浮選方法以及實施該方法的設備的制造方法

浮選方法以及實施該方法的設備的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種從待處理的材料流中去除疏水顆粒的串行多級浮選方法，其包括向一級引入待處理的材料層的步驟，該材料層來自較高一級(3、3A、3B、3C)或直接來自系統的入口(E1)，該方法包括通氣步驟，其中從較低一級抽取的空氣在待處理的材料層中混合、擴散和分散，然后逃逸至較高一級或泡沫排出區(3E)。其特征在于在該通氣步驟之后，該方法包括如下步驟：脫氣步驟，在待處理的材料層離開一級之前，不再將空氣引入待處理的材料層，從而使得分散的空氣排至較高一級(3、3A、3B、3C)，或者當為最高一級(3)的情況下，排至泡沫排出區(3E)；以及回收脫氣之后的材料的步驟。本發明還涉及一種線性多級浮選設備，其專門被裝備用于實施根據本發明的方法。
【專利說明】
浮選方法以及實施該方法的設備
技術領域
[0001]本發明涉及用于從待處理的材料流中消除疏水顆粒的串行多級浮選方法，以及用于實施所述方法的設備。
[0002]該發明尤其可應用于回收舊紙的脫墨或者去除來自從空白紙漿或類似物(棉等)的特定流中或源自實施工業過程的水中出現的疏水性物質。
【背景技術】
[0003]尤其是，使用設備可以洗刷舊紙，可將舊的或回收的紙循環為新的紙。
[0004]通常，由這些設備實現的工藝首先包括將舊紙與水在碎漿機中混合，同時加入適當的化學藥劑。然后，在進行旨在釋放不同污染物的操作之前，機械分解紙，并且纖維素纖維置于含水懸浮液中。從而，應用密度差分離原理將重的成分從輕的成分中分離。同樣地，過濾裝置經常用來根據顆粒的尺寸將顆粒分離。于是，例如，加壓凈化器可以與具有開口或孔的篩或帆布墊圈一起使用來執行該功能。最后，分散的空氣浮選單元利用成分所呈現的不同疏水性來分離它們。
[0005]前述各個操作通常沿設定為處理紙漿的總體流量的處理線一個接一個的執行。
[0006]在回收具有油墨的紙(報紙、雜志、辦公紙等)的一個更具體的情形中，去除作為污染物的油墨具有高優先級:這是“脫墨”過程。油墨在印刷的過程中沉積在紙的表面。如果紙的表面僅僅由纖維制成，油墨將沉積其上。相反，如果紙的表面包括一層填料(碳酸鈣、高嶺土等)，油墨將沉積在填料上而不是直接沉積在纖維上。
[0007]雖然各種紙媒上存在多種印刷工藝(膠印、平版印刷、柔性版印刷等)，但是在紙的回收過程中都會涉及脫墨操作。
[0008]無論什么情形，在回收紙制漿的過程中，通過水合作用和機械撞擊分離紙的成分。在這些成分中，有可能區分:纖維素纖維(無論長、中或短)、基本上由太小而不能形成纖維的碎片組成的粉末、礦物填料和污染物，例如為各種分餾的或再附聚殘物的塑料、鋸肩、油墨和粘膠的顆粒，以及在原材料中出現的和/或制造該處理材料的工藝過程中加入的化學成分。
[0009]油墨不能被完全碎裂，并且根據不同的情況，改變操作模式。
[0010]分解為小顆粒的油墨可以通過浮選或洗滌容易的去除。然而，對于稱為黑點的大顆粒形式的油墨或者微粒化或者甚至溶解形式的油墨，浮選的作用不大。文檔FR 2,963,627公開了一種預處理方案，可以自并行工藝過程中減少油墨，然后在同一浮選工藝中重聚整個過程。
[0011]當前實施不同的技術通過浮選來去除油墨顆粒。在這個方面，從關于紙漿脫墨工藝的文檔EPO，674，040中可知，紙漿流從頂至底循環，氣泡流在相反方向從底至頂循環，知道許多紙楽在同一單元中一個接一個的經歷上述一級的連續循環步驟。
[0012]簡而言之，在單元的底部注入的諸如氣泡流，在每一級連續穿過紙漿，氣泡通過入口進入一級，在出口下面從紙漿移除，從而在位于緊接該一級之下的隨后一級的入口上重新注入。
