WO2009000346A1 - Method of forming calcium carbonate in a pulp suspension - Google Patents

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Abstract

The method is used to load fibers with filler, more particularly with calcium carbonate. Calcium hydroxide is combined in milk of lime (MOL), for example, with gaseous carbon dioxide (CO2), forming calcium carbonate in a chemical reaction. Prior to this reaction, anionic substances, such as, in particular, salts, polyamides, retention agents or starch particles, or a mixture of these substances, are added to promote the penetration of the fibers with calcium hydroxide.

Description

VOITH PATENT GmbH RPL13216 WO VOITH PATENT GmbH RPL13216 WO
Verfahren zum Bilden von Calciumcarbonat in einer FaserstoffsuspensionProcess for forming calcium carbonate in a pulp suspension
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
Der Einsatz von Calciumcarbonat als mineralischer Füllstoff bei der Papier- und Kartonherstellung ist seit langem bekannt. Er dient u.a. dazu, die optische Qualität von grafischen Papieren entscheidend zu verbessern. Es gibt bereits Verfahren, bei denen das Calciumcarbonat in einer wässrigen Flüssigkeit ausgefällt wird, indem z.B. eine Reaktion zwischen Calciumhydroxid und gasförmigem Kohlendioxid herbeigeführt wird. Die so erzeugten Füllstoffe können dann in der Papierfabrik dem Faserrohstoff beigemischt werden. Eine neuere Entwicklung liegt darin, den Vorgang des Ausfällens in Gegenwart des Faserstoffs auszulösen, also in einer Mischung, in der die für die Papiererzeugung bestimmten Fasern bereits enthalten sind. Solche Verfahren werden Fiberloading-Verfahren genannt.The use of calcium carbonate as a mineral filler in paper and board production has long been known. He serves u.a. to significantly improve the optical quality of graphic papers. There are already methods in which the calcium carbonate is precipitated in an aqueous liquid by e.g. a reaction between calcium hydroxide and gaseous carbon dioxide is brought about. The fillers produced in this way can then be added to the fiber raw material in the paper mill. A more recent development is to initiate the process of precipitation in the presence of the pulp, that is, in a mixture already containing the fibers destined for paper production. Such methods are called fiber loading methods.
Es sind bereits mehrere Verfahren der Fiber-Loading-Technologie zum Beladen von Zellstofffasern mit Calciumcarbonat bekannt. In der US 5 223 090 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem Fasermaterial mit lang gestreckten Fasern mit einer einen Hohlraum umgebenden Zellwand eingesetzt wird, wobei die Fasern eine Feuchtigkeit haben, die ausreicht, um einen entwässerten Brei einer Pulpe zu bilden. Dabei haben die Fasern einen Feuchtegehalt, der einem Anteil von 40 bis 50 % des Gewichts der Fasern entspricht. Das Wasser ist im Wesentlichen im Innern der Fasern und innerhalb der Faserwände vorhanden. Anschließend wird alternativ Calciumoxid oder Calciumhydroxid zu der Pulpe hinzugefügt, so dass wenigstens ein Teil des eingebrachten Calciumoxids oder Calciumhydroxids mit dem in der Pulpe vorhandenen Wasser assoziiert wird. Anschließend wird das faserförmige Zellulosematerial mit Kohlendioxid in Verbindung gebracht, wobei es gleichzeitig einem Scher-Mischverfahren unterworfen wird, um ein Fasermaterial mit einer beträchtlichen Menge Calciumcarbonat auf der Faseroberfläche im hohlen Innern und innerhalb der Faserwände der Zellulosefasern zu erzeugen.Several methods of fiber loading technology for loading pulp fibers with calcium carbonate are already known. US 5,223,090 discloses a method employing fibrous material having elongated fibers with a cell wall surrounding a cavity, the fibers having a humidity sufficient to form a dewatered pulp slurry. The fibers have a moisture content corresponding to a proportion of 40 to 50% of the weight of the fibers. The water is essentially present inside the fibers and inside the fiber walls. Subsequently, alternatively calcium oxide or calcium hydroxide is added to the pulp so that at least part of the incorporated calcium oxide or calcium hydroxide is associated with the water present in the pulp. Subsequently, the fibrous cellulosic material is combined with carbon dioxide while being subjected to a shear mixing process to obtain a fibrous material having a substantial amount of calcium carbonate on the fiber surface in the hollow interior and within the fiber walls of the cellulose fibers.
