二氧化碳进行纤维回收的方法。

利用回用纤维的原动力在于：日益减少的木材供应，日益减少的掩埋空间，全球对纸张需求的增加，以及砍伐森林所造成的社会问题。当以干吨计进行比较时，能阐明回收/回用纤维的回用方法预期的贡献，所述的回用方法能节省天然资源和能量。例如一百吨废纸可得到68吨干配料。对于68吨干配料而言，必需对大约69cords(247m³)木材进行加工以生产出相同数量的配料。为此，改善造纸工业中纤维的回收方法将是十分重要的。

在纤维回收方法中，浮选是用来分离液相中固体颗粒和液体颗粒的一个单元操作。分离是通过将细小气泡(通常为空气)引入液相中而进行的。气泡附着至颗粒上，并使颗粒升至表面上。另外，还可方便地分离出密度高于液相的颗粒(例如水中的油悬浮液)。

通常，在浮选体系中利用二氧化碳和压缩空气将增加该处理的效率，并因此减少纤维回收过程中的纤维损失。将纤维返回至造纸过程中，减少了纸浆和木材的消耗。

在纤维浮选法中，重要的是，气相和液相彼此具有很高的亲和性，以便获得良好的效率，并因此避免纤维随澄清水流失。通常，在只将压缩空气用作载气时会发生亲和性，良好的效率以及纤维流失这样的问题。由于与压缩空气相比，二氧化碳对于液相具有更大的亲和性，因此，可以用二氧化碳来代替压缩空气，或用二氧化碳代替部分空气，或者将一定量的二氧化碳添加至标准量的空气中，从而增加纤维的回收。

在类似的体系如废水处理体系中，浮选主要用来除去悬浮物，并使生物污泥浓缩。浮选法与沉积法相比的主要优点在于：能更为完全且在更短时间内除去沉积很慢的很小的或很轻的颗粒。在所述颗粒浮选至表面上之后，可通过撇除操作收集这些颗粒。

在气浮体系中，通过旋转叶轮或通过扩散器，直接将气相引入液相中而形成气泡，在进行固体浮选时，只经短暂的曝气不是特别有效的。浮选包括：将气体(空气)注入液体浆中。当纤维浮选至容器顶部时，这将使得纤维夹杂于气体中。从表面刮去纤维。从容器的中间部分取出清水。

在L.Marchildon等人的“二氧化碳作为浮选体系中载气的评估”(TappiJournal,Vol.76,No.3,155-159页，1993年3月)一文中已讨论了浮选体系中使用二氧化碳。该文讨论了利用二氧化碳来改善脱墨性，以便提供更好质量的纸浆。但据信，该文没有教导或建议用来改善纤维的回收。

因此，目前仍需要提供一种回用和回收纸浆的方法，该方法对环境是安全的，并且可节省宝贵的天然资源。

因此，本发明的目的是提供一种在造纸过程中回用纸浆纤维的方法。

本发明的另一个目的是提供一种除去伴随造纸而产生的不希望的材料的方法，以及以高效率回收回用纤维，使纤维的损失变得最少。

本发明涉及一种方法，该方法包括：使纸浆纤维与液相中的悬浮物分开，并在浮选段回收纤维。该方法包括：至少将部分含二氧化碳的气体引入通向浮选段的气流中，由此形成气泡，所形成的气泡附着至纤维上，并升至液相的表面，与此同时，悬浮物在液相中沉积。当二氧化碳通过时，优选的是使用扩散器来产生气泡。

通常，悬浮物是由疏水物质组成的固体颗粒，所述颗粒选自：油墨颗粒，纤维和填料，每一种颗粒均可以悬浮于液体浆中。

为使悬浮物夹杂在气泡中，在浮选段使用气流来产生气泡。添加离子聚合物，从而将电荷赋予液相。在约5.0-约8.0的pH范围内，该聚合物是活性有机聚合物。

二氧化碳可以在浮选段之前与含纤维的液相混合。气流由每公斤纤维约18.0升一约25.0升含二氧化碳的气体组成优选的是由每公斤纤维约21.5升含二氧化碳的气体组成。

在具体的实施方案中，本发明涉及其中纤维与杂质分离的循环造纸方法，该方法包括：使包含二氧化碳的气体通过扩散器输送至纸浆纤维中以便形成气泡，结果是，气泡附着至纤维上。悬浮的参杂物是由疏水物质组成的固体颗粒，所述颗粒选自：油墨颗粒，纤维和填料，并且该悬浮液可以呈液体浆状。添加在约5.0-约8.0的pH范围内的活性有机聚合物，以帮助浮选。

本发明的另一实施方案涉及从包含在液相中的悬浮物中取出纸浆纤维的方法，该方法包括：将至少包含一部分二氧化碳的气体引入液相；由该气体产生气泡，以便附着至纸浆纤维上；以及取出升至液相表面的纸浆纤维。

根据下面优选实施方案和附图的说明，本领域熟练技术人员将想到其它的目的，特征以及优点；其中图1是本发明方法实施方案的简图。