[0013]栗在每一級執行紙漿的回收，如果必要，空氣的新的注入也可以發生在這一級。
[0014]在單元的上部，回收已經形成的并去除包括油墨的疏水顆粒泡沫。
[0015]相較于包括用于每一浮選級的并排安裝的分離的處理單元的設備，這樣的浮選單元被證明是特別有效的并具有高性能。
[0016]文檔FR2,963,627進一步公開了裝置中的類似浮選過程，該裝置不再是循環的，而是延長的矩形形狀，我們稱之為相對于循環工藝的線性工藝，包括被細分成多個水平級的平行六面殼體，使用具有開口的分離器，通過該分離器來自較低級的氣泡可以穿透較高級，從而穿過在較高級中循環的材料流。
[0017]具體來說，在每一級，材料流在浮選單元的一個側端穿透進料口，并在相對側端的出料口離開，并在相同側通過進料口到達下一級，等等。
[0018]為了優化去除疏水顆粒的能力，有必要執行材料的連續通氣，例如使用文丘里效應(Venturi effect)注射器，如果在注射之前材料中存在殘留空氣，那么注射器所加入的空氣量會大大減少。

【發明內容】

[0019]由于實施優化的處理工藝，本發明旨在改進去除待處理材料流中存在的疏水物質的設備，該材料流尤其是I日紙流。
[0020]于是，在本發明的創造性方法中，處理工藝在一級的每個處理步驟的最后提供一個排氣的步驟，而不需要待處理的材料的隨后級另外的通氣。
[0021]該附加的步驟的目的在于，盡力防止一些氣泡穿透在一級待處理的材料層，并防止陷入待處理的材料中的其余氣泡通過穿過注射器返回較低一級。實際上，由于氣泡在各級中上升，氣泡越來越多地充滿油墨，導致其俘獲另外的油墨的有效性降低。與之相反，待處理的材料在各級下降的過程中變得越來越干凈。這樣，由待處理的材料向下驅動的氣泡將污染較低級，從而降低整體性能。
[0022]在第二個創造性方法中，考慮使用線性分級的浮選設備執行根據本發明的工藝。
[0023]實際上，它與本領域技術人員的做法相反，傾向于通過分布在整個級的開口脈沖空氣，以優化待處理的材料中空氣的穿透，考慮每一級的待處理材料的出口之前保持一個具有密封板的區域。該密封板的長度被限定為旨在使得穿透分離器的開口的待處理的材料中大多數氣泡，在材料層通過新的注射器送入下一級之前具有時間穿過材料層。根據現有技術的分離器所設有的開口更接近較高級，以允許更大量的空氣穿過。很清楚，在兩個開口之間，分離器是密封的。在一級出口的密封板的概念因此必須被理解為一種配置，其在材料離開該級之前在其中引入行進時間而不引入氣泡，從而去除絕大多數的材料中的氣泡。例如，密封板的長度顯著大于兩個連續開口之間的距離，尤其大至少兩倍，例如大六倍。
[0024]為此，本發明涉及串行多級浮選方法，優選為線性的，用于去除疏水顆粒，其包括引入步驟，將來自較高一級或直接來自系統入口的待處理的材料層引至一級，該方法包括通氣步驟，其中從較低一級抽取的空氣在待處理的材料層中混合、擴散和分散，然后溢出至較高一級或泡沫排出區，其特征在于:該方法包括通氣步驟之后的脫氣步驟，其中，在待處理的材料層離開一級之前，不再將空氣引入待處理的材料層，從而使得分散的空氣排至較高一級，或者當為最高一級的情況下，排至泡沫排出區；以及回收脫氣之后的材料的步驟。
[0025]由于這些安排，可以在所述級獲得更好的脫氣效果，減少向較低一級循環的游離油墨及膠粘劑的量，最終更好地去除不想要的顆粒。
[0026]本發明尤其適用于線性過程，但是也能夠在循環過程中實施。
[0027]根據本發明的一個優選實施例，在每個較高一級，脫氣步驟的持續時間為通氣步驟的至少20%，為該過程賦予優化的脫氣。