Aus der US 5,665,205 ist ein Verfahren zum Beladen einer Altpapiersuspension bekannt, welches insbesondere dazu dient, den Weißgrad des - deinkten oder nicht deinkten - Altpapiers zu erhöhen. Bei diesem Verfahren wird eine Altpapiersuspension vorzugsweise bei einer Konsistenz zwischen 0,1 und 5 % in einen Gas-/Flüssigkeitsreaktor eingeführt. Stromabwärts dieser Einführstelle erfolgt dann die Zuleitung einer basisches Salz enthaltenden Flüssigkeit, insbesondere von Calciumhydroxid, wobei die so vermischten Komponenten mit einem Reaktionsgas, insbesondere Kohlendioxid, in Kontakt gebracht werden, um dadurch den Füllstoff auszufällen. Die so beladene Altpapiersuspension wird anschließend zur Papier- oder Kartonerzeugung verwendet. Als besonders geeigneter Gas/Flüssigkeitsreaktor wird ein Mischbehälter vorgeschlagen, in dem Gasblasen in einer Flüssigkeit verteilt werden. Offenbar ist ein ungewöhnlich hoher Füllungsgrad des Faserstoffes (Füllstoffgehalt mehrere Hundert Prozent vom Fasergewicht) erforderlich, um den gewünschten Weißgrad zu erzielen.From US 5,665,205 a method for loading a waste paper suspension is known which serves in particular to increase the whiteness of the - deinked or non-deinked - waste paper. In this method, a waste paper suspension is preferably introduced at a consistency of between 0.1 and 5% in a gas / liquid reactor. Downstream of this insertion then takes place the supply of a basic salt-containing liquid, in particular of calcium hydroxide, wherein the thus mixed components with a reaction gas, in particular carbon dioxide, are brought into contact, thereby precipitating the filler. The thus loaded waste paper suspension is then used for paper or board production. As a particularly suitable gas / liquid reactor, a mixing container is proposed in which gas bubbles are distributed in a liquid. Apparently, an unusually high degree of filling of the pulp (filler content several hundred percent of the fiber weight) is required to achieve the desired whiteness.
Aus der DE 102 04 254 A1 ist ein weiteres Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension bekannt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Einbringen von Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form oder von Calciumoxid in die Faserstoffsuspension, Eindicken und Aufheizen der Faserstoffsuspension, Zuführen von gasförmigem Kohlendioxid in einem Kristallisator, Ausfällen von Calciumcarbonat durch das Kohlendioxid.From DE 102 04 254 A1 a further method for loading a pulp suspension is known. The process comprises the following steps: introduction of calcium hydroxide in liquid or dry form or of calcium oxide into the pulp suspension, thickening and heating of the pulp suspension, feeding of gaseous carbon dioxide in a crystallizer, precipitation of calcium carbonate by the carbon dioxide.
Durch Verfahren dieser Art ist es möglich, mit Calciumcarbonat beladenen Faserstoff (FLPCC = fiber loaded precipitate calcium carbonate) herzustellen, insbesondere für die Zellstoffherstellung oder für den Zellstoffeinsatz bei der Papierherstellung. Der zu beladende Faserrohstoff wird beispielsweise aus Recycling-Papier, aus DIP (= Deinked Paper), aus Sekundärfaserstoff, gebleichtem oder ungebleichtem Kraft- Zellkraftstoff oder Holzstoff jeglicher Art, gebleichtem oder ungebleichtem Sulfit- /Sulfatzellstoff, Fertigstoffausschuss, Leinen-, Baumwoll- und/oder Hanffasern und/oder jeglichem anderen Papierrohstoff hergestellt, der in einer Papiermaschine Verwendung findet.Processes of this kind make it possible to produce fiber loaded with calcium carbonate (FLPCC = fiber loaded precipitate calcium carbonate), in particular for pulp production or for pulp use in papermaking. The fiber raw material to be loaded is made, for example, from recycled paper, from DIP (= deinked paper), from secondary pulp, bleached or unbleached Kraft-cell fuel or wood pulp of any kind, bleached or unbleached sulphite / sulphate pulp, finished pulp, linen, cotton and / or or hemp fibers and / or any other paper stock produced in a paper machine Use finds.
Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich auf die Papier- und Zellstoffherstellung und die Prozesstechnologie einschließlich des hergestellten Füllstoffes und umfasst Anwendungsgebiete aller Papiersorten einschließlich den bei deren Produktion anfallenden Ausschüssen, die einen Füllstoffgehalt zwischen 1 % und 60 % haben. Vorzugsweise kann der Füllstoffgehalt zwischen 5 % und 50 % liegen.The field of application of the invention extends to paper and pulp production and process technology, including the filler produced, and includes fields of application of all types of paper, including those resulting from their production, which have a filler content between 1% and 60%. Preferably, the filler content may be between 5% and 50%.
Gegenüber herkömmlichen Prozessen zur Herstellung einer Faserstoffsuspension können durch das Beladen (in Lumen, Faserwandungen und/oder Faseroberfläche) in einer daraus hergestellten Papier- oder Kartonbahn die gleichen Festigkeiten energetisch günstiger erreicht werden; dadurch kann insbesondere Mahlenergie eingespart werden.Compared to conventional processes for the production of a pulp suspension, the same strengths can be achieved energetically more favorably by loading (in lumens, fiber walls and / or fiber surface) in a paper or board web produced therefrom; In particular, grinding energy can be saved in this way.
Das Beladen wirkt sich positiv auf die Prozesse in der Stoffaufbereitung, Papiermaschine und/oder Weiterverarbeitung aus. So lässt sich eine aus beladenen Fasern hergestellte Papierbahn leichter entwässern, weshalb z.B. die Maschinengeschwindigkeit gesteigert und/oder die Pressenpartie mit geringerem Pressdruck betrieben werden kann. Zudem wäre es möglich, in der Trockenpartie mit weniger Energieeinsatz (z.B. Dampf) zu fahren.Loading has a positive effect on the processes in stock preparation, paper machine and / or further processing. Thus, a paper web made of loaded fibers is easier to dewater, for which reason e.g. the machine speed can be increased and / or the press section can be operated with a lower pressing pressure. In addition, it would be possible to drive in the dryer section with less energy input (e.g., steam).
Ein weiterer Vorteil beim Einsatz der erfindungsgemäßen Technologie bei den oben aufgeführten Papiersorten besteht darin, dass diese auch in einem Kalander problemlos weiterverarbeitet werden können. Dadurch, dass beim Einsatz der Fiber- Loading-Technologie Fiber-Loading-Partikel in, um und an den Fasern angelagert werden, wird die Schwarzsatinage (Blackening) reduziert oder ganz, vermieden.A further advantage of the use of the technology according to the invention in the paper grades listed above is that they can also be further processed without problems in a calender. The use of fiber-loading technology, in which fiber-loading particles are deposited in, around and on the fibers, reduces or completely eliminates blackening.
Vergleicht man dieses Papier mit konventionell hergestellten Papieren, so zeigen sich bei gleichen und/oder höheren Füllstoffgehalten höhere und/oder gleicheIf one compares this paper with conventionally produced papers, higher and / or the same appear at the same and / or higher filler contents
Festigkeiten, Porosität, spezifisches Volumen (welches gegebenenfalls auch gezielt niedriger eingestellt werden kann), Opazität sowie Bedruckbarkeit. Durch diese Art der Faserbeladung lässt sich je nach Beladungsgrad des Faserstoffs die Produktivität der Papiermaschine steigern und/oder deren Produktion kostengünstiger gestalten (durch z.B. Rohstoff-Energiekosten-Reduktion).Strengths, porosity, specific volume (which can optionally also be deliberately set lower), opacity and printability. By this kind Depending on the degree of loading of the pulp, the fiber load can be used to increase the productivity of the paper machine and / or to make its production more cost-effective (by, for example, raw material energy cost reduction).
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension zu schaffen, bei dem die Vorteile des Beladungsverfahrens vergrößert werden, insbesondere dadurch, dass die Menge von in den Hohlräumen der Faser fixierten Füllstoffen gesteigert wird.It is the object of the invention to provide a method for loading a pulp suspension in which the advantages of the loading method are increased, in particular by increasing the amount of fillers fixed in the cavities of the fiber.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 genannten Maßnahmen gelöst.According to the invention this object is achieved by the measures mentioned in claim 1.
Mit Hilfe des neuen Verfahrens wird die Calciumhydroxidaufnahme der Fasern verstärkt. Durch die elektrische Wirkung der zugegebenen anionischen Substanzen kann eine stärkere Verbindung an den Faserflächen und/oder eine bessere Penetration in die Hohlräume erreicht und auch die Erzeugung von Calciumcarbonat innerhalb der Fasern („Lumenloading") gesteigert werden.The new process will increase the calcium hydroxide uptake of the fibers. By the electrical action of the added anionic substances, a stronger connection to the fiber surfaces and / or a better penetration into the cavities can be achieved and also the production of calcium carbonate within the fibers ("lumen loading") can be increased.
Das Lumenloading kann weiter intensiviert werden, wenn die anionischen Substanzen nach der Zugabe in die Faserstoffsuspension durch einen speziellen Verfahrensschritt, z.B. Waschen/Eindicken von den Außenflächen der Fasern wieder entfernt werden, so dass also die Ladungseinstellung von Lumen und Faseraußenflächen unterschiedlich ist.Lumen loading can be further intensified if, after addition to the pulp suspension, the anionic substances are removed by a special process step, e.g. Washing / thickening of the outer surfaces of the fibers are removed again, so that the charge setting of lumens and fiber outer surfaces is different.
Im Folgenden werden typische Verfahrensschritte und Parameter für das erfindungsgemäße Beladen einer Faserstoffsuspension beschrieben:In the following, typical process steps and parameters for the loading of a pulp suspension according to the invention are described:
Als Ausgangsmaterial für den Beladungsprozess dient eine wässrige Faserstoffsuspension, insbesondere Zellstoffsuspension mit 0,1 bis 30 % Konsistenz. Diese wird mit Calciumoxid oder -hydroxid in flüssiger oder fester Form vermischt. Das Calciumhydroxid ist zu einem großen Teil in Form von feinen Feststoffpartikeln suspendiert und wird in Kontakt mit der Oberfläche der Fasern gebracht. Da die Fasern die Form von zumindest einseitig offenen länglichen Hohlkörpern haben, kann das Calciumhydroxid auch in das Innere der Fasern, das sogenannte Lumen, eindringen.The starting material for the loading process is an aqueous pulp suspension, in particular pulp suspension with 0.1 to 30% consistency. This is mixed with calcium oxide or hydroxide in liquid or solid form. The calcium hydroxide is suspended to a large extent in the form of fine solid particles and is brought into contact with the surface of the fibers. Because the Fibers have the form of at least one side open elongated hollow bodies, the calcium hydroxide can also penetrate into the interior of the fibers, the so-called lumen.
Bei der sich direkt oder indirekt anschließenden chemischen Reaktion zur Bildung des Calciumcarbonats wird vorzugsweise gasförmiges CO2 eingeleitet, wobei davon ausgegangen werden kann, dass die Verteilung des CO2 in der wässrigen Suspension sehr schnell und problemlos voranschreitet, so dass also überall dort, wo sich Calciumhydroxid befindet, eine Calciumcarbonatausfällung erfolgen wird. Je nach Prozessführung kann es erforderlich sein, die Faserstoffsuspension vorher einzudicken.In the direct or indirect subsequent chemical reaction to form the calcium carbonate gaseous CO 2 is preferably initiated, it can be assumed that the distribution of CO 2 in the aqueous suspension very quickly and easily progresses, so that wherever Calcium hydroxide is located, a Calciumcarbonatausfällung will take place. Depending on the process, it may be necessary to thicken the pulp suspension beforehand.
In besonderen Ausführungsformen, insbesondere wenn mehrere Reaktoren verwendet werden, kann auch zusätzliches Calciumhydroxid oder Calciumoxid in wässriger und/oder in fester Form in den Reaktor eingemischt, z.B. als Kalkmilch zugegeben werden.In particular embodiments, particularly where multiple reactors are used, additional calcium hydroxide or calcium oxide in aqueous and / or solid form may also be mixed into the reactor, e.g. be added as lime milk.
Vorzugsweise liegt die Prozesstemperatur bei Erzeugung des Calciumcarbonats zwischen + 150 C und 130° C, insbesondere zwischen 20° und 60° C.Preferably, the process temperature is between generation of the calcium carbonate + 15 0 C and 130 ° C, in particular between 20 ° and 60 ° C.
Die Bildung des Calciumcarbonats wird vorzugsweise in einem Druckbereich zwischen 0,1 und 6 bar, insbesondere zwischen 1 und 4 bar, durchgeführt. Es sind auch höhere Drücke, z.B. bis 20 bar möglich. Die mittlere Verweilzeit des Stoffes im Reaktor liegt zwischen 60 Sekunden und 15 Minuten, insbesondere zwischen 5 und 10 Minuten.The formation of the calcium carbonate is preferably carried out in a pressure range between 0.1 and 6 bar, in particular between 1 and 4 bar. There are also higher pressures, e.g. up to 20 bar possible. The average residence time of the substance in the reactor is between 60 seconds and 15 minutes, in particular between 5 and 10 minutes.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Feststoffkonzentration der zur Reaktion mit Kohlendioxid bereit gestellten Faserstoffsuspension in einem Bereich von etwa 0,1 bis etwa 40 % und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,5 bis 30 % gewählt.According to a further embodiment of the method according to the invention, the solids concentration of the pulp suspension provided for reaction with carbon dioxide is selected in a range from about 0.1 to about 40% and preferably in a range from about 0.5 to 30%.
Es können Kristalle beispielsweise von einer rhomboedrischen Form mit einer Korngrößenfraktion in einem Bereich von etwa 0,02 bis etwa 5 μm erzeugt werden. In bestimmten Fällen ist es auch von Vorteil, Kristalle von einer skalenoedrischen Form oder Agglomerate mit einer jeweiligen Länge in einem Bereich von etwa 0,02 bis etwaFor example, crystals of a rhombohedral form may be used Particle size fraction in a range of about 0.02 to about 5 microns are generated. In certain cases, it is also advantageous to use crystals of a scalenohedral form or agglomerates having a respective length in a range from about 0.02 to about
5 μm und einem jeweiligen Durchmesser in einem Bereich von etwa 0,02 bis etwa 5 μm zu erzeugen.5 microns and a respective diameter in a range of about 0.02 to about 5 microns to produce.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:The invention and its advantages will be explained with reference to drawings. Showing:
Fig. 1 Ein Anlagenschema zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 2 Anlagenschema für ein variiertes Verfahren.Fig. 1 is a plant diagram for illustrating the method according to the invention; Fig. 2 system diagram for a varied method.
In Fig. 1 ist eine günstige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Hilfe eines Anlagenschemas dargestellt. Aus den Rohstoffen 9 wird im Stofflöser 10 eine Faserstoffsuspension 1 gebildet. Die Auflösung im Stofflöser 10 sollte so vollständig sein, dass praktisch alle Fasern vereinzelt sind. Andernfalls wäre ein dem Stofflöser 10 nachgeschalteter Entstipper zu empfehlen. Ein Mischbehälter 2 mit Rührer 28 dient dazu, der Fasersuspension 1 Calciumoxid oder Calciumhydroxid, z.B. wie hier in Form von Kalkmilch MOL, zuzumischen und außerdem eine definierte Verweilzeit zu ermöglichen. Die Kalkmilch MOL wird von einer Kalklöscheinrichtung 3 bereitgestellt und mit einer Pumpe 11 gefördert. Das Anlagern des zugegebenen oder gebildeten Calciumhydroxids an die Fasern wird begünstigt durch die Zugabe von anionischen Substanzen, was mit einem Chemikalienbehälter 22 und entsprechender Dosierung angedeutet ist. Die anionischen Substanzen werden vorzugsweise vor dem Calciumoxid oder -hydroxid zugegeben. Sie setzen sich insbesondere zusammen aus Salzen, Polyamiden, Retentionsmitteln oder Stärkepartikeln.In Fig. 1, a favorable embodiment of the method according to the invention is illustrated by means of a plant scheme. From the raw materials 9, a pulp suspension 1 is formed in the pulper 10. The dissolution in pulper 10 should be so complete that practically all fibers are separated. Otherwise, it would be advisable to use a de-stuffer downstream of the pulper 10. A mixing vessel 2 with stirrer 28 serves to provide the fiber suspension 1 with calcium oxide or calcium hydroxide, e.g. as here in the form of milk of lime MOL, to mix and also to allow a defined residence time. The lime milk MOL is provided by a lime leaching device 3 and conveyed by a pump 11. The attachment of the added or formed calcium hydroxide to the fibers is favored by the addition of anionic substances, which is indicated with a chemical container 22 and corresponding dosage. The anionic substances are preferably added before the calcium oxide or hydroxide. They are composed in particular of salts, polyamides, retention aids or starch particles.
