AT412482B - Bleichen von pulpe mit chlordioxid - Google Patents

Description

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   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Endbleiche von Pulpe, die nach einer Folge von nur alkalischen Bleichstufen und gegebenenfalls einer Behandlung mit Komplexbildner Metall- Ionen enthält, wobei die Endbleiche in zwei Chlordioxid-Stufen bei einer Pulpe-Konzentration von 8 - 20% und einem pH-Wert von 2,5 - 4,5 erfolgt. 



   Es ist bekannt, dass die Endbleiche chemischer Pulpe mit Chlordioxid durchgeführt wird, siehe beispielsweise SE 466 062. In den meisten Fällen erfolgt sie in zwei Stufen mit einer Extraktions- stufe (E), das ist eine Alkalisierung der Pulpe, und/oder mit einer Waschung zwischen den Stufen. 



  Wenn keine separate Extraktionsstufe stattfindet, kann Alkali während der Verdünnung am Ende des ersten Chlordioxid-Turms zugesetzt werden, um den pH-Wert anzuheben, bevor die Pulpe gewaschen wird. Eine kurze Alkalisierungs-/Neutralisations-Stufe (n) führt dazu, dass die Chlordi- oxid. Bleiche in der folgenden Chlordioxid-Stufe effizienter ist (siehe beispielsweise Papermaking Science and Technology, Book 6A, Chemical Pulping, Herausgeber J Gullichsen und H. Paulapu- ro, Seite A 642). Wenn Alkali der mit Chlordioxid gebleichten Pulpe zugesetzt wird, wird Lignin herausgelöst, das, wenn es nicht vor der folgenden Chlordioxid-Stufe herausgewaschen wird, Bleichchemikalien verbraucht oder zu einer geringeren endgültigen Helligkeit führt.

   Daher wird eine zweistufige Chlordioxid-Bleiche derzeit unter Zwischenschaltung einer Neutralisationsstufe durch- geführt entsprechend Dn-Wash-D. 



   Ferner beschreibt SE 523 084 ein Bleichverfahren für gekochte und mit Sauerstoff delignifizier- te Pulpe, wobei anfangs eine saure Bleichstufe angewendet wird, auf die eine Wasch-Stufe bei einem noch niedrigeren pH-Wert als in der Bleichstufe folgt, aus welcher Wasch-Stufe ein Filtrat entnommen wird. Der Zweck ist hier, Metalle, die schwer lösliche Verbindungen bilden, in Lösung zu bringen, so dass sie in der Wasch-Stufe entfernt werden können. Der Abschlussgrad für die folgende Bleiche kann daher erhöht werden. 



   Dort wo die Bleichanlagen sogar noch stärker abgeschlossen sind und die Vorbleiche vor- zugsweise in alkalischen Stufen, beispielsweise Sauerstoff (0), zweistufig Sauerstoff (00), Sauer- stoff-Peroxid (OP), Peroxid-Sauerstoff (PO), alkalische Extraktionstufe unter Zusatz von Sauerstoff (EO), alkalische Extraktionstufe unter Zusatz von Sauerstoff und Peroxid (EOP) und einer Stufe mit komplexbildendem Mittel (Q) durchgeführt wird, nimmt der Übergang von Metallen mit der Pulpe zur Endbleiche zu, da sie nicht in einer sauren Stufe ausgewaschen wurden. Dies führt dazu, dass das Risiko einer Fällung zunimmt, wenn die Pulpe in eine saure Stufe zur Endbleiche gebracht wird, was in einer Chlordioxid-Stufe (D-Stufe), zutrifft.

   Wenn die Herstellung der Pulpe in alkali- schen Bleichstufen, einer Stufe mit Komplexbildner und der Endbleiche in der D-Stufe erfolgt, werden die Metalle in der sauren D-Stufe in die umgebende Flüssigkeit herausgelöst. Wenn die Pulpe danach alkalisiert wird, werden die Bedingungen in der Pulpensuspension für Fällungen begünstigt, vor allem für Calciumverbindungen. Ein Beispiel für eine solche Calciumverbindung ist Calciumoxalat, das ein porzellanähnliches Präzipitat bilden kann, das sehr schwer aus der Verfah- rensanlage zu entfernen ist. Eine Veränderung des pH-Werts in einer Pulpensuspension, wo die Pulpenkonzentration annähernd 10 - 15 % ist, ergibt eine allmähliche Veränderung des pH-Werts, was dazu führen kann, dass der pH-Bereich für Ausfällungen (- pH 4-9) erreicht wird.

   Wenn die Pulpe einen hohen Gehalt an Trockensubstanz, d. h. > 25 %, vor der Einstellung des pH-Werts und der Verdünnung hat, kann eine rasche und stufenweise Änderung des pR-Werts von sauren zu alkalischen Bedingungen erhalten werden, so dass dadurch kritische Bedingungen für eine Ausfäl- lung vermieden werden. 



   Die vorliegende Erfindung löst die obigen Probleme dadurch, dass ein Verfahren vorgesehen wird, das das Risiko von Ausfällungen während der zweistufigen Chlordioxid-Bleiche mit zwischen- geschalteter kurzer alkalischer Extraktion minimiert, wobei die Alkalisierung der Pulpensuspension nach einer Entwässerungsstufe, einschliesslich Waschen der Pulpe, erfolgt, wobei die herausgelös- ten Metalle in der Wasch-/Entwässerungs-Einrichtung abgetrