浮选方法以及实施该方法的设备的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种从待处理的材料流中去除疏水颗粒的串行多级浮选方法，其包括向一级引入待处理的材料层的步骤，该材料层来自较高一级(3、3A、3B、3C)或直接来自系统的入口(E1)，该方法包括通气步骤，其中从较低一级抽取的空气在待处理的材料层中混合、扩散和分散，然后逃逸至较高一级或泡沫排出区(3E)。其特征在于在该通气步骤之后，该方法包括如下步骤：脱气步骤，在待处理的材料层离开一级之前，不再将空气引入待处理的材料层，从而使得分散的空气排至较高一级(3、3A、3B、3C)，或者当为最高一级(3)的情况下，排至泡沫排出区(3E)；以及回收脱气之后的材料的步骤。本发明还涉及一种线性多级浮选设备，其专门被装备用于实施根据本发明的方法。
【专利说明】
浮选方法以及实施该方法的设备
技术领域
[0001]本发明涉及用于从待处理的材料流中消除疏水颗粒的串行多级浮选方法，以及用于实施所述方法的设备。
[0002]该发明尤其可应用于回收旧纸的脱墨或者去除来自从空白纸浆或类似物(棉等)的特定流中或源自实施工业过程的水中出现的疏水性物质。
【背景技术】
[0003]尤其是，使用设备可以洗刷旧纸，可将旧的或回收的纸循环为新的纸。
[0004]通常，由这些设备实现的工艺首先包括将旧纸与水在碎浆机中混合，同时加入适当的化学药剂。然后，在进行旨在释放不同污染物的操作之前，机械分解纸，并且纤维素纤维置于含水悬浮液中。从而，应用密度差分离原理将重的成分从轻的成分中分离。同样地，过滤装置经常用来根据颗粒的尺寸将颗粒分离。于是，例如，加压净化器可以与具有开口或孔的筛或帆布垫圈一起使用来执行该功能。最后，分散的空气浮选单元利用成分所呈现的不同疏水性来分离它们。
[0005]前述各个操作通常沿设定为处理纸浆的总体流量的处理线一个接一个的执行。
[0006]在回收具有油墨的纸(报纸、杂志、办公纸等)的一个更具体的情形中，去除作为污染物的油墨具有高优先级:这是“脱墨”过程。油墨在印刷的过程中沉积在纸的表面。如果纸的表面仅仅由纤维制成，油墨将沉积其上。相反，如果纸的表面包括一层填料(碳酸钙、高岭土等)，油墨将沉积在填料上而不是直接沉积在纤维上。
[0007]虽然各种纸媒上存在多种印刷工艺(胶印、平版印刷、柔性版印刷等)，但是在纸的回收过程中都会涉及脱墨操作。
[0008]无论什么情形，在回收纸制浆的过程中，通过水合作用和机械撞击分离纸的成分。在这些成分中，有可能区分:纤维素纤维(无论长、中或短)、基本上由太小而不能形成纤维的碎片组成的粉末、矿物填料和污染物，例如为各种分馏的或再附聚残物的塑料、锯肩、油墨和粘胶的颗粒，以及在原材料中出现的和/或制造该处理材料的工艺过程中加入的化学成分。
[0009]油墨不能被完全碎裂，并且根据不同的情况，改变操作模式。
[0010]分解为小颗粒的油墨可以通过浮选或洗涤容易的去除。然而，对于称为黑点的大颗粒形式的油墨或者微粒化或者甚至溶解形式的油墨，浮选的作用不大。文档FR 2,963,627公开了一种预处理方案，可以自并行工艺过程中减少油墨，然后在同一浮选工艺中重聚整个过程。
[0011]当前实施不同的技术通过浮选来去除油墨颗粒。在这个方面，从关于纸浆脱墨工艺的文档EPO，674，040中可知，纸浆流从顶至底循环，气泡流在相反方向从底至顶循环，知道许多纸楽在同一单元中一个接一个的经历上述一级的连续循环步骤。
[0012]简而言之，在单元的底部注入的诸如气泡流，在每一级连续穿过纸浆，气泡通过入口进入一级，在出口下面从纸浆移除，从而在位于紧接该一级之下的随后一级的入口上重新注入。