Die so behandelte Mischung 7 wird dann hier mit einer Konsistenz zwischen 0,1 undThe thus treated mixture 7 is then here with a consistency between 0.1 and
6 % in einen Reaktor 5 geführt, in den gasförmiges Kohlendioxid CO2 zugegeben wird. Bereitgestellt wird es in einer CO2-Versorgungseinrichtung 16, wobei auch die6% passed into a reactor 5, is added to the gaseous carbon dioxide CO 2 . It is provided in a CO 2 supply device 16, wherein the
Möglichkeit besteht, es in einem CO2-Erhitzer 17 zu erwärmen. Ein geeigneter Reaktor 5 ist z.B. ein geschlossener Behälter, der mit einem Rührer 27 versehen ist. Durch die Bewegungen des Inhaltes können die Reaktionspartner leicht in Kontakt treten.Possibility exists to heat it in a CO 2 heater 17. A suitable reactor 5 is for example a closed container provided with a stirrer 27. Due to the movements of the contents, the reactants can easily come into contact.
Der beladene Faserstoff gelangt anschließend in ein Abschlussaggregat, z.B. einen Vorratstank 13. Von dort aus wird er zur Weiterverarbeitung gepumpt, letztendlich zur Erzeugung von Papier oder Karton.The loaded pulp then passes into a finishing unit, e.g. a storage tank 13. From there it is pumped for further processing, ultimately for the production of paper or cardboard.
Das Anlagenschema der Fig. 2 zeigt eine Variante des Verfahrens. Die Bildung der Faserstoffsuspension und ihre Behandlung mit anionischen Substanzen kann ähnlich erfolgen, wie bei der Fig. 1 beschrieben. Als mögliche Variante ist hier (gestrichelt gezeichnet) die Zugabe von zumindest einem Teil der Kalkmilch MOL in den Stofflöser 10 angegeben. Erfolgt die Auflösung im Batch-Betrieb kann die Kalkmilch MOL später als die anionischen Substanzen in den Stofflöser 10 eingetragen werden. Die Mischung 7 gelangt in die Presse 4, in der die Konsistenz auf einen Wert eingestellt wird, der z.B. bis zu 30 % beträgt. Das abgepresste Filtrat 14 fließt in den Pressenwassertank 8 und kann über eine Filtratpumpe 12 an die gewünschten Stellen gefördert werden. Da beim Abpressen auch ein Teil des Calciumhydroxids in das Filtrat 14 geht, ist es vorteilhaft, dieses in den Prozess stromaufwärts, z.B. in den Stofflöser 10 wieder zuzuführen. Der entwässerte Faserstoff S wird dann mit einer Konsistenz zwischen 6 % und 30 % in einen Reaktor 6 geführt. Eventuell erfolgt dort eine weitere Zugabe von Calciumhydroxid in Form von Kalkmilch (MOL). Eine rotierende Wendel 15 transportiert dabei den Stoff durch den Reaktor 6. Außerdem wird gasförmiges Kohlendioxid CO2 zugegeben. Bereitgestellt wird es hier in einer CO2- Versorgungseinrichtung 16, wobei auch die Möglichkeit besteht, es in einem CO2-Erhitzer 17 zu erwärmen. Ein geeigneter Reaktor 6 ist z.B. ein geschlossener Schneckenförderer, der vorzugsweise so betrieben wird, dass er zu maximal 80 %- VoI, vorzugsweise 50 %-Vol, mit feuchtem Feststoff gefüllt ist, wobei das Wasservolumen des Faserstoffes mit einbezogen wird. Das restliche Volumen im Reaktor 6 wird von Gas oder Dampf oder Sprühflüssigkeit eingenommen. Durch die Bewegungen des Inhaltes können die Reaktionspartner leicht in Kontakt treten.The plant scheme of Fig. 2 shows a variant of the method. The formation of the pulp suspension and its treatment with anionic substances can be carried out similarly as described in FIG. As a possible variant, the addition of at least part of the milk of lime MOL into the pulper 10 is indicated here (dashed line). If the solution is dissolved in batch mode, the lime milk MOL can later be added to pulper 10 as the anionic substances. The mixture 7 enters the press 4, in which the consistency is set to a value, for example, is up to 30%. The pressed filtrate 14 flows into the press water tank 8 and can be conveyed via a filtrate pump 12 to the desired locations. Since a part of the calcium hydroxide also goes into the filtrate 14 during pressing, it is advantageous to feed it back into the process upstream, for example into the pulper 10. The dewatered pulp S is then fed into a reactor 6 at a consistency of between 6% and 30%. Eventually there will be another addition of calcium hydroxide in the form of milk of lime (MOL). A rotating coil 15 transports the substance through the reactor 6. In addition, gaseous carbon dioxide CO 2 is added. It is provided here in a CO 2 supply device 16, wherein it is also possible to heat it in a CO 2 heater 17. A suitable reactor 6 is, for example, a closed screw conveyor, which is preferably operated so that it is filled to a maximum of 80% - VoI, preferably 50% -vol, with a moist solid, wherein the water volume of the pulp is included. The remaining volume in the reactor 6 is occupied by gas or steam or spray liquid. Due to the movements of the contents, the reactants can easily come into contact.
In Fällen, in denen der Reaktor 6 mit einem Druck betrieben wird, der vom Umgebungsdruck abweicht, also z.B. zwischen absolut 1 ,1 und 5 bar liegt, ist in der Regel eine Abdichtung am Einlauf 18 und Auslauf 19 erforderlich, z.B. in Form von an sich bekannten Zellenradschleusen. Selbstverständlich gibt es auch andere Möglichkeiten, z.B. eine Pfropfenbildung mit Hilfe einer Pfropfenschnecke. In cases where the reactor 6 is operated at a pressure from the Ambient pressure deviates, that is, for example, between absolutely 1, 1 and 5 bar, a seal at the inlet 18 and outlet 19 is usually required, for example in the form of known rotary valves. Of course, there are other possibilities, such as a plug formation with the help of a screw plug.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Beladen von Fasern mit Füllstoff, insbesondere mit Calciumcarbonat, wobei Calciumoxid oder Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form in einen wässrigen Fasertoff eingebracht wird und diese so gebildete Mischung (7) in mindestens einem Reaktor (5, 6) mit Kohlendioxid, insbesondere mit gasförmigem Kohlendioxid vermischt wird, wobei Füllstoff, insbesondere Calciumcarbonat, durch chemische Reaktion mit Calciumhydroxid gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Faserstoff anionische Substanzen zugegeben werden, insbesondere Salze, Polyamide, Retentionsmittel oder Stärkepartikel oder eine Mischung dieser Stoffe.1. A method for loading fibers with filler, in particular with calcium carbonate, wherein calcium oxide or calcium hydroxide is introduced in liquid or dry form into an aqueous fiber and this mixture thus formed (7) in at least one reactor (5, 6) with carbon dioxide, in particular is mixed with gaseous carbon dioxide, wherein filler, in particular calcium carbonate is formed by chemical reaction with calcium hydroxide, characterized in that anionic substances are added to the pulp, in particular salts, polyamides, retention aids or starch particles or a mixture of these substances.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die anionischen Substanzen dem Faserstoff vor der Einbringung des Calciumoxids oder Calciumhydroxids zugegeben werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the anionic substances are added to the pulp prior to the introduction of the calcium oxide or calcium hydroxide.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Ladung in den Hohlräumen der Fasern negativer eingestellt wird als an den Außenflächen der Fasern.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the electrical charge in the cavities of the fibers is set more negative than at the outer surfaces of the fibers.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der anionischen Substanzen von den Außenflächen der Fasern wieder entfernt, insbesondere abgewaschen wird.4. The method according to claim 3, characterized in that at least a part of the anionic substances removed from the outer surfaces of the fibers again, in particular washed off.
5. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Calciumhydroxid in Form von Kalkmilch (MOL) dem Faserstoff zugegeben wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the calcium hydroxide in the form of lime milk (MOL) is added to the pulp.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalkmilch (MOL) vor Zugabe zum Faserstoff so gemahlen wird, dass die mittlere Korngröße (d 50) der Calciumhydroxid-Partikel maximal 5 μm, vorzugsweise maximal 1 μm beträgt.6. The method according to claim 5, characterized in that the milk of lime (MOL) is ground before addition to the pulp so that the average grain size (d 50) of the calcium hydroxide particles is at most 5 microns, preferably at most 1 micron.
7. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Reaktor (5) für die Bildung von Calciumcarbonat ein geschlossenes Gefäß verwendet wird, in das gasförmiges Kohlendioxid CO2 eingeleitet wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that as a reactor (5) for the formation of calcium carbonate, a closed vessel is used, is introduced into the gaseous carbon dioxide CO 2 .
