VERFAHREN ZUR WIEDERVERWERTUNG VON FÜLLSTOFFEN UND STREICHPIGMENTEN DER PAPIER-, PAPPE- UND KARTONHERSTELLUNG

Beschreibung

[0001] Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Wiederverwertung von Füllstoffen und Streichpigmenten der Papier-, Pappe- und Kartonherstellung aus den Restwasserschlämmen der Streichereiabwässer, Deinkinganlagen, innerbetrieblichen Kläranlagen oder Abscheidevorrichtungen sowie die Verwendung so anfallender Pigment-Slurries als Füllstoff zur Herstellung von Papier oder als Pigment-Slurry zur Herstellung einer Streichmasse für die Papierindustrie.

[0002] Bei der Herstellung von Papier werden dem Rohstoff, d. h. Zellstoff, Holz, Strohzellstoff oder Hardernhalbstoff auch Altpapierhalbstoff, Füllstoffe und Pigmente zugesetzt, mit denen eine geschlossene Oberfläche erzielt werden soll, um die Eigenschaften des Papiers, insbesondere den Weißgrad, die Opazität und die Bedruckbarkeit des Papiers zu verbessern.

[0003] Fast alle Papiere werden mit Füllstoffen versetzt, die besonders Druck- und Schreibpapieren eine gleichmäßige Formation, bessere Weiche, Weiße und Griff geben. Diese meist "Asche" genannten Füllstoffe, da sie bei der Verbrennunganalyse als Asche zurückbleiben, werden entweder der Fasersuspension zugegeben oder beim Streichen aufgetragen.

[0004] Naturdruckpapiere (ungestrichene Papiere) enthalten bis zu 35 Gew. -% Füllstoffe, gestrichene Papiere 25 Gew-% bis 50 Gew.-%. Die Füllstoffmenge hängt sehr vom Verwendungszweck des Papiers ab. Stark beschwerte Papiere besitzen geringere Festigkeiten und schlechteres Leimungsvermögen.

[0005] Der Füllstoffanteil in der Papiermasse liegt üblicherweise zwischen 5 bis 35 Gew.-% und besteht aus Primärpigment oder aus rezirkulierten Streichpigmenten, die von Reststreichfarben oder gestrichenem Ausschuß stammen können. Neben der Weiße des Füllstoffs, der für weiß-getönte Papiere wichtig ist, spielt die Korngröße eine wesentliche Rolle, da sie die Füllstoffausbeute stark und die physikalischen Eigenschaften des Papiers, insbesondere die Porosität beieinflußt. Der im Papier verbleibende Füllstoffanteil beträgt zwischen 20 und 80 % der der Fasersuspension zugesetzten Menge. Die Ausbeute hängt sowohl von der Füllstoffart als auch von der Stoffzusammensetzung, dem Mahlgrad, der Fixierung der Füllstoffteilchen durch Harz und Aluminiumsulfat, dem Papiergewicht, der Papiermaschinengeschwindigkeit, der Art des Wasserentzuges und der Feinheit des Siebes ab.

[0006] Entsprechend dem Verbrauch haben folgende Produkte als Füllstoff und Streichpigment heute größere Bedeutung: Kaolin, Calciumcarbonat, künstliche Aluminiumsilikate und -oxidhydrate, Titandioxid, Satin-Weiß, Talkum und Calciumsilicat.

[0007] Bei der Verwertung von Altpapier fallen die Füllstoffe und Pigmente als Abfallprodukt insbesondere in Deinkinganlagen an. Dieses Abfallprodukt besteht beispielsweise aus 50 Gew.-% Zellulose, 25 Gew.-% Kaolin und 20 Gew.-% Calciumcarbonat, wobei aber auch weitere geringe Anteile Calciumsulfat, Titandioxid, Talkum oder andere Feststoffe vorliegen können, wobei diese Gemische mehr oder weniger große Faseranteile enthalten können.

[0008] In EP 0 492 121 B1 wird die bisherige Aufbereitung von Altpapier derart beschrieben, daß diese Abfallstoffe als ein Abwasser- Feststoffgemisch aus dem Prozeß ausgesondert werden, wobei ein reines Abfallprodukt entsteht, daß etwa 50 % Feststoffanteile enthält und auf Deponien gelagert wird. Hier wird vorgeschlagen, das schlammartige Wasser-Feststoffgemisch intensiv zu mischen und dann anschließend dieses Gemisch aus Wasser und Feststoff grob, fein beziehungsweise feinst zu zerkleinern und erst dann die Weiterverwendung unter Zugabe entsprechender Zuschläge durchzuführen. Es wird der Einsatz dieses Materials aus Ausgangsstoff für Farbstoffe, Kleber, Füllstoffe und hydraulische Bindemittel vorgeschlagen.

[0009] In DE 40 34 054 C1 wird ein Verfahren zur Rückgewinnung von Rohstoffen aus dem mechanischen Restabwasserschlamm der Papierindustrie vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren wird der Restwasserschlamm nach Abscheidung des Grobschmutzes zunächst mittels Zentrifugieren vom Schwarzpartikelgehalt befreit und daran anschließend mittels fraktioniertem Sieben in Fasern, Füllstoffe, Pigmente und Agglomerate aufgeteilt. Die Agglomerate werden mittels Scherung behandelt und verworfen, während die Fasern, Füllstoffe und Pigmente gegebenenfalls nach weiterer Behandlung einem gezielten Wiedereinsatz zugeführt werden.

[0010] Aus EP 0 576 177 A1 ist ein Verfahren zur Wiederverwertung und Wiederverwendung von Rohmaterialien aus den Restwasserschlämmen der Papierindustrie bekannt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schlammsuspension in einem ersten Verfahrensschritt einem ersten Sieb-/Reinigungsverfahren bei relativ niedriger Konsistenz unterworfen, anschließend eingedickt, erhitzt und durch einen Dispergierer gegeben wird, bevor dieser Schlamm in der Papierherstellung wieder eingesetzt wird.

[0011] In EP 0 554 285 B1 wird berichtet, daß alle Rückgewinnungsverfahren auf die Entstoffung an sich wenig verschmutzter Kreisläufe gerichtet sind, da der Wiedereinsatz des aus Faser- und Füllstoff bestehenden sogenannten Fang- oder Dickstoffes in den Papierherstellungsprozeß ein höherer Schmutzanteil verbietet. Demgemäß wird ein Verfahren beschrieben, die im Restabwasserschlamm der mechanischen Kläranlage enthaltenen brauchbaren Fasern und Füllstoffe zurückzugewinnen.

[0012] Das Verfahren ist gekennzeichnet durch die Einstellung eines definierten Feststoffgehalts, das Abscheiden der Grobschmutzanteile, das Abscheiden der Schwarzpartikelanteile, das fraktionierte Feinsieben des Gutanteils und die Rückführung des Faseranteils und des Füllstoff- und Pigmentanteils in die Rohstoffaufbereitung der Papierfabrik.
In den Restwasserschlämmen der Streichereiabwässer, Deinkinganlagen, innerbetrieblichen Anlagen oder Abscheidevorrichtungen liegen die Füllstoffe und Streichpigmente häufig in agglomerierter Form und mit geringer Weiße vor, die eine direkte Wiederverwendung in der Rohstoffaufbereitung, insbesondere im Strich einschränkt.

[0013] Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Wiederverwertung von Papierrohstoffen, insbesondere der Füllstoffe und der Streichpigmente bei gleichzeitiger Einsparung von Energiekosten und Rohstoffkosten sowie Transportkosten.

[0014] Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Wiederverwertung von Füllstoffen und Streichpigmenten der Papier-, Pappe- und Kartonherstellung aus den Restwasserschlämmen der Streichereiabwässer, Deinkinganlagen, innerbetrieblichen Kläranlagen oder Abscheidevorrichtungen, wobei man die Füllstoff- und Streichpigment-haltigen Restwasserschlämme mit Frischpigment in Form von Pulver, Frischfüllstoff in Form von Pulver, frischpigmenthaltiger und/oder frischfüllstoffhaltiger Slurry vermischt und anschließend das Frischpigment oder den Frischfüllstoff auf die gewünschte Korngrößenverteilung zu einer Pigment-Slurry vermahlt.

[0015] Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung des oben beschriebenen Verfahrens wird eine definierte, konzentrierte Pigment-Slurry oder Füllstoffslurry erhalten, die in der Papier-, Pappe- und Kartonherstellung eingesetzt werden kann.

[0016] In der Papierherstellung ist es üblich, die Füllstoffe und Streichpigmente sowohl als Pulver oder in Form einer konzentrierten Slurry, die 50 bis 80 Gew.-% Feststoffanteile aufweist, einzusetzen. Diese Füllstoffe und Pigmente werden üblicherweise von den Herstellern mit der gewünschten Weiße und Korngrößenverteilung zur Verfügung gestellt. Der Kern der vorliegenden Erfindung besteht nunmehr in der Anlieferung des Pigments in einer Art "Grundkörnung", vorzugsweise als Feststoff oder auch als hochkonzentrierte Slurry, beispielsweise mit einem Feststoffgehalt von 70 Gew.-% bis 85 Gew.-% oder mehr, beispielsweise mit einem mittleren Korndurchmesser von 50% <2µm bis 10µm, insbesondere 2 µm bis 5 µm und Vermahlung in wäßriger Phase vor Ort in einer Satellitenmahlanlage auf die gewünschte Weiße und Korngröße. Somit werden die obengenannten Restwasserschlämme nicht den fertig angelieferten oder fertig zubereiteten Rohstoffen beigemischt, sondern diese zunächst durch Vermischung und anschließend der Vermahlung von Frischpigment oder Frischfüllstoff als Pulver, frischpigmenthaltige und/oder frischfüllstoffhaltige Slurry auf die gewünschte Weiße und Feinheit vermahlen und dann als Füllstoff oder Streichpigment eingesetzt. Die genannten mineralischen Füllstoffe und Pigmente werden üblicherweise in Naß- oder Trockenverfahren auf die gewünschte Korngröße vermahlen. Bei der Naßverrnahlung ist naturgemäß ein großer Anteil Wasser erforderlich. Erfindungsgemäß wurde nun festgestellt, daß ein Teil oder die gesamte Menge des notwendigen Wassers zur Vermischung und anschließend der Vermahlung der Frischpigmente oder Frischfüllstoffe als Pulver, frischpigmenthaltige und/oder frischfüllstoffhaltige Slurry durch die Restwasserschlämme ersetzt werden kann, die gegebenenfalls Fasern enthalten. Üblicherweise in den Restwasserschlämmen vorliegende Agglomerate der Füllstoffe oder Pigmente stören hierbei wenig, da diese im Verlauf des Naßmahlprozesses auf die gewünschten Korngrößen zerkleinert werden. Weitere Vorteile der Erfindung bestehen in der gegenüber dem Stand der Technik erhöhten Flexibilität der erhältlichen gewünschten Korngrößen vor Ort, den geringeren Frachtkosten durch Wegfall des Transports von Wasser in marktüblicher Slurry, sowie die verbesserte Stabilität der selbst hergestellten Pigment-Slurry.

[0017] Bei der Aufbereitung von Restwasserschlämmen ist es naturgemäß erforderlich, den Grobschmutzanteil, der aus Splittern, Sandkörnern und sonstigen Unreinheiten besteht, abzutrennen und zu verwerfen. Der so erhaltene Siebdurchgang besteht aus Fasern, Füllstoffen, Pigmenten, Feinsand, Schwarzpartikeln und Agglomeraten aus Füllstoffen und Pigmenten oder Pigmenten, Fasern und Füllstoffen. Unter Füllstoff werden dabei üblicherweise die in der Papiermasse eingesetzten Feinteilchen verstanden; unter Pigment werden die in der Streichfarbe eingesetzten feinen Teilchen verstanden. Die normalerweise nicht brauchbaren Schwarzpartikel weisen eine große Korngrößenvariation auf. Sie bestehen in der Hauptsache aus grau- bis schwarz gefärbtem Sand, Bodenabrieb, Maschinenabrieb, verkokten Schmiermitteln, sauer attackierten organischen Teilchen, Rost und agglomeriertem Staub oder einer Mischung daraus. Üblicherweise ist eine Abscheidung dieser Schwarzpartikel mittels Zentrifugieren oder Flottieren erforderlich, wenn die Abwasserschlämme der Rohstoffaufbereitung zugeführt werden sollen. Erfindungsgemäß ist jedoch eine entsprechende Abtrennung der Schwarzpartikel nicht notwendigerweise erforderlich, da diese Partikel bei der Vermahlung der Frischfüllstoffe und Frischpigmente in der Regel derart zerkleinert werden, daß der Weißgrad durch die Schwarzpartikel weniger stark beeinflußt wird.

[0018] Dennoch ist selbstverständlich auch eine Abscheidung der Schwarzpartikel insbesondere mittels Zentrifugieren, wie beispielsweise in EP 0 554 285 B1 beschrieben, auch im Sinne der vorliegenden Erfindung möglich, um ganz besondere Qualitäten der Füllstoffe oder Pigmente im Sinne der Erfindung zu erhalten.

[0019] In gleicher Weise ist es gegebenenfalls sinnvoll, Faserabtrennungsverfahren insbesondere bei der Aufbereitung von Restwasserschlämmen aus Deinkinganlagen, Kläranlagen und Abscheidevorrichtungen durchzuführen. Als bekannte Verfahren bieten sich hier die Flockung und Sedimentation, die Filtrierung, Siebung, Zentrifugierung sowie sonstige chemische Behandlungsverfahren, wie beispielsweise die Oxidation an. In diesem Falle liegt dann üblicherweise ein Gemisch unterschiedlicher Pigmente vor, das häufig Kaolin, Calciumcarbonat und Talkum enthält. Durch Flockung und Umladung bilden sich bei den Abtrennungsverfahren häufig Aggtomerate. Die Restwasserschlämme mit niedrigem Feststoffgehalt sind an sich dementsprechend kaum als Rohstoff einsetzbar.

[0020] Zur Herstellung von Streichfarben ist daher eine Anhebung des Feststoffgehalts des Pigmentgemisches sowie in der Regel eine Anhebung der Weiße nach an sich bekannten Verfahren erforderlich. Die Zerstörung von Agglomeraten, die das Laufverhalten einer Streichfarbe am Blade durch Rakelstreifen stören und die Eigenschaften des Strichs negativ beeinflussen, ist besonders bevorzugt. Die Pigment- und Füllstoffteilchen des Restwasserschlamms, die zum Einsatz als Füllstoff oder Pigment vorgesehen sind, wirken hierbei als Mahlhilfsmittel und Dispergierhilfsmittel für die Zerstörung der Agglomerate bei dem Mahlprozeß. Gleichzeitig wirkt der Restwasserschlamm inklusive der beladenen Partikel als Dispergierhilfsmittel und Mahlhilfsmittel für die Füllstoffe und Pigmente bei dem Mahlprozeß, so daß die an sich üblichen Mengen an Dispergierhilfsmitteln und Mahlhilfsmitteln erfindungsgemäß verringert werden können.

[0021] Dementsprechend ist es erfindungsgemäß besonders bevorzugt, den Restwasserschlamm mit einer Feststoffkonzentration von 0,02 Gew.-% bis 50 Gew.-%, insbesondere 1 Gew.-% bis 30 Gew.-% zur Vermischung und anschließend der Vermahlung mit Frischpigment oder Frischfüllstoff als Pulver, frischpigmenthaltige und/oder frischfüllstoffhaltige Slurry einzustellen. Bei einer zu geringen Konzentration wird das Wiederverwertungsverfahren unwirtschaftlich.

[0022] In den Restwasserschlämmen kann das Verhältnis von Füllstoffen und/oder Pigmenten zu Fasern in einer großen Bandbreite variieren. Besonders bevorzugt ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung Restwasserschlämme mit einer gegebenenfalls angereicherten Konzentration an Füllstoffen und/oder Pigmenten einzusetzen, die im Bereich von 2 Gew.-% bis 80 Gew.-%, insbesondere 20 Gew.-% bis 60 Gew.-% bezogen auf den Feststoffgehalt liegt. So kann der Faseranteil einerseits oder der Füllstoff- und/oder Pigmentanteil andererseits beispielsweise von 2 bis 98 Gew.-% oder 98 bis 2 Gew.-% variieren. Auch sind selbstverständlich Faser-freie Restwasserschlämme erfindungsgemäß einsetzbar.

[0023] Beispielhaft seien hier die bevorzugten Zusammensetzungen verschiedener Abwasserschlämme erläutert. Vorzugsweise umfaßt das Abwasser aus der Produktion 0,5 bis 5 Gew.-%, insbesondere 2,5 Gew.-% Stoffverlust bei einem speziellen Frischwasserbedarf von 10 bis 100 l/kg, insbesondere 20 l/kg. Die Stoffdichte beträgt vorzugsweise 0,02 bis 0,5, insbesondere 0,125 Gew.-%. Besonders bevorzugt im Sinne der Erfindung ist hier ein Mengenverhältnis von Faseranteil zu Füllstoff und/oder Pigmentanteil von 20 zu 80 Gew.-% oder 80 zu 20 Gew.-%, insbesondere Fasem zu Pigment im Verhältnis 40 zu 60 Gew.-% eines Abwassers aus der Produktion.

[0024] Der pH-Wert der Restwasserschlämme, die als Abwasser aus der Produktion anfallen, kann in weiten Grenzen variieren. Besonders bevorzugt wird der pH-Wert im Bereich von 4,5 bis 8,5, insbesondere im neutralen Bereich um pH 7 eingestellt.

[0025] Erfindungsgemäß einsetzbares Abwasser aus der Streicherei kann beispielsweise einen Feststoffgehalt von 0,1 bis 20 Gew.-%, insbesondere 1 Gew.-% vor der Fällung und nach der Fällung von 1 bis 30 Gew.-%, insbesondere bei 5 Gew.-% aufweisen. Der pH-Wert kann beispielsweise im Bereich von 6,5 bis 10, vorzugsweise 7,5 vor der Fällung und 6,0 bis 10,0, vorzugsweise 7,0, nach der Fällung betragen. Der Aschegehalt sollte insbesondere im Bereich von 60 bis 95 Gew.-%, insbesondere bei 90 Gew.-% liegen. Eine typische Zusammensetzung enthält 1 bis 90 Gew.-%, insbesondere 20 Gew.-% Kaolin, 1 bis 90 Gew.-%, insbesondere 60 Gew.-% Calciumcarbonat., 0,5 bis 50 Gew.-%, insbesondere 15 Gew.-% Talkum und 0,1 bis 40 Gew.-%, insbesondere 5 Gew.-% Sonstiges.

[0026] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise als Frischpigment und/oder Frischfüllstoff Kaolin, natürliche oder gefällte Calciumcarbonate, künstliche oder natürliche Aluminiumsilikate und -oxidhydrate, Titandioxid, Satin-Weiß, Dolomit, Glimmer, Metall-, insbesondere Aluminiumflakes, Bentonit, Rutil, Magnesiumhydroxid, Gips, Schichtsilikate, Talkum, Calciumsilikat sowie sonstige Steine und Erden einsetzt.

[0027] Bevorzugterweise wird Frischpigment oder Frischfüllstoff als Pulver, frischpigmenthaltige und/oder frischfüllstoffhaltige Slurries in Anwesenheit der Restwasserschlämme und gegebenenfalls üblichen Mahlhilfsmitteln und/oder Dispergierhilfsmitteln zu einer Slurry mit einem Feststoffgehalt von 30 bis 85 Gew.-%, insbesondere 40 bis 75 Gew.-% vermischt und vermahlt.

[0028] Die Frischpigmente oder Frischfüllstoffe als Pulver, frischpigmenthaltige und/oder frischfüllstoffhaltige Slurries werden vorzugsweise zu einer Korngrößenverteilung von

10 bis 99 Gew.-% an Teilchen <1 µm, insbesondere

10 bis 95 Gew.-% an Teilchen <1 µm

jeweils bezogen auf den Äquivalentdurchmesser vermahlt.

[0029] Aus EP 0 625 611 A1 sind Komgrößenverteilungen für Streichpigmente bekannt, die auch mit Hilfe der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eingestellt werden. So ist es besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung, daß die Pigmente folgende Korngrößenverteilung aufweisen:

a) 95 bis 100 Gew.-% an Teilchen < 10 µm

b) 50 bis 100 Gew.-% an Teilchen < 2 µm, insbesondere 50 bis 95 Gew.-% an Teilchen < 2 µm

c) 27 bis 95 Gew.-% an Teilchen < 1 µm, insbesondere 27 bis 75 Gew.-% an Teilchen < 1 µm und

d) 0,1 bis 55 Gew.-% an Teilchen < 0,2 µm, insbesondere 0,1 bis 35 Gew.-% an Teilchen < 0,2 µm,

jeweils bezogen auf den Äquivalentdurchmesser der Teilchen.

[0030] Erfindungsgemäß ist darüber hinaus eine große Variation der Weiße und Korngrößenverteilungen möglich, die insbesondere durch die Art und Dauer der Mahlung gesteuert werden kann. So ist es möglich, vor Ort relativ groben Frischfüllstoff mit einer großen Menge an Restwasserschlamm zu vermischen, um diese Slurry nach der Vermahlung in die Papiermasse einzubringen. In gleicher Weise ist es möglich, vor Ort durch Einsatz einer geringeren Menge an Restwasserschlamm diese zur feineren Vermahlung mit Frischpigment einzusetzen, was dann als Streichpigment und/oder Füllstoff dient. Der Papierhersteller ist somit nicht mehr an vorgegebene Teilchengrößen der Frischpigmente und/oder Frischfüllstoffe sowie Pigment-Slurries von Anbietern der Rohstoffe gebunden. Die Pigment-Slurries der Rohstoffanbieter werden üblicherweise mit der Zahl der Gewichtsprozente an Teilchen kleiner als 2 µm charakterisiert, beispielsweise als Typ: 95, 90, 75, 60, 50 etc.. Der Papierhersteller ist somit in der Lage, Pigmente als Slurry den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend selbst vor Ort in einer Satellitenanlage herzustellen. Dies erlaubt eine flexible und schnelle Reaktion auf Qualitäts- und Produktionsanforderungen, beispielsweise der verschiedenen Papierrohstoffe für die Papiermasse, die Pigmente oder Slurries für den Vorstrich, Deckstrich und Einfachstrich oder die Pigmentierung allein, sowie die Vermischung mit anderen Pigmenten. Vor allem aber ist hierdurch eine beträchtliche Reduzierung der Transportkosten ersichtlich, da nicht notwendigerweise Fertigslurries mit hohem Wassergehalt über große Entfernungen transportiert werden müssen.

[0031] Auch wenn im Sinne der vorliegenden Erfindung an sich bekannte Netzmittel, Stabilisierungsmittel, Mahlhilfsmittel und Dispergierhilfsmittel während der Vermischung und der Vermahlung der Frischpigmente oder Frischfüllstoffe als Pulver, frischpigmenthaltige und/oder frischfüllstoffhaltige Slurry mit Restwasserschlämmen eingesetzt werden können, wie sie beispielsweise aus EP 0 625 611 A1 bekannt sind, so ist doch erfindungsgemäß die erforderliche Menge gegenüber dem Stand der Technik deutlich verringert. Zum einen enthalten die Restabwasserschlämme bereits eine gewisse Menge der genannten Mittel. Zum anderen ist es aufgrund der Möglichkeit der direkten Vermahlung vor Ort nicht notwendig, die Netz-, Stabilisierungs-, Mahl- und Dispergierhilfsmittel in üblichen Größenordnungen einzusetzen, da die Zeitspanne zwischen Herstellung der Slurry und der Verwendung stark verkürzt werden kann. Ein weiterer Vorteil der geringeren Einsatzmengen an Hilfsmitteln ist die verbesserte Retention der Pigmente bei der Papierherstellung, da größere Mengen einen negativen Einfluß auf die Retention haben.

[0032] Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für die Aufarbeitung aus Füll- und Faserstoff bestehenden Abwasserschlämmen oder Faserstoffsuspensions-Teilströmen der Altpapier-verarbeitenden Papierindustrie und der Wiederverwertung von Papierausschuß, insbesondere bei der Aufbereitung von Altpapier aus der Stufe der Entaschung, wo besonders großen Wert auf eine sortenreine und komgrößenspezifische Auftrennung der Füllstoffe und Pigmente gelegt wird, um diese hier durch Wiedereinsatz zu verwerten, und dadurch eingebrachte Energie und Wertigkeit zu nutzen.

[0033] Die mit Hilfe der vorliegenden Erfindung erhältlichen Streichpigment-Slurries können besonders vorteilhaft in der Papierindustrie, insbesondere zur Herstellung einer Streichfarbe für den Papierstrich oder in der Papiermasse eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist die Verwendung zur Herstellung einer Streichpigment-Slurry für Offsetpapier. Darüber hinaus eignen sich die erfindungsgemäßen Slurries auch zur Herstellung einer Streichmasse für leichtgewichtige, gestrichene Papiere, insbesondere auch bei hoher Auftragsgeschwindigkeit, sowie zur Herstellung von Rollen-Offsetpapieren, insbesondere zur Herstellung von leicht-gewichtigen, gestrichenen Rollen-Offsetpapieren, das Streichen von Karton und Spezialpapier, wie Etiketten, Tapeten, Silikonrohpapier, selbstdurchschreibend, sowie der Beimischung bei Tiefdruckpapieren. In diesem Sinne sind die erfindungsgemäß erhältlichen Streichpigment-Slurries, insbesondere einsetzbar im Bogenoffset, insbesondere für den Bogenoffset-Einfachstrich, Bogenoffset-Doppelstrich: Bogenoffset-Vorstrich und Bogenoffset-Deckstrich;- im Rollenoffset, insbesondere für den LWC-Rollenoffset-Einfachstrich, Rollenoffset-Doppelstrich: Rollenoffset-Vorstrich und Rollenoffset-Deckstrich; - im Tiefdruck, insbesondere für den LWC-Tiefdruck-Einfachstrich, Tiefdruck-Doppelstrich: Tiefdruck-Vorstrich und Tiefdruck-Deckstrich; - im Karton, insbesondere für den Karton-Doppelstrich: Karton-Vorstrich und Karton-Deckstrich und für Spezialpapiere, insbesondere für Etiketten und flexible Verpackungen.

[0034] Das Verfahren bietet die Möglichkeit, die erfindungsgemäß hergestellten Pigment-Slurries ohne Qualitätseinbuße bei den damit hergestellten Rohpapieren, Strichen und insbesondere den Endqualitäten einzusetzen.

[0035] Nachfolgend werden beispielhaft einige Streichrezepturen angegeben, die mit Hilfe der vorliegenden Erfindung erhalten werden können (alle Angaben in Gewichtsteile fest gerechnet (atro/Wirkstoff)):

1. Bogenoffset

1.1 Bogenoffset-Einfachstrich

[0036] 

70 Gew.-Teile handelsübliches CaCO₃ (Typ 90)

30 Gew.-Teile handelsüblicher Clay (fein, z. B. US No. 1)

11 Gew.-Teile handelsüblicher Latex (Acrylat)

0,6 Gew.-Teile handelsübliche Carboxymethylcellulose (CMC)

0,8 Gew.-Teile handelsüblicher Härter (Hamstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-, Epoxidharz)

0,5 Gew.-Teile handelsüblicher Aufheller (Opt.)

0,5 Gew.-Teile handelsübliches Ca-Stearat

Feststoffgehalt	64 %
Brookfield-Viskosität (100/min)	1.200 mPas
pH-Wert	8,5

1.2 Bogenoffset-Doppelstrich

1.2.1 Bogenoffset-Vorstrich

[0037] 

100 Gew.-Teile handelsübliches CaCO₃ (Typ 60 oder 75)

10 Gew.-Teile handelsüblicher Latex

4 Gew.-Teile handelsübliche Stärke (native, oxidierte-, Mais- oder Kartoffelstärke)

0,8 Gew.-Teile handelsüblicher Härter (Harnstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-, Epoxidharz)

0,5 Gew.-Teile handelsüblicher Aufheller (Opt.)

Feststoffgehalt	66 %
Brookfield-Viskosität (100/min)	1.100 mPas
pH-Wert	9,0

1.2.2 Bogenoffset-Deckstrich

[0038] 

70 Gew.-Teile handelsübliches CaCO₃ (Typ 90)

30 Gew.-Teile handelsüblicher Clay (fein, z. B. US No. 1)

10 Gew.-Teile handelsüblicher Latex (Acrylat)

0,6 Gew.-Teile handelsübliche CMC

0,8 Gew.-Teile handelsüblicher Härter (Harnstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-, Epoxidharz)

0,5 Gew.-Teile handelsüblicher Aufheller (Opt.)

0,7 Gew.-Teile handelsübliches Ca-Stearat

Feststoffgehalt	64 %
Brookfield-Viskosität (100/min)	1.200 mPas
pH-Wert	8,5

2. Rollenoffset

2.1 LWC-Rollenoffset-Einfachstrich

[0039] 

50 Gew.-Teile handelsübliches CaCO₃ (Typ 90)

50 Gew.-Teile handelsüblicher Clay (fein/ engl. Clay)

2 Gew.-Teile handelsübliche Stärke (native, oxidierte-, Mais- oder Kartoffelstärke)

12 Gew.-Teile handelsüblicher Latex (XSB)

0,8 Gew.-Teile handelsüblicher Härter (Harnstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-, Epoxidharz)

0,7 Gew.-Teile handelsüblicher Aufheller (Opt.)

0,5 Gew.-Teile handelsübliches Ca-Stearat

Feststoffgehalt	62 %
Brookfield-Viskosität (100/min)	1.400 mPas
pH-Wert	8,5

2.2 Rollenoffset-Doppelstrich

2.2.1 Rollenoffset-Vorstrich

[0040] 

100 Gew.-Teile handelsübliches CaCO₃ (Typ 60 oder 75)

4 Gew.-Teile handelsübliche Stärke (native, oxidierte-, Mais- oder Kartoffelstärke)

12 Gew.-Teile handelsüblicher Latex (XSB)

0,8 Gew.-Teile handelsüblicher Härter (Harnstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-, Epoxidharz)

0,5 Gew.-Teile handelsüblicher Aufheller (Opt.)

Feststoffgehalt	66 %
Brookfield-Viskosität (100/min)	1.200 mPas
pH-Wert	9,0

2.2.2 Rollenoffset-Deckstrich

[0041] 

60 Gew.-Teile handelsübliches CaCO₃ (Typ 95)

40 Gew.-Teile handelsüblicher Clay (fein/ engl. Clay)

10 Gew.-Teile handelsüblicher Latex (XSB)

0,6 Gew.-Teile handelsübliche CMC

0,8 Gew.-Teile handelsüblicher Härter (Hamstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-, Epoxidharz)

0,5 Gew.-Teile handelsüblicher Aufheller (Opt.)

0,5 Gew.-Teile handelsübliches Ca-Stearat

Feststoffgehalt	64 %
Brookfield-Viskosität (100/min)	1.200 mPas
pH-Wert	8,5

3. Tiefdruck

3.1 LWC-Tiefdruck-Einfachstrich

[0042] 

70 Gew.-Teile handelsüblicher Clay (normal/engl. Clay)

30 Gew.-Teile handelsübliches Talkum

5,0 Gew.-Teile handelsüblicher Latex (Acrylat-Alleinbinder)

0,2 Gew.-Teile handelsüblicher Verdicker (synth.)

1,0 Gew.-Teile handelsübliches Ca-Stearat

Feststoffgehalt	58 %
Brookfield-Viskosität (100/min)	1.200 mPas
pH-Wert	8,5

3.2 Tiefdruck-Doppelstrich

3.2.1 Tiefdruck-Vorstrich

[0043] 

100 Gew.-Teile handelsüblicher CaCO₃ (Typ 75)

6,0 Gew.-Teile handelsüblicher Latex (Acrylat-Alleinbinder)

0,3 Gew.-Teile handelsüblicher Verdicker (synth.)

0,5 Gew.-Teile handelsübliches Ca-Stearat

Feststoffgehalt	66 %
Brookfield-Viskosität (100/min)	1.200 mPas
pH-Wert	9,0

3.2.2 Tiefdruck-Deckstrich

[0044] 

85 Gew.-Teile handelsüblicher Clay (engl. Clay)

15 Gew.-Teile handelsüblicher Clay (calcinierter Clay)

5,0 Gew.-Teile handelsüblicher Latex (Acrylat-Alleinbinder)

0,2 Gew.-Teile handelsüblicher Verdicker (synth.)

0,8 Gew.-Teile handelsübliches Ca-Stearat

Feststoffgehalt	57 %
Brookfield-Viskosität (100/min)	1.300 mPas
pH-Wert	8,5

4. Karton

4.1 Karton-Doppelstrich

4.1.1 Karton-Vorstrich

[0045] 

100 Gew.-Teile handelsübliches CaCO₃ (Typ 75)

3 Gew.-Teile handelsübliche Stärke (native, oxidierte-, Mais- oder Kartoffelstärke)

14 Gew.-Teile handelsüblicher Latex (XSB)

0,8 Gew.-Teile handelsüblicher Härter (Harnstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-, Epoxidharz)

0,5 Gew.-Teile handelsüblicher Aufheller (Opt.)

Feststoffgehalt	66 %
Brookfield-Viskosität (100/min)	1.000 mPas
pH-Wert	9,0

4.1.2 Karton-Deckstrich

[0046] 

50 Gew.-Teile handelsübliches CaCO₃ (Typ 90)

50 Gew.-Teile handelsüblicher Clay (fein/ engl. Clay)

13 Gew.-Teile handelsüblicher Latex (Acrylat)

2 Gew.-Teile handelsüblicher Cobinder (Acrylat)

0,8 Gew.-Teile handelsüblicher Härter (Harnstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-, Epoxidharz)

0,6 Gew.-Teile handelsübliches Ca-Stearat

Feststoffgehalt	60 %
Brookfield-Viskosität (100/min)	1.200 mPas
pH-Wert	8,5

5. Spezialpapier

5.1 Etiketten

[0047] 

70 Gew.-Teile handelsüblicher Clay (normal/engl. Clay)

10 Gew.-Teile handelsübliches TiO₂ (Rutil)

20 Gew.-Teile handelsübliches CaCO₃ (Typ 90)

16 Gew.-Teile handelsüblicher Latex (XSB)

0,5 Gew.-Teile handelsüblicher Härter (EH) (Hamstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-, Epoxidharz)

0,6 Gew.-Teile handelsübliches Ca-Stearat

Feststoffgehalt	60 %
Brookfield-Viskosität (100/min)	1.200 mPas
pH-Wert	8,5

5.2 Flexible Verpackung

[0048] 

80 Gew.-Teile handelsüblicher Clay (normal/engl. Clay)

20 Gew.-Teile handelsübliches CaCO₃ (Typ 90)

14 Gew.-Teile handelsüblicher Latex (Acrylat)

0,8 Gew.-Teile handelsübliche CMC

0,5 Gew.-Teile handelsüblicher Härter (Hamstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-, Epoxidharz)

0,6 Gew.-Teile handelsüblicher Aufheller (Opt.)

