Brevet FR2317415A1 — publié le 19770204

la présente invention concerne un procédé et une installation pour la récupération de vieux papiers par séparation d'encre. Lorsque la séparation de l'encre de vieux papiers n2 est pas suffisante, il peut en résulter le démet de particules de pigments d'encre b la surface des fibres recyclées, ce qui donne un mauszis papier ou encore peut entrainer des dépôts sur les nappes de séchage et endommatprcelles-ci. Un exemple caractéristique de procédé de séparation d'encre classique est représenté à la figure t , on fait subir aux vieux papiers un traitement de vapeur dans un autoclave sphérique 1, b forte concentration, b température et à pression élevées, puis on éjecte sur le sol 2. In tas 3 de boue de pulpe de forte concentration ainsi obtenu est lavé et dilué en même temps à une concentration plus faible par projection de forte quan tité d' eau.' la boue de pulpe diluée ainsi recueillie est traitée dans un pulpeur 4 ou un mélangeur, puis est introduite dans un appareil de lavage ; dans cet appareil, les particules de pigments encre sont enlevées par lavage ; cet enlèvement se fait en même temps que celui de la liqueur usée. Comme, après lavage, la pulpe est généralement de couleur jaune ou brune, on la chauffe et on ajoute une solution de blanchiment au mélangeur à la vapeur 6 ou analogie ; on blanchit ainsi la pulpe pendant le séjour de la pulpedans la tour de blanchiment 7. Puis on réintroduit de nouveau la boue de pulpe dans un appareil de lavage 8 pour supprimer toute trace de l'agent de blanchissement ; enfin, on utilise la pulpe ainsi traitée pour les autres phases du procédé. Cependant, il s'est confirmé que dans un tel procédé de séparation d'encre classique, la résistance du papier fabrique à l'aide de pulpes reeyclées, est considérablement détériorée à cause du traitement à la vapeur de la pulpe b une temps pérature et une pression élevées. la perte de résistance du papier ayant subi de tels procédés de séparation d'encre classiques, résulte essentiellement de la rupture des fibres qui se séparent en fibres simples par suite de ltélévation de température et de pression, provoquée dans la pulpe de papier usé par la vapeur ; ces élévations favorisen en outre la formation de boue provenant de pulpes de vieux papiers ; cela entratne inévitablement des inconvénients à savoir une perte notable de pulpe et un rendement extrêmement faible du recyclage.A cdtd des procédés classiques, la formation de boue contenant en solution la pulpe, partant de papiers usés, car la perte de lignines dans la liqueur usée en plus de la composante d'encre au niveau du lavage de la pulpe concentrée qui vient d'de traitée à la vapeur dans l'autoclave sphérique, pollue ainsi l'eau usée et dlève les coefficients COD et BOD, entrainant un fort dépôt de boue dans l'eau rejetée. Pour remédier aux inconvénients du procédé de séparation d'encre, ci-dessus, travaillant avec un autoclave sphérique, on a déjà proposé un procédé discontinu consistant à battre le vieux papier dans un pulpeur, à faible concentration. Cependant, ce procédé ne permet pas d'améliorer la pulpe recyclée mais permet d'éviter de fortespertesde papier. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un procédé de récupération de vieux papiers par séparation d'encre, procédé Caractérisé en ce qu'on fait subir aux vieux papiers un traitement de vieillissement prolongé, à la boue de pulpe à forte concentration, chaude, et contenant des produits chimiques adéquats, obtenus par traitement thermique du vieux papier à la pression atmosphérique et sous l'action de la chaleur et des produits chimiques, pour solubiliser les composants de l'encre, puis on soumet les produits à un lavage. Le procédé selon l'invention, quoique très voisin du procédé discontinu, par l'utilisation d'une concentration relativement faible au début et l'absence de traitement à la vapeur à température et à pression élevées, se caractérise par la mise en solution des composants