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension im Reaktor (5) durch einen mechanisch angetriebenen Rotor gerührt wird.8. The method according to claim 7, characterized in that the pulp suspension in the reactor (5) is stirred by a mechanically driven rotor.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (5) mit einem Druck betrieben wird, der dem Umgebungsdruck mit einer Toleranz von maximal 10 % Abweichung entspricht.9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the reactor (5) is operated at a pressure corresponding to the ambient pressure with a tolerance of a maximum of 10% deviation.
10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (5) mit einem Druck betrieben wird, der zwischen 1 und 6 bar, vorzugsweise 1 bis 4 bar, beträgt.10. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the reactor (5) is operated at a pressure which is between 1 and 6 bar, preferably 1 to 4 bar.
11. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (5) für die Bildung von Calciumcarbonat mit einer Temperatur zwischen 15° und 130° C, vorzugsweise 20° bis 60° C, betrieben wird. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reactor (5) for the formation of calcium carbonate at a temperature between 15 ° and 130 ° C, preferably 20 ° to 60 ° C, operated.
12. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension (1) durch einen Auflösevorgang in einem Stofflöser (10) unter Zumischen von Wasser (W) gebildet wird und dass die Zugabe der anionischen Substanzen bei diesem Auflösevorgang erfolgt.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pulp suspension (1) is formed by a dissolution process in a pulper (10) with admixing of water (W) and that the addition of the anionic substances takes place in this dissolution process.
13. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension (1) aus Frischzellstoff gebildet wird.13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pulp suspension (1) is formed from fresh pulp.
14. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension nach der Calciumcarbonat bildenden Reaktion zur Papier- oder Kartonerzeugung verwendet wird. 14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pulp suspension is used after the calcium carbonate forming reaction for paper or board production.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014174155A1 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 Wetend Technologies Oy A method of providing fiber web making furnish with filler, and paper or paper board
US9051689B2 (en) 2010-08-20 2015-06-09 Upm-Kymmene Corporation Method for precipitating calcium carbonate
CN109072555A (en) * 2016-04-13 2018-12-21 德尔福特集团有限公司 The lightweight package paper for food of resistance with the enhancing for fat
US10646108B2 (en) 2013-12-24 2020-05-12 Motus Gi Medical Technologies Ltd. Ancillary vacuum module usable with an endoscope

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4925530A (en) * 1985-12-21 1990-05-15 The Wiggins Teape Group Limited Loaded paper
US5223090A (en) * 1991-03-06 1993-06-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Method for fiber loading a chemical compound
US5665205A (en) * 1995-01-19 1997-09-09 International Paper Company Method for improving brightness and cleanliness of secondary fibers for paper and paperboard manufacture
DE10204254A1 (en) * 2002-02-02 2003-08-14 Voith Paper Patent Gmbh Online production of crystalline precipitation particles in fiber suspension processes is preferably effected using precipitated calcium carbonate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4925530A (en) * 1985-12-21 1990-05-15 The Wiggins Teape Group Limited Loaded paper
US5223090A (en) * 1991-03-06 1993-06-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Method for fiber loading a chemical compound
US5665205A (en) * 1995-01-19 1997-09-09 International Paper Company Method for improving brightness and cleanliness of secondary fibers for paper and paperboard manufacture
DE10204254A1 (en) * 2002-02-02 2003-08-14 Voith Paper Patent Gmbh Online production of crystalline precipitation particles in fiber suspension processes is preferably effected using precipitated calcium carbonate

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9051689B2 (en) 2010-08-20 2015-06-09 Upm-Kymmene Corporation Method for precipitating calcium carbonate
WO2014174155A1 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 Wetend Technologies Oy A method of providing fiber web making furnish with filler, and paper or paper board
CN105339548A (en) * 2013-04-26 2016-02-17 芬兰温德造纸湿部技术公司 A method of providing fiber web making furnish with filler, and paper or paper board
US9708772B2 (en) 2013-04-26 2017-07-18 Wetend Technologies Oy Method of providing fiber web making furnish with filler, and paper or paper board
US10646108B2 (en) 2013-12-24 2020-05-12 Motus Gi Medical Technologies Ltd. Ancillary vacuum module usable with an endoscope
US11849921B2 (en) 2013-12-24 2023-12-26 Motus Gi Medical Technologies Ltd. Ancillary vacuum module usable with an endoscope
CN109072555A (en) * 2016-04-13 2018-12-21 德尔福特集团有限公司 The lightweight package paper for food of resistance with the enhancing for fat

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