1,0 Gew.-Teile handelsübliches Ca-Stearat

Feststoffgehalt	58 %
Brookfield-Viskosität (100/min)	1.200 mPas
pH-Wert	8,5

[0049] Die erfindungsgemäße Prozeßdurchführung in einer üblichen Papierfabrik kann wie folgt beschrieben werden:

[0050] Silos in einer beliebigen Größe, beispielsweise von 50 bis 1000 m³ dienen zur Aufnahme und Lagerung von trockenen Füllstoffen und Pigmenten einer einheitlichen oder gegebenenfalls unterschiedlichen Grundkörnung, beispielsweise Calciumcarbonat. Durch Dosiervorrichtungen wird ein Austrag des Füllstoff- und/oder Pigmentpulvers mit anschließendem Transport gewährleistet, gegebenenfalls zu Tagessilobehälter(n), gegebenenfalls mit Reinigungsvorrichtungen. Dosierungsvorrichtungen für das/die Pulver, gegebenenfalls gesteuert durch speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) mit den elektronisch integrierten Rezepten bestimmen gravimetrisch und/oder volumetrisch die zur Vermischung mit Wasser, Frischwasser oder Kreislaufwasser der Papierfabrik erforderlichen Mengen der zu mischenden Bestandteile. Erfindungsgemäß wird anstelle des Frischwassers oder des Kreislaufwassers teilweise oder vollständig ein Restwasserschlamm mit einem Feststoffgehalt von insbesondere 0,02 bis 50 Gew.-%, gegebenenfalls unter Zugabe von Wasser bei höherer Konzentration des Restwasserschlamms eingesetzt. Dementsprechend sind weiterhin erforderlich, Behälter zur Lagerung des Restwasserrschlamms, Dosiervorrichtungen für den Restwasserschlamm, die die einzusetzende Menge gravimetrisch oder volumetrisch bestimmen. Daneben sind erforderlich Behälter zur Aufnahme des Gemisches aus Frischpigment oder Frischfüllstoff als Pulver, frischpigmenthaltige und/oder frischfüllstoffhaltige Slurry und Restwasserschlamm/Wasser, gegebenenfalls Mahlhilfsmittel und Dispergierhilfsmittel oder sonstige Hilfsmittel. Zur Dispergierung und Stabilitätseinstellung sind Dispergiereinrichtungen (Dissolver) oder sonstige Rührwerke erforderlich.

[0051] Das Vermahlen der Frischpigmente und/oder Frischfüllstoffe als Pulver, frischpigmenthaltige und/oder frischfüllstoffhaltige Slurry mit den Restwasserschlämmen, kann erfindungsgemäß kontinuierlich in üblichen Rührwerkskugelmühlen, beispielsweise mit einem Inhalt von 700 bis 5000 l oder größer durchgeführt werden. Zum Einsatz kommen Mahlmedien, vorzugsweise Mahlkugeln, insbesondere mit einem Durchmesser von 1 bis 4 mm.

[0052] Zur Aufbereitung der Restwasserschlärnme werden üblicherweise Siebe, vorzugsweise Bogensiebe zum Abscheiden von Verunreinigungen (Kugelbruch, Trennstoffe, Rost etc.) eingesetzt. Lasermeßinstrumente dienen der Bestimmung und Steuerung der Mahlfeinheit während des Mahlvorgangs und der Rechner-gestützten Steuerung der Rührwerkskugelmühlenanlage. Gegebenenfalls sind weitere Dosierinjektionseinrichtungen zum Nachdosieren von Dispergier- und Mahlhilfsmitteln an der Rührwerkskugelmühle erforderlich. Nach dem Austrag der Pigment-Slurry sind gegebenenfalls Siebe zur nochmaligen Trennung von Schadstoffen mit einer Größe von mehr als 20 µm erforderlich. Typischerweise weist das eingesetzte Frischpigment- und/oder Füllstoffmaterial, insbesondere eingesetzes Calciumcarbonatpulver in trockener Form einen Weißgrad nach DIN 53163 von mehr als 90 %, insbesondere einen Weißgrad von mehr als 95 % in einer Feinheit von d₉₇ ≤ 25 µm, eine Feinheit nicht größer d₉₇ ≤100 µm, eine Reinheit des Carbonats ≥ 98 %, einen Anteil SiO₂ ≤ 1,0, insbesondere ≤ 0,2% auf.

[0053] Wechselnde Anteile von beispielsweise Carbonat, vermischt mit Restwasserschlamm werden zu einer Slurry vermahlen, die einen Feststoffgehalt aufweist, der beispielsweise auf eine gebrauchsfähige Streichfarbe eingestellt werden kann. Gegebenenfalls ist der Feststoffgehalt auch höher einstellbar, wenn die Pigment-Slurry länger zwischengelagert werden soll. Die Feinheit der Slurry wird insbesondere durch die Verweilzeit und/oder die Energieaufnahme während der Produktion in der Rührwerkskugelmühle bestimmt.

[0054] Der Weißgrad der Pigment-Slurry ergibt sich unter anderem aus dem Mischungsverhältnis Frischpigment zu Restwasserschlamm und insbesondere dem eingesetzten Frischpigmenttyp.

[0055] Eine Ausführungsform der Zusammensetzung der Restwasserschlämme, wie sie erfindungsgemäß eingesetzt werden können, ist nachfolgend in der Tabelle 1 wiedergegeben:

Tabelle 1

MgO	%	2,15
Al2O3	%	24,38
SiO2	%	29,84
P2O5	%	0,81
CaO	%	27,26
TiO2	%	0,20
V2O5	%	<0,01
Cr2O3	%	0,01
MnO	%	0,01
Na2O	%	0,29
K2O	%	0,82
Fe2O3	%	0,54
SO4	%	0,14
Cl	%	0,01
NiO	%	<0,01
CuO	%	0,02
ZnO	%	0,01
Ga2O3	%	<0,01
SrO	%	0,02
ZrO2	%	0,01
PbO	%	0,02
BaO	%	0,06
Glühverlust	%	13,40
Summe	%	100,00

[0056] Ein Abwasserschlamm mit der in Tabelle 1 dargestellten Zusammensetzung wurde getrocknet; die Feinheit und der Farbwert gemessen.

[0057] Die gefundenen Werte lauten:

Feinheit: (Cilas 850)
D₅₀-Wert = 15,0 µm
D_3,2-Wert = 1,0 µm

Weißgrad:
(Helligkeit R_y, C/2° DIN 53163)
R_y-Wert = 84,1
Gelbwert: (C/2°) = -5,6

[0058] Der Wassergehalt des Abwasserschlamms betrug 19,5 %. Der pH-Wert wurde in einer 10 %igen Lösung gemessen und betrug 6,8. Ein Teil des getrockneten Abwasserschlamms wurde 2 Stunden bei 450°C erhitzt. Der Glühverlust (organische Anteile) betrug 13,4%.

[0059] Im Labormaßstab wurde anschließend der Abwasserschlamm zu 40 Gew.-% mit 60 Gew.-% Frischpigment Calcicell® , einem natürlichen, kristallinen Calciumcarbonat (Komgrößenbereich 0 - 20 µm, D₅₀-Wert = 5,5 µm, Weißgrad C/2° DIN 53163 = 95 ±1) aufgeschlämmt und in der Mühle kurz vermahlen.

[0060] Danach wurde am vermahlenen und getrockneten Produkt die Feinheit und der Farbwert gemessen.

Die gefundenen Werte lauten:

[0061] Feinheit: (Cilas 850)
D₅₀-Wert = 9,2 µm
D₉-Wert = 1,0 µm

[0062] Der Weißgrad (Helligkeit R_y, C/2° DIN 53163) nach der Vermahlung betrug:
R_y-Wert = 92,0
Gelbwert: (C/2°) = -2,6

[0063] (Alle genannten Feinheitsmerkmale wurden durch Lagersedimentationsanalyse mit dem Gerät Cilas 850 der Firma Cilas, Frankreich, bestimmt. Die Dispergierung der Proben in Alkohol wurde mittels Schnellrührer und Ultraschall vorgenommen.)

Ansprüche

1. Verfahren zur Wiederverwertung von Füllstoffen und Streichpigmenten der Papier-, Pappe- und Kartonherstellung aus den Restwasserschlämmen der Streichereiabwässer, Deinkinganlagen, innerbetrieblichen Kläranlagen oder Abscheidevorrichtungen, wobei man die Füllstoff- und Streichpigment-haltigen Restwasserschlämme mit Frischpigment in Form von Pulver, Frischfüllstoff in Form von Pulver, frischpigmenthaltiger und/oder frischfüllstoffhaltiger Slurry vermischt und anschließend das Frischpigment oder den Frischfüllstoff auf die gewünschte Korngrößenverteilung zu einer Pigment-Slurry vermahlt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Restwasserschlämme einsetzt, die ein Verhältnis von Faseranteil zu Füllstoff- und/oder Pigmentanteil von 2 bis 98 Gew.-% zu 98 bis 2 Gew.-% aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Restwasserschlämme von Deinkinganlagen, innerbetrieblichen Kläranlagen und Abscheidevorrichtungen einer Faserabtrennung unterwirft.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserabtrennung durch Flockung und Sedimentation, Filtrierung, Siebung, Zentrifugierung und/oder chemisches Behandeln, insbesondere Oxidation durchführt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Restwasserschlämme mit einer Feststoffkonzentration von 0,02 Gew.-% bis 50 Gew.-%, insbesondere 1 Gew.-% bis 30 Gew.-% einsetzt.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Restwasserschlämme mit einer Konzentration an Füllstoffen und/oder Streichpigmenten in einer Menge von 2 bis 80 Gew.-%, insbesondere 20 bis 60 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt einsetzt.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Frischpigment und/oder Frischfüllstoff Kaolin, natürliche oder gefällte Calciumcarbonate, künstliche oder natürliche Aluminiumsilikate und -oxidhydrate, Titandioxid, Satin-Weiß, Dolomit, Glimmer, Metall-, insbesondere Aluminiumflakes, Bentonit, Rutil, Magnesiumhydroxid, Gips, Schichtsilikate, Talkum, Calciumsilikat sowie sonstige Steine und Erden einsetzt.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man Frischpigment oder Frischfüllstoff als Pulver, frischpigmenthaltige und/oder frischfüllstoffhaltige Slurries in Anwesenheit der Restwasserschlämme und gegebenenfalls üblichen Mahlhilfsmitteln und/oder Dispergierhilfsmitteln zu einer Slurry mit einem Feststoffgehalt von 30 bis 85 Gew.-%, insbesondere 40 bis 75 Gew.-% vermischt und vermahlt.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man Frischpigmente oder Frischfüllstoffe als Pulver, frischpigmenthaltige und/oder frischfüllstoffhaltige Slurries zu einer Korngrößenverteilung von

10 bis 99 Gew.-% an Teilchen <1 µm, insbesondere

10 bis 95 Gew.-% an Teilchen <1 µm,

jeweils bezogen auf den Äquivalentdurchmesser vermahlt.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man Frischpigmente oder Frischfüllstoffe als Pulver, frischpigmenthaltige und/oder frischfüllstoffhaltige Slurries zu einer Korngrößenverteilung von

a) 95 bis 100 Gew.-% an Teilchen <10 µm

b) 50 bis 100 Gew.-% an Teilchen < 2 µm, insbesondere 50 bis 95 Gew.-% an Teilchen < 2 µm

c) 27 bis 95 Gew.-% an Teilchen < 1 µm, insbesondere 27 bis 75 Gew.-% an Teilchen < 1 µm und

d) 0,1 bis 55 Gew.-% an Teilchen < 0,2 µm, insbesondere 0,1 bis 35 Gew.-% an Teilchen < 0,2 µm,

jeweils bezogen auf den Äquivalentdurchmesser der Teilchen, vermahlt.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man den Weißgrad der Pigment-Slurries durch das Mengenverhältnis von gemahlenem oder ungemahlenem Frischpigment oder Frischfüllstoff als Pulver, frischpigmenthaltige oder frischfüllstoffhaltige Slurries zu Restwasserschlamm einstellt.

12. Verfahren einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man den Weißgrad der Pigment-Slurries durch Auswahl der chemischen Reinheit, insbesondere des Weißgrades und/oder des Gelbwertes der Frischpigmente oder Frischfüllstoffe als Pulver, frischpigmenthaltige und/oder frischfüllstoffhaltige Slurries einstellt.

13. Verwendung einer Pigment-Slurry nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung einer Streichmasse für die Papierindustrie, insbesondere von Streichmassen für verschiedene Segmente, wie Bogenoffset, Rollenoffset, Tiefdruck, Karton und Spezialpapiere.

14. Verwendung nach Anspruch 13, zur Herstellung von üblichen Streichmassen in teilweisem oder vollständigem Austausch der Streichpigmente.

15. Verwendung einer Pigment-Slurry nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 für den Masseeinsatz bei der Papierherstellung.

Claims

1. A process for recycling fillers and coating pigments from the preparation of paper, paperboard and cardboard found in the residual water sludges from coating plant waste waters, deinking plants, internal water treatment plants or separators, characterized in that the residual water sludges containing the fillers and coating pigments are subjected to mixing with fresh pigments in the form of powder, fresh fillers in the form of powder, fresh-pigment containing slurries and/or fresh-filler containing slurries, followed by milling said fresh pigment or said fresh filler to the desired grain size distribution to yield a pigment slurry.

2. The process according to claim 1, characterized in that residual water sludges having a ratio of fiber content to filler and/or pigment content of from 2 to 98% by weight to from 98 to 2% by weight are employed.

3. The process according to claim 1, characterized in that residual water sludges derived from deinking plants, internal water treatment plants and separators are subjected to fiber separation.

4. The process according to claim 3, characterized in that said fiber separation is effected by flocculation and sedimentation, filtering, screening, centrifuging and/or chemical treatment, especially oxidation.

5. The process according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that residual water sludges having a solids concentration of from 0.02% by weight to 50% by weight, especially from 1% by weight to 30% by weight, are employed.

6. The process according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that residual water sludges having a concentration of fillers and/or coating pigments of from 2 to 80% by weight, especially from 20 to 60% by weight, based on the solids content, are employed.

7. The process according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that china clay, natural or precipitated calcium carbonates, artificial or natural aluminum silicates and oxide hydrates, titanium dioxide, satin white, dolomite, mica, metal flakes, especially aluminum flakes, bentonite, rutile, magnesium hydroxide, gypsum, sheet silicates, talcum, calcium silicate and other rocks and earths are used as said fresh pigment and/or fresh filler.

8. The process according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that said fresh pigments or fresh fillers are mixed and milled in the form of powders, fresh-pigment containing slurries and/or fresh-filler containing slurries in the presence of said residual water sludges and optionally usual milling aids and/or dispersing aids to yield a slurry having a solids content of from 30 to 85% by weight, especially from 40 to 75% by weight.

9. The process according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that said fresh pigments or fresh fillers are milled in the form of powders, fresh-pigment containing slurries and/or fresh-filler containing slurries to give a grain size distribution of

from 10 to 99% by weight of particles < 1 µm, especially

from 10 to 95% by weight of particles < 1 µm,

respectively based on the equivalent diameter.

10. The process according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that said fresh pigments and/or fresh fillers are milled in the form of powders, fresh-pigment containing slurries and/or fresh-filler containing slurries to give a grain size distribution of:

a) from 95 to 100% by weight of particles < 10 µm;

b) from 50 to 100% by weight of particles < 2 µm, especially from 50 to 95% by weight of particles < 2 µm;

c) from 27 to 95% by weight of particles < 1 µm, especially from 27 to 75% by weight of particles < 1 µm; and

d) from 0.1 to 55% by weight of particles < 0.2 µm, especially from 0.1 to 35% by weight of particles < 0.2 µm;

respectively based on the equivalent diameter of the particles.

11. The process according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the whiteness of said pigment slurries is adjusted via the ratio of milled or unmilled fresh pigment or fresh filler in the form of powders, fresh-pigment containing slurries and/or fresh-filler containing slurries to residual water sludge.

12. The process according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the whiteness of said pigment slurries is adjusted by selecting the chemical purity, especially the whiteness and/or the yellowness index, of said fresh pigments or fresh fillers in the form of powders, fresh-pigment containing slurries and/or fresh-filler containing slurries.

13. Use of a pigment slurry according to one or more of the preceding claims for the preparation of a coating compound for the paper industry, especially of coating compounds for various segments, such as sheet-fed offset papers, rotary offset papers, intaglio printing papers, cardboard and special papers.

14. The use according to claim 13 for the preparation of usual coating compounds to replace part or all of the coating pigments.

15. Use of a pigment slurry according to one or more of claims 1 to 11 in the paper stock for papermaking.

Revendications

1. Procédé pour le recyclage de charges et de pigments de couchage de la fabrication du papier, de carton et des boîtes en carton, à partir des boues des eaux résiduaires de couchage, des installations de désencrage, des installations d'épuration internes ou des dispositifs de séparation, selon lequel on mélange les boues d'eaux résiduaires contenant des charges et des pigments de couchage avec un pigment frais sous forme de poudre, avec une charge fraîche sous forme de poudre et avec une boue liquide contenant un pigment frais et/ou une charge fraîche, puis on broie le pigment frais ou la charge fraîche jusqu'à obtention de la répartition granulométrique souhaitée, pour former une boue liquide de pigment.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise des boues résiduaires qui présentent un rapport de la proportion de fibres à la proportion de charge et/ou de pigment de 2 à 98 % en poids à 98 à 2 % en poids.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on soumet les boues résiduaires d'installations de désencrage, d'installations d'épuration internes et de dispositifs de séparation à une séparation de fibres.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on effectue la séparation de fibres par floculation et sédimentation, filtrage, tamisage, centrifugation et/ou traitement chimique, notamment oxydation.

5. Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise les boues résiduaires avec une concentration de matières solides de 0,02 % en poids à 50 % en poids, en particulier de 1 % en poids à 30% en poids.

6. Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on utilise les boues résiduaires avec une concentration de charges et/ou de pigments de couchage de 2 à 80 % en poids, en particulier de 20 à 60 % en poids, par rapport à la teneur en matières solides.

7. Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on utilise comme pigment frais et/ou comme charge fraîche du kaolin, des carbonates de calcium naturels ou précipités, des silicates d'aluminium et hydroxydes d'aluminium synthétiques ou naturels, du dioxyde de titane, du blanc satiné, de la dolomite, du mica, des flocons de métal, en particulier d'aluminium, de la bentonite, du rutile, de l'hydroxyde de magnésium, du gypse, des phyllosilicates, de la poudre de talc, du silicate de calcium et autres minéraux non métalliques.

8. Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on mélange et on broie un pigment frais ou une charge fraîche sous forme de poudre, des boues liquides contenant un pigment frais et/ou une charge fraîche, en présence des boues résiduaires et éventuellement d'additifs de broyage habituels et/ou d'agents dispersants pour former une boue liquide avec une teneur en matières solides de 30 à 85 % en poids, en particulier de 40 à 75 % en poids.

9. Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on broie des pigments frais ou des charges fraîches sous forme de poudre, des boues liquides contenant un pigment frais et/ou une charge fraîche pour obtenir une répartition granulométrique de 10 à 99 % en poids de particules <1 µm, en particulier de 10 à 95 % en poids de particules <1 µm, par rapport au diamètre équivalent.

10. Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on broie des pigments frais ou des charges fraîches sous forme de poudre, des boues liquides contenant un pigment frais et/ou une charge fraîche pour obtenir une répartition granulométrique de

a) 95 à 100 % en poids de particules <10 µm,

b) 50 à 100 % en poids de particules <2 µm, en particulier de 50 à 95 % de particules <2 µm,

c) 27 à 95 % en poids de particules <1 µm, en particulier de 27 à 75 % de particules <1 µm et

d) 0,1 à 55 % en poids de particules <0,2 µm, en

   particulier de 0,1 à 35 % en poids de particules <0,2µm, par rapport au diamètre équivalent des particules.

11. Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on règle le degré de blanc des boues de pigment grâce au rapport volumétrique du pigment frais ou de la charge fraîche broyés ou non broyés, sous forme de poudre, et de boues contenant un pigment frais ou une charge fraîche, à la boue résiduaire.

12. Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'on règle le degré de blanc des boues liquides de pigment en choisissant la pureté chimique, en particulier le degré de blanc et/ou la valeur de jaunissement des pigments frais ou des charges sous forme de poudre, et des boues liquides contenant un pigment frais et/ou une charge fraîche.

13. Utilisation d'une boue liquide de pigment selon l'une au moins des revendications précédentes pour fabriquer une masse de couchage pour l'industrie du papier, en particulier des masses de couchage pour différentes branches comme les machines offset pour imprimer les feuilles, les rotatives offset à bobines, l'héliogravure, le carton et les papiers spéciaux.

14. Utilisation selon la revendication 13 pour la fabrication de masses de couchage courantes avec un échange partiel ou total des pigments de couchage.

15. Utilisation d'une boue liquide de pigment selon l'une au moins des revendications 1 à 11 pour la mise en oeuvre de la masse lors de la fabrication du papier.