[0013]栗在每一级执行纸浆的回收，如果必要，空气的新的注入也可以发生在这一级。
[0014]在单元的上部，回收已经形成的并去除包括油墨的疏水颗粒泡沫。
[0015]相较于包括用于每一浮选级的并排安装的分离的处理单元的设备，这样的浮选单元被证明是特别有效的并具有高性能。
[0016]文档FR2,963,627进一步公开了装置中的类似浮选过程，该装置不再是循环的，而是延长的矩形形状，我们称之为相对于循环工艺的线性工艺，包括被细分成多个水平级的平行六面壳体，使用具有开口的分离器，通过该分离器来自较低级的气泡可以穿透较高级，从而穿过在较高级中循环的材料流。
[0017]具体来说，在每一级，材料流在浮选单元的一个侧端穿透进料口，并在相对侧端的出料口离开，并在相同侧通过进料口到达下一级，等等。
[0018]为了优化去除疏水颗粒的能力，有必要执行材料的连续通气，例如使用文丘里效应(Venturi effect)注射器，如果在注射之前材料中存在残留空气，那么注射器所加入的空气量会大大减少。
【发明内容】
[0019]由于实施优化的处理工艺，本发明旨在改进去除待处理材料流中存在的疏水物质的设备，该材料流尤其是I日纸流。
[0020]于是，在本发明的创造性方法中，处理工艺在一级的每个处理步骤的最后提供一个排气的步骤，而不需要待处理的材料的随后级另外的通气。
[0021]该附加的步骤的目的在于，尽力防止一些气泡穿透在一级待处理的材料层，并防止陷入待处理的材料中的其余气泡通过穿过注射器返回较低一级。实际上，由于气泡在各级中上升，气泡越来越多地充满油墨，导致其俘获另外的油墨的有效性降低。与之相反，待处理的材料在各级下降的过程中变得越来越干净。这样，由待处理的材料向下驱动的气泡将污染较低级，从而降低整体性能。
[0022]在第二个创造性方法中，考虑使用线性分级的浮选设备执行根据本发明的工艺。
[0023]实际上，它与本领域技术人员的做法相反，倾向于通过分布在整个级的开口脉冲空气，以优化待处理的材料中空气的穿透，考虑每一级的待处理材料的出口之前保持一个具有密封板的区域。该密封板的长度被限定为旨在使得穿透分离器的开口的待处理的材料中大多数气泡，在材料层通过新的注射器送入下一级之前具有时间穿过材料层。根据现有技术的分离器所设有的开口更接近较高级，以允许更大量的空气穿过。很清楚，在两个开口之间，分离器是密封的。在一级出口的密封板的概念因此必须被理解为一种配置，其在材料离开该级之前在其中引入行进时间而不引入气泡，从而去除绝大多数的材料中的气泡。例如，密封板的长度显著大于两个连续开口之间的距离，尤其大至少两倍，例如大六倍。
[0024]为此，本发明涉及串行多级浮选方法，优选为线性的，用于去除疏水颗粒，其包括引入步骤，将来自较高一级或直接来自系统入口的待处理的材料层引至一级，该方法包括通气步骤，其中从较低一级抽取的空气在待处理的材料层中混合、扩散和分散，然后溢出至较高一级或泡沫排出区，其特征在于:该方法包括通气步骤之后的脱气步骤，其中，在待处理的材料层离开一级之前，不再将空气引入待处理的材料层，从而使得分散的空气排至较高一级，或者当为最高一级的情况下，排至泡沫排出区；以及回收脱气之后的材料的步骤。
[0025]由于这些安排，可以在所述级获得更好的脱气效果，减少向较低一级循环的游离油墨及胶粘剂的量，最终更好地去除不想要的颗粒。
[0026]本发明尤其适用于线性过程，但是也能够在循环过程中实施。
[0027]根据本发明的一个优选实施例，在每个较高一级，脱气步骤的持续时间为通气步骤的至少20%，为该过程赋予优化的脱气。