de l'encre grSce à un procédé de vieillissement, par empilage prolongé de pulpes de papiers usés, en procédant à un traitement thermique et en utilisant des produits chimiques adéquats, et en lavant les composants de l'encre, ainsi solubilisés, de façon à éliminer tous ces composants d'encre (pigments et autres composants) ; après vieillissement, on dissout dans l'eau ; on évite ainsi le rejet de composants polluants avec les eaux usées De façon plus particulière, le procédé de l'invention consiste en une phase de vieillissement au cours de laquelle de la boue de pulpe concentrée, qui a été précédemment soumise à un traitement de battage à faible concentration, puis deshydratation, est placée sous ltinfluence de la chaleur et de produits chimiques adéquats, pendant une durée prolongée ; il est à remarquer que cette phase de vieillissement ne signifie pas un simple stockage provisoire.La phase de viellissement selon l'in- vent ion consiste à réaliser un état dans lequel la boue de pulpe concentrée, est traitée à la vapeur d'eau contenue dans la solution chimique raporisée, puis subit certaines modifications des composants de l'encre par maintien de la pulpe dans cet état pendant une durée prolongée. De plus, le procédé selon l'in- vention se caractérise en ce que la liqueur rejetée, que l'on obtient par désbydratation de boue de pulpe, battue-à faible concentration, avant le procédé de traitement, et qui est riche en chaleur et en produits chimiques, est mélangée à des produits chimiques de renouvellement lors de la récupération dans le réservoir de renouvellement chimique, puis est recyclée dans le circuit des vieux papiers, après préchauffage ; on utilise ainsi de façon efficace la chaleur et les produits chimiques et on évite l'émission de polluants.De plus, la présente invention tend à utiliser un système de recyclage dans lequel la liqueur usée est récupérée et est amenée dans le réservoir de remplissage chimique ; le produit est mélangé à des produits chimiques de récupérarion, puiez il est chauffé et est ramené à un pulpeur pour éviter efficacement toute perte de chaleur dans le pulpeur, la fluctuation du taux d'alimentation en produits chimiques pour le pulpeur ainsi que la fluctuation de la concentration de produits chimiques. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide d'un mode de réalisation représenté schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels X - la figure 1 est un schéma d'en semble d'un exemple de mise en oeuvre d'un procédé de séparation d'encre, classique. - la figure 2 est un schéma d'ensemble d'un mode de réalisation du procédé de séparation d'encre selon l'invention. - la figure 3 est une coupe transversale d'un réservoir de mélangeur chimique: - la figure 4 est une coupe transversale d'une tour d'agitation. Selon lé schéma d'ensemble de la figure 2 correspondant à un exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention, la référence 1' se rapporte à un réservoir d'alimentation contenant les produits chimiques nécessaires, qui sont envoyés dans un réservoir de mélangeur 1 ; la référence 4 se rapporte à un pulpeur qui reçoit une solution aqueuse chaude de produits chimi- ques provenant du réservoir 1 du mélangeur, chauffé par il eau 2, et qui revoit en continu de vieux papiers P amenés par le transport teur 3, pour effectuer un traitement thermique continu des vieux papiers, à faible concentration. Le dispositif de chauffage 2 peut titre prévu dans le réservoir 1 du mélangeur de produits chimiques. De plus, pour la mEma ra-son,4' est également possible comme représenté à la figure 3, d'injecter de la vapeur par une conduite 24, directement dans la solution contenue dans le réservoir 1. A la figure 3, les références 31, 32 33 se rapportent respectivement à une conduite d'alimentation de produits chimiques, à une conduite d'alimentation d'eau et à une conduite d'extraction d'air. la boue de pulpe à faible concentration, ainsi chauffée dans le pulpeur 4 et contenant des produits chimiques, est introduite en continu par l'intermédiaire d'une pompe 5 dans un déshydrateur 6 qui concentre fortement la boue en la déshydratant. la liqueur résultant de cette opération de déshydratation et contenant la chaleur et les produits chimiques de grande pureté, est réutilisée par mise en circulation par le chemin de circulation 22.La soude caustique contenue dans les produits chimiques de désencrage réagi avec les composants gras de lten- cre pour former un savon qui se retrouve à faible concentration dans la liqueur de déshydratation et qui facilite l'effet de désencrage. Dans l'exemple, la boue de pulpe de faible concentration, et présentant une fluidité suffisante, est hydratée pour donner une boue de pulpe ayant à peine une fluidité de 20 %; De façon minérale, une boue de pulpe commenoe à perdre sa fluidité à une concentration approximativement égale à 8 % ; cette boue conserve néanmoins sa fluidité à des concentrations inférieures à 8 fo. Ia boue de pulpe, concentrée, hydratée à un pourcentage ap prczimativement égal à 20 , est généralement coagulée, puis est introduite dans un disperseur 7 qui reçoit la vapeur ; dans ce aisperseur, la boue de pulpe est dispersée suffisamment tout en étant chauffée. Dans certains cas, on peut supprimer le dispositif de dispersion 7.Dans certains cas, également, la boue de pulpe, concentrée, contient suffisamment de chaleur après déshydratation et ne nécessite pas de réchauffage à la vapeur. la boue de pulpe, concentrée, contenue dans la chaleur et les produits chimiques, maintenus dans un état suffisamment dispersé, est avantageusement empilée dans une tour de vteeement 8 Belon la figure 4 qui est une vue en coupe transversale d'un exemple de tour 8 munie d'un dispositif de dispersion, le dispositif de dispersion se compose d'un tube rota tif de dispersion 25 qui est en saillie par rapport au centre de la partie la plus haute de la tour 8 et comporte une buse 26 recour bée vers l'extérieur ; cette buse est maintenue en rotation en per mnnente par le moteur M. la boue de pulpe concentrée fournie par le déshydrateur 6 au tube tournant 25 est dispersée par la force de rotation, uniformément dans la tour 8, puis s'y empile successive ment sur une hauteur uniforme . Dans la partie la plus haute de la tour d'agitation 8, on a une fendre d'inspection 27 munie d'un cou vercle détachable 28 et d 'un orifice de ventilation 29 pour extraire l'air et la vapeur de l'intérieur de la tour de vieilZisseflent 8 * En outre la tour 8 est recouverte à Sa périphérie extérieure d aun ma- tériau d'isolation thermique 30 pour msistenir la chaleur d'agita tien. De cette façon, les vieux papiers subi ssent un vieillissement prolongd sous la forme d'une boue de pulpe concentrée, avant la séparation de l'encre et cela sous la pression atmosphérique et sous l'effet de la chaleur et dea produits chimi ques, jusqu'à ce que les composants de l'encre deviennent solubles. La boue de pulpe concentrée, est introduite par la partie supiiuLeure de la tour de vieillissement uniformément dans toute la section traii'ver- sale horizontale, puis est empilée sous la forme d'une couche d'épaisseur uniforme sur la boue de pulpe déjà accumulée, puis est extraire par le fond de la pile ; la chaleur et les produits chimi ques pénètrent suffisamment dans la pulpe pendant son déplacement de la partie supérieure de la pile ou du tas jusqu'à la partie in férieure, complétant ainsi le traitement de vieillissement. Aprbs un vieillissement prolongé, on extrait la boue de pulpe concentrée, de la tour de vieillisse ment, les particules de pigments d'encre étant séparées des fibres et étant complètement solubilisées. On décrira ci-après quelques exem ples de mise en oeuvre du procédé de l'invention à l'aide de don nées chiffrées. On a un exemple de vieux papiers se présentant sous la forme d'une boue de pulpe concentrée, ayant une concentration entre 10 et 20 % que l'on a laissé vieillir aven addition des produits chimiques suivants t soude Caustique (C 98 %) environ 2 % pondéraux Agent tensio-actif (C 100 %) 0,2 - 0,5 % pondéraux Peroxyde d'hydrogène ( 35 %) environ 3 % pondéraux Silicate de sodium N 3 (C 40 %) environ 0,5 % On a laissé séjourner entre 10 et 30 heures à une température comprise entre 450 et 700 C.Par comparaison avec les procédés classi- ques, le procédé décrit ci-dessus permet d'améliorer de façon notable la blancheur, la résistance à la traction, etc du papier recyclé. Dans un exemple de vieillissement de 100 kg de pulpe à l'état de boue concentrée, contenant 3 kg de soude caustique (calculésen poids de solides) sous la forme d'une solution à 98 % pendant 20 heures à une température d'environ 800C et sous une pression atmosphérique, permit de supprimer pratiquement complètement les composants de l'encre, comme dans une solution aqueuse. Dans la suite, on décrira un exemple comparé de séparation d'encre selon un procédé classique et selon le procédé de l'invention, sur de vieux papiers sans bois, teintés, ainsi que sur de vieux papiers contenant du bois. I;t Vieux papiers colorés, ne contenant pas de bois t L'échantillon traité était un vieux papier sans bois, imprimé, ayant une blancheur très grande (85 %). Tableau n t : Essai de séparation d'encre d'un vieux papier teinté sans bois. Procédé selon Procédé l'invention classique Poids du papier (g/m2) 18i3 20,6 Essai Hunter (JIS t %) 85 75 Resistance à l'éclatement (Eg/m2) 1,20 1,03 absorption d'eau (mm) 28 22 Taux de récupération (5S) 87 65 II. Vieux papiers contenant du bois (GP) Tableau n0 2 : Essai de séparation d'encre de vieux papiers conte nant du bois. Procédé selon Procédé l'invention classique Poids du papier (g/m2) 50 50 Essai Hunter (JIS $) 60 53 Taux de récupération (G) 92 85 Comme cela a été expliqué de façon détaillée dans ce qui précède, on a prouvé qu'un traitement de vieillissement de boue de pulpe concentrée, avec de la chaleur et des produits chimiques adéquats permet par un traitement de lavage ultérieur, de supprimer efficacement encre se trouvant à l'état de solution aqueuse ; on evite ainsi la présence de particules de pigments ou de points dans les fibres recyclées, ce qui améliore considérablement le pourcentage de séparation d'encre et la t.q cheur du produit obtenu. la formation de boue à partir de vieux papiers se produit à peine au cours du procédé de l'invention qui permet ainsi un rendement de récupération allant jusqu'à 95 % commue indiqué dans l'exemple précédent ; ce qui est très différent des procédés classiques de traitement à la vapeur à température et à pression élevées, le pourcentage de récupération de pulpe étant limité approximativement à 65 % alors que dans ces procédés classiques, les 35 % restants de pulpe sont évacués comme boue, avec les liqueurs usées, ce qui se traduit par un problème de pollution. La présente invention permet d'éviter ce problème de pollution et autorise ainsi une réduction considérable des frais d'investisse- ment en installation anti-pollution. Selon la figure 2, après la phase de- traitement par vieillissement, on a un appareil de lavage 16 de type connu, dans lequel les composants de l'encre, solubilisés au cours du traitement de vieillissement indiqué ci-dessus, sont ex cués sous la forme d'une solution aqueuse.Dans le mode de réalisation représenté dans le dessin ci-dessus, la boue de pulpe ex- traite par le fond de la tour de vieillissement 8 par dilution avec de l'eau ainsi qu'à l'aide d'une pompe 9, est introduite dans un batteur Il, puis est amenée sur un écran tamis 12, permettant de supprimer les corps étrangers tels que les fils de matière sans thétique ; puis, le produit arrive dans une pompe 13 allant à un cyclone 14 supprimant les corps étrangers lourds tels que les gra- villons, des boues de métal ; puis, le produit traverse le filtre 5t et arrive dans l'appareil de lavage 16. la boue de pulpe ainsi séparée est agitée dans la botte 17 et est envoyée par une pompe 18 et un mélangeur de vapeur 20 dans une tour de blanchiment, comme cela est usuel. Après blanchiment, la pulpe est de nouveau traitée dans un appareil de lavage 21 pour supprimer l'agent de blanchiment; puis, la boue est amenée dans la phase ultérieure de la fabrication du papier. La liqueur usée, obtenue, par déshydratation dans le déshydrateur 6, partant de la boue de pulpe à faible eoncentrationS précédant la séparation de Encre, contient de la chaleur et des produits chimiques purs. Selon la présente invention, cette liqueur usée provenant de la déshydratation n'est pas evacuée, mais est ramenée à travers le chemin de récupération 22 dans le réservoir de produits chimiques 1, équipé d'un dispositi! de chauffage 2 ; dans ce réservoir, la liqueur usée est mélangée avec des produits chinques de renouvellement, puis est chauffée et est envoyée au pulpeur, pour une nouvelle utilisation. La partie de débordement, provenant du déshydrateur 6, de la boue de pulpe à faible concentration, et qui contient de la pulpe et des produits chimiques, e3t envoyée du pulpeur 4 au déshydrateur 6, en excé dent; pour. assurer ane alimentation constante de la boue de pulpe concentrée du déshydrateur 6 en étant directement récupérée et réutilisée dans le pulpeur 4 par l'intermédiaire du chemin de récu- pération 23. De plus, la liqueur usée, indiquée ci-dessus, qui est chaude et content des produits chimiques, est remise en circulation, partant de la phase de déshydratation, pour entre amenée de nouveau dans le pulpeur aptes récupération par des produits chimiques, remplissage du réservoir, mélange avec des produits chimiques complémentaires, ré chauffage etc ; on assure une alimentation continue de produits chimiques dans le pulpeur, ce qui évite efficacement toute fluctuation de concentration et de taux d'alimentation en produits chimiques. On évite également toute fluctuation de l'apport calorifique au pulpeur, en réchati nt au cours de la recirculation, bien que la température de la liqueur usée ait été abaissée après passage du déshydrateur. Comme indiqué de façon détaillée ci-dessus, la présente invention concerne des moyens de séparation d'encre caractérisés par un traitement de la pulpe, par vieillissement à forte concentration, avant de traiter la pulpe à concentration plus faible ; cela rend soluble les composants de l'encre et diffère ainsi des procédés classiques ; le procédé de l'invention est meilleur que les procédés classiques du point de vue du pourcentage de la séparation d'encre, du rendement de pulpe récupérée et de l'absence de produits polluants à évacuer. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et repré senté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'inven- tion. REVENDICATIONS 10) Procédé de récupération de vieux papiers par séparation d'encré, procédé caractérisé en ce qu'on fait subir aux vieux papiers un traitement de vieillissement prolongé, à la boue de pulpe à forte concentration, chaude, et conte nant des produits chimiques adéquats, obtenus par traitement thermique du vieux papier à la pression atmosphérique et sous l'action de la chaleur et des produits chimiques, pour solubiliser les composants de l'encre, puis on soumet les produits à un lavage. 20) Procédé de récupération de vieux papiers par séparation d'encre, selon la revendication i, procédé caractérisé en ce que la boue de pulpe de forte concentration s1ob- tient par chauffage du vieux papier à faible concentration, suivi d'une déshydratation et d'un réchauffage. 30) Installation pour la récupération de vieux papiers avec séparation d'encre, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, installation caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour traiter une boue de pulpe, par vieillissement, à forte concentration, un moyen de chauffage pour chauffer la boue de pulpe pendant son vieillissement et des dispositifs d'introduction de produits chimiques, destinés d être ajoutés à la boue de pulpe, l'appareil étant ouvert à la pression atmosphérique.