[0028]本發明還涉及用于實施之前描述的方法的多級浮選設備，其包括豎直分為多個級的殼體，在每一級待處理的材料流穿透位于殼體側端的進料口，并從出料口離開，每個較高一級包括具有開口的分離器，其被布置為使得源自緊接的較低一級的氣泡通過;所述設備還包括泡沫排出區，其位于不同級的頂部并連通各級以及排出口；其特征在于，至少一個較高一級包括鄰接其出口的密封板，所述密封板被配置為創造行進時間，在待處理的舊紙層離開一級之前不在舊紙層中引入空氣。
[0029]由于這些安排，可以在所述級獲得更好的脫氣效果，減少向較低一級循環的疏水性物質的量，尤其是諸如游離油墨及膠粘劑。
[0030]根據本發明，該設備的其他特征包括:
[0031]-所述密封板的長度可以為具有開口的分離器長度的至少20%，從而獲得更優的脫氣效果；
[0032]-所述密封板的長度大于具有開口的分離器的兩個連續開口之間的長度；
[0033]-所述密封板的長度為具有開口的分離器的兩個連續開口之間的長度的至少兩倍。
[0034]而且，根據另一個優選的實施例，具有開口的分離器所包括的開口的數目隨著級的上升而增加，從而能夠更好地排出隨著級的上升而增加的空氣。并且，較高一級的具有開口的分離器的開口數目最大，使得能夠在殼體的整個表面均勾分布和擴散空氣，保證泡沫均勻形成，從而在泡沫排出區獲得最優的操作。
[0035]而且，具有開口的分離器的開口所具有的尺寸和形狀使得開口能夠最優的排出源自較低一級的空氣。
[0036]為此，較高一級的具有開口的分離器相對彼此偏置，從而獲得所述開口的所述形狀。
[0037]這樣的結構能夠有利地在兩個連續級之間的待處理材料中創造速度差，從而通過“文丘里”效應均勻排出源自較低一級的空氣。
[0038]根據本發明的另一個特征，該泡沫排出區包括泡沫收集器，其能夠僅收集并排出泡沫的上部。
[0039]而且，該收集器優選的具有斜面。由于隨著泡沫接近殼體的泡沫排出出口，收集器中泡沫的流速增加，這樣的設計使得其能夠確保均勻并非選擇性地排出殼體整個表面上的泡沫，并防止出現盲區。
[0040]根據本發明的設備的另一個特征也定義為，每個較高一級在鄰接其出口的地方具有密封板，從而優化每個較高一級的脫氣。
[0041]有利的是，密封板的長度隨級的下降而增加，從而在處理的過程中獲得越來越好的脫氣。
[0042]相對于提供信息和非限制性的一個示例性實施例，通過如下的描述，顯現本發明的其他目的和優點。
【附圖說明】
[0043]參照附圖將更便于理解本發明的如下描述。
[0044]圖1是實施本方法的設備的圖解。
【具體實施方式】
[0045]如附圖所示，本發明例如可適用于處理舊紙的領域，用于回收舊紙。
[0046]從而，本發明尤其涉及分離疏水顆粒的工藝部分。
[0047]在這方面，本設備包括浮選單元I，利用顆粒所呈現的或多或少的疏水特性來去除它們中的一些，例如去除油墨及膠粘劑顆粒。
[0048]相同的原理應用于浮選單元I中，其優選地包括使進入該浮選單元I的待處理的材料流穿過氣泡流，其中氣泡流與疏水顆粒接觸并驅使疏水顆粒離開。待處理的材料例如可包括舊紙，用于回收舊紙。待處理的材料還可以包括來自實施工業過程的水流，例如源自紙回收過程或者任何其他類型過程的并含有待去除疏水顆粒的水。
[0049]浮選單元I包括縱向布置的單元，包括平行六面殼體2，通過具有開口 4的分離器6豎直分為各個級3、3A、3B、3C和3D，通過開口 4，較低級3A、3B、3C和3D的氣泡能夠穿透較高級
3、3A、3B和3C，并穿過在較高級3、3A、3B和3C中循環的待處理的材料流。
[°°50]具體來說，在每一級3、3A、3B和3C，待處理的材料流穿透位于浮選單元I側端的進料口El，并從相對側端的出料口 SI離開，并在同一側端通過進料口E2到達下一級3A，如此繼續，直到材料流從最低一級3D的出料口 S5排出。
[0051 ]每一級包括四個分離的區域:
[0052]-通氣區:在待處理的材料中混合、擴散和分散空氣；
[0053]-混合區:驅動并混合來自較低一級的氣泡并在上部聚集氣泡；
[0054]-氣泡排出區:驅動并混合來自較低一級的氣泡并向較高一級或泡沫聚集區排出氣泡；
[0055]-脫氣區:向較高一級排出殘留的氣泡。
[0056]每一級的混合區位于較低級的脫氣區之上，氣泡排出區位于另一個氣泡排出區之上。
[0057]根據本發明，較高級3、3A、3B和3C中至少一個且優選為較高級3、3A、3B和3C中的每一者，還包括對應位于鄰接于出口 S1、S2、S3和S4的脫氣區的密封板5。于是，在待處理的材料在較高一級3、3A、3B和3C中輸送的過程中，只要其在具有開口 4的分離器6上，較高一級在混合區和氣泡排出區接收來自緊接的較低級3A、3B、3C和3D的氣泡。這些氣泡在待處理的材料中停留一段時間后向上溢出。接下來，在密封板5上，其不再接收氣泡，待處理的材料中仍然含有的氣泡繼續向上溢出。這樣，就獲得了用于脫氣的最終的區域(脫氣區)，而不需要在每一較高級重新通氣。如果較高級3、3A、3B和3C位于另一級之上，則其被認為是較高一級；如果較低級3A、3B、3C和3D位于另一級之下，則其被認為是較低一級。對于所示的具有5個級的實施例，底部的一級3D為較低一級，中間級3A、3B和3C同時為較高一級和較低一級，而頂部一級3為上級。
[0058]在尋找最完全脫氣的同時，考慮氣泡在待處理材料的厚度中停留的時間，可以選擇密封板5的尺寸。盡管如此，所有的氣泡不是以相同的速度穿過待處理的材料層，如果希望保證全面脫氣，那么密封板5的長度將會極度長，導致非常昂貴。因此，需要在脫氣質量和設備成本以及待處理的材料的整體停留時間之間找到折中。一旦確實存在第二脫氣步驟，本發明所提供的好處是實實在在的。
[0059]在本發明的設備中，密封板5的長度必須顯著大于具有開口4的分離器6的兩個連續開口 4之間所包含的距離，優選地為該距離的至少兩倍，例如，為該距離的六倍。
[0060]通常，較低一級中兩個相鄰開口4之間所包含的距離較大，較高一級中的較小。這使得能夠在每一級加入氣泡，彼此更接近的開口 4使得空氣以更大的流速穿過成為可能。根據本發明的一個優選實施例，沿著級3、3A、3B和3(:向下，有可能使得密封板5變得越來越長，從而，在高的一級的密封板5更短，在較低一級的密封板5較長。從而，在待處理材料的整個處理過程中，獲得持續越來越完全的脫氣效果。
[0061]例如，在級3中，密封板5的長度大約為具有開口4的分離器6的長度的30%，而在圖1的級3C中，密封板5的長度能夠達到與具有開口 4的分離器6的長度相同的值，以確保在向級3D(其為最低一級并且是最后的處理)引導待處理的材料之前，最大量的裝有油墨的氣泡確實有時間排出待處理的材料。然后在級3D處引入干凈的空氣，確保離開設備I的材料的最佳潔凈度。
[0062]而且，如前所述，具有開口4的分離器6的不同功能包括捕獲、引導、擴散和傳播來自較低級3A、3B、3C和3D的空氣至較高級3、3A、3B和3C，從而優化待處理的材料中空氣的均勻混合，這些功能也可以通過選擇開口4的形狀和尺寸來改進。同樣，這一目標可以通過沿級3、3A、3B和3C向上增加分離器6的開口4的數目來實現。由于收集器7存在于所述泡沫排出區3E，能夠確保僅收集和排出泡沫的上部，具有斜面還使得能夠考慮到隨著越來越接近殼體2的排出口 8，收集器中泡沫的流速增加，從而也能夠獲得泡沫的均勻排出，因此改進泡沫排出區的操作。由于這種配置，該方法過程中產生的泡沫不再返回待處理的材料流，而是在經由排出口 8排出之前被引導至收集器7。
[0063]從之前的描述可以看出，本發明在處理舊紙和其他材料的領域提供了重大的技術進步。
[0064]盡管本發明針對一個特定實施例來描述，但這當然絕不是一種限制，并且可以在形狀、材料以及這些各種元素的組合方面進行各種改變，而不偏離本發明的范圍和精神。
【主權項】
1.一種去除待處理的材料流的疏水顆粒的串行多級浮選方法，其包括向一級引入待處理的材料層的步驟，該材料層來自較高一級(3、3A、3B、3C)或直接來自系統的入口(EI )，該方法包括通氣步驟，其中從較低一級抽取的空氣在待處理的材料層中混合、擴散和分散，然后溢出至較高一級或泡沫排出區(3E)，其特征在于，在該通氣步驟之后，該方法包括如下步驟: 脫氣步驟，在待處理的材料層離開一級之前，不再將空氣引入待處理的材料層，從而使得分散的空氣排至較高一級(3、34、38、30，或者當為最高一級(3)的情況下，排至泡沫排出區(3E);以及 回收脫氣之后的材料的步驟。2.根據前述權利要求所述的浮選方法，其中，在每個較高一級，脫氣步驟的持續時間為通氣步驟持續時間的至少20%。3.—種用于實施根據前述權利要求中任意一者所述方法的多級浮選設備(I)，其包括豎直分為多個級(3、3A、3B、3C、3D)的殼體(2)，在每一級待處理的材料流穿透位于殼體(2)側端的進料口^142 434445)，并從出料口(31、32、33、34、35)離開，每個較高一級(3、3A、3B、3C)包括具有開口(4)的分離器(6)，其被布置為使得源自緊接的較低一級(3A、3B、3C、3D)的氣泡通過;所述設備還包括泡沫排出區(3E)，其位于不同級(3、3A、3B、3C)的頂部并連通各級以及排出口(8);其特征在于，至少一個較高一級(3、3A、3B、3C)包括鄰接其出口的密封板(5)，所述密封板(5)被配置為創造行進時間，在待處理的舊紙層離開一級(3、3A、3B、3C、3D)之前不在其中引入空氣。4.根據權利要求3所述的設備(I)，其特征在于，所述密封板(5)的長度為具有開口(4)的所述分離器(6)長度的至少20%。5.根據權利要求3所述的設備(I)，其特征在于，所述密封板(5)的長度大于具有開口(4)的分離器(6)的兩個連續開口(4)之間所包含的長度。6.根據權利要求5所述的設備(I)，其特征在于，所述密封板(5)的長度為具有開口(4)的分離器(6)的兩個連續開口(4)之間所包含的長度的至少兩倍。7.根據權利要求3-6中一者所述的設備(I)，其特征在于，具有開口(4)的分離器(6)所包括的開口(4)的數目隨著級(3、3A、3B、3C)的上升而增加。8.根據權利要求3-7中一者所述的設備(I)，其特征在于，具有開口(4)的分離器(6)的開口( 4)所具有的尺寸和形狀使得開口能夠最優的排出源自較低一級(3A、3B、3C、3D)的空Ho9.根據權利要求8所述的設備(1)，其特征在于，較高一級(3、3A、3B、3C)的具有開口(4)的分離器(6)相對彼此偏置，從而獲得所述開口(4)的所述形狀。10.根據權利要求3-9中一者所述的設備(I)，其特征在于，所述泡沫排出區包括泡沫收集器(7)，其能夠僅收集并排出泡沫的上部。11.根據權利要求10所述的設備(I)，其特征在于，所述泡沫收集器(7)具有斜面。12.根據權利要求3-11中一者所述的設備(I)，其特征在于，每個較高一級(3、3A、3B、3C)在鄰接其出口( S1、S2、S3、S4)的地方具有密封板(5)。13.根據權利要求12所述的設備(I)，其特征在于，所述密封板(5)的長度隨級(3、3A、3B、3C)的下降而增加。
【文檔編號】D21B1/32GK105917048SQ201480066479
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2014年10月24日
【發明人】斯蒂芬妮·鮑狄埃
【申請人】卡丹特·拉莫特