[0028]本发明还涉及用于实施之前描述的方法的多级浮选设备，其包括竖直分为多个级的壳体，在每一级待处理的材料流穿透位于壳体侧端的进料口，并从出料口离开，每个较高一级包括具有开口的分离器，其被布置为使得源自紧接的较低一级的气泡通过;所述设备还包括泡沫排出区，其位于不同级的顶部并连通各级以及排出口；其特征在于，至少一个较高一级包括邻接其出口的密封板，所述密封板被配置为创造行进时间，在待处理的旧纸层离开一级之前不在旧纸层中引入空气。
[0029]由于这些安排，可以在所述级获得更好的脱气效果，减少向较低一级循环的疏水性物质的量，尤其是诸如游离油墨及胶粘剂。
[0030]根据本发明，该设备的其他特征包括:
[0031]-所述密封板的长度可以为具有开口的分离器长度的至少20%，从而获得更优的脱气效果；
[0032]-所述密封板的长度大于具有开口的分离器的两个连续开口之间的长度；
[0033]-所述密封板的长度为具有开口的分离器的两个连续开口之间的长度的至少两倍。
[0034]而且，根据另一个优选的实施例，具有开口的分离器所包括的开口的数目随着级的上升而增加，从而能够更好地排出随着级的上升而增加的空气。并且，较高一级的具有开口的分离器的开口数目最大，使得能够在壳体的整个表面均勾分布和扩散空气，保证泡沫均匀形成，从而在泡沫排出区获得最优的操作。
[0035]而且，具有开口的分离器的开口所具有的尺寸和形状使得开口能够最优的排出源自较低一级的空气。
[0036]为此，较高一级的具有开口的分离器相对彼此偏置，从而获得所述开口的所述形状。
[0037]这样的结构能够有利地在两个连续级之间的待处理材料中创造速度差，从而通过“文丘里”效应均匀排出源自较低一级的空气。
[0038]根据本发明的另一个特征，该泡沫排出区包括泡沫收集器，其能够仅收集并排出泡沫的上部。
[0039]而且，该收集器优选的具有斜面。由于随着泡沫接近壳体的泡沫排出出口，收集器中泡沫的流速增加，这样的设计使得其能够确保均匀并非选择性地排出壳体整个表面上的泡沫，并防止出现盲区。
[0040]根据本发明的设备的另一个特征也定义为，每个较高一级在邻接其出口的地方具有密封板，从而优化每个较高一级的脱气。
[0041]有利的是，密封板的长度随级的下降而增加，从而在处理的过程中获得越来越好的脱气。
[0042]相对于提供信息和非限制性的一个示例性实施例，通过如下的描述，显现本发明的其他目的和优点。
【附图说明】
[0043]参照附图将更便于理解本发明的如下描述。
[0044]图1是实施本方法的设备的图解。
【具体实施方式】
[0045]如附图所示，本发明例如可适用于处理旧纸的领域，用于回收旧纸。
[0046]从而，本发明尤其涉及分离疏水颗粒的工艺部分。
[0047]在这方面，本设备包括浮选单元I，利用颗粒所呈现的或多或少的疏水特性来去除它们中的一些，例如去除油墨及胶粘剂颗粒。
[0048]相同的原理应用于浮选单元I中，其优选地包括使进入该浮选单元I的待处理的材料流穿过气泡流，其中气泡流与疏水颗粒接触并驱使疏水颗粒离开。待处理的材料例如可包括旧纸，用于回收旧纸。待处理的材料还可以包括来自实施工业过程的水流，例如源自纸回收过程或者任何其他类型过程的并含有待去除疏水颗粒的水。
[0049]浮选单元I包括纵向布置的单元，包括平行六面壳体2，通过具有开口 4的分离器6竖直分为各个级3、3A、3B、3C和3D，通过开口 4，较低级3A、3B、3C和3D的气泡能够穿透较高级
3、3A、3B和3C，并穿过在较高级3、3A、3B和3C中循环的待处理的材料流。
[°°50]具体来说，在每一级3、3A、3B和3C，待处理的材料流穿透位于浮选单元I侧端的进料口El，并从相对侧端的出料口 SI离开，并在同一侧端通过进料口E2到达下一级3A，如此继续，直到材料流从最低一级3D的出料口 S5排出。
[0051 ]每一级包括四个分离的区域:
[0052]-通气区:在待处理的材料中混合、扩散和分散空气；
[0053]-混合区:驱动并混合来自较低一级的气泡并在上部聚集气泡；
[0054]-气泡排出区:驱动并混合来自较低一级的气泡并向较高一级或泡沫聚集区排出气泡；
[0055]-脱气区:向较高一级排出残留的气泡。
[0056]每一级的混合区位于较低级的脱气区之上，气泡排出区位于另一个气泡排出区之上。
[0057]根据本发明，较高级3、3A、3B和3C中至少一个且优选为较高级3、3A、3B和3C中的每一者，还包括对应位于邻接于出口 S1、S2、S3和S4的脱气区的密封板5。于是，在待处理的材料在较高一级3、3A、3B和3C中输送的过程中，只要其在具有开口 4的分离器6上，较高一级在混合区和气泡排出区接收来自紧接的较低级3A、3B、3C和3D的气泡。这些气泡在待处理的材料中停留一段时间后向上溢出。接下来，在密封板5上，其不再接收气泡，待处理的材料中仍然含有的气泡继续向上溢出。这样，就获得了用于脱气的最终的区域(脱气区)，而不需要在每一较高级重新通气。如果较高级3、3A、3B和3C位于另一级之上，则其被认为是较高一级；如果较低级3A、3B、3C和3D位于另一级之下，则其被认为是较低一级。对于所示的具有5个级的实施例，底部的一级3D为较低一级，中间级3A、3B和3C同时为较高一级和较低一级，而顶部一级3为上级。
[0058]在寻找最完全脱气的同时，考虑气泡在待处理材料的厚度中停留的时间，可以选择密封板5的尺寸。尽管如此，所有的气泡不是以相同的速度穿过待处理的材料层，如果希望保证全面脱气，那么密封板5的长度将会极度长，导致非常昂贵。因此，需要在脱气质量和设备成本以及待处理的材料的整体停留时间之间找到折中。一旦确实存在第二脱气步骤，本发明所提供的好处是实实在在的。
[0059]在本发明的设备中，密封板5的长度必须显著大于具有开口4的分离器6的两个连续开口 4之间所包含的距离，优选地为该距离的至少两倍，例如，为该距离的六倍。
[0060]通常，较低一级中两个相邻开口4之间所包含的距离较大，较高一级中的较小。这使得能够在每一级加入气泡，彼此更接近的开口 4使得空气以更大的流速穿过成为可能。根据本发明的一个优选实施例，沿着级3、3A、3B和3(:向下，有可能使得密封板5变得越来越长，从而，在高的一级的密封板5更短，在较低一级的密封板5较长。从而，在待处理材料的整个处理过程中，获得持续越来越完全的脱气效果。
[0061]例如，在级3中，密封板5的长度大约为具有开口4的分离器6的长度的30%，而在图1的级3C中，密封板5的长度能够达到与具有开口 4的分离器6的长度相同的值，以确保在向级3D(其为最低一级并且是最后的处理)引导待处理的材料之前，最大量的装有油墨的气泡确实有时间排出待处理的材料。然后在级3D处引入干净的空气，确保离开设备I的材料的最佳洁净度。
[0062]而且，如前所述，具有开口4的分离器6的不同功能包括捕获、引导、扩散和传播来自较低级3A、3B、3C和3D的空气至较高级3、3A、3B和3C，从而优化待处理的材料中空气的均匀混合，这些功能也可以通过选择开口4的形状和尺寸来改进。同样，这一目标可以通过沿级3、3A、3B和3C向上增加分离器6的开口4的数目来实现。由于收集器7存在于所述泡沫排出区3E，能够确保仅收集和排出泡沫的上部，具有斜面还使得能够考虑到随着越来越接近壳体2的排出口 8，收集器中泡沫的流速增加，从而也能够获得泡沫的均匀排出，因此改进泡沫排出区的操作。由于这种配置，该方法过程中产生的泡沫不再返回待处理的材料流，而是在经由排出口 8排出之前被引导至收集器7。
[0063]从之前的描述可以看出，本发明在处理旧纸和其他材料的领域提供了重大的技术进步。
[0064]尽管本发明针对一个特定实施例来描述，但这当然绝不是一种限制，并且可以在形状、材料以及这些各种元素的组合方面进行各种改变，而不偏离本发明的范围和精神。
【主权项】
1.一种去除待处理的材料流的疏水颗粒的串行多级浮选方法，其包括向一级引入待处理的材料层的步骤，该材料层来自较高一级(3、3A、3B、3C)或直接来自系统的入口(EI )，该方法包括通气步骤，其中从较低一级抽取的空气在待处理的材料层中混合、扩散和分散，然后溢出至较高一级或泡沫排出区(3E)，其特征在于，在该通气步骤之后，该方法包括如下步骤: 脱气步骤，在待处理的材料层离开一级之前，不再将空气引入待处理的材料层，从而使得分散的空气排至较高一级(3、34、38、30，或者当为最高一级(3)的情况下，排至泡沫排出区(3E);以及 回收脱气之后的材料的步骤。2.根据前述权利要求所述的浮选方法，其中，在每个较高一级，脱气步骤的持续时间为通气步骤持续时间的至少20%。3.—种用于实施根据前述权利要求中任意一者所述方法的多级浮选设备(I)，其包括竖直分为多个级(3、3A、3B、3C、3D)的壳体(2)，在每一级待处理的材料流穿透位于壳体(2)侧端的进料口^142 434445)，并从出料口(31、32、33、34、35)离开，每个较高一级(3、3A、3B、3C)包括具有开口(4)的分离器(6)，其被布置为使得源自紧接的较低一级(3A、3B、3C、3D)的气泡通过;所述设备还包括泡沫排出区(3E)，其位于不同级(3、3A、3B、3C)的顶部并连通各级以及排出口(8);其特征在于，至少一个较高一级(3、3A、3B、3C)包括邻接其出口的密封板(5)，所述密封板(5)被配置为创造行进时间，在待处理的旧纸层离开一级(3、3A、3B、3C、3D)之前不在其中引入空气。4.根据权利要求3所述的设备(I)，其特征在于，所述密封板(5)的长度为具有开口(4)的所述分离器(6)长度的至少20%。5.根据权利要求3所述的设备(I)，其特征在于，所述密封板(5)的长度大于具有开口(4)的分离器(6)的两个连续开口(4)之间所包含的长度。6.根据权利要求5所述的设备(I)，其特征在于，所述密封板(5)的长度为具有开口(4)的分离器(6)的两个连续开口(4)之间所包含的长度的至少两倍。7.根据权利要求3-6中一者所述的设备(I)，其特征在于，具有开口(4)的分离器(6)所包括的开口(4)的数目随着级(3、3A、3B、3C)的上升而增加。8.根据权利要求3-7中一者所述的设备(I)，其特征在于，具有开口(4)的分离器(6)的开口( 4)所具有的尺寸和形状使得开口能够最优的排出源自较低一级(3A、3B、3C、3D)的空Ho9.根据权利要求8所述的设备(1)，其特征在于，较高一级(3、3A、3B、3C)的具有开口(4)的分离器(6)相对彼此偏置，从而获得所述开口(4)的所述形状。10.根据权利要求3-9中一者所述的设备(I)，其特征在于，所述泡沫排出区包括泡沫收集器(7)，其能够仅收集并排出泡沫的上部。11.根据权利要求10所述的设备(I)，其特征在于，所述泡沫收集器(7)具有斜面。12.根据权利要求3-11中一者所述的设备(I)，其特征在于，每个较高一级(3、3A、3B、3C)在邻接其出口( S1、S2、S3、S4)的地方具有密封板(5)。13.根据权利要求12所述的设备(I)，其特征在于，所述密封板(5)的长度随级(3、3A、3B、3C)的下降而增加。
【文档编号】D21B1/32GK105917048SQ201480066479
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2014年10月24日
【发明人】斯蒂芬妮·鲍狄埃
【申请人】卡丹特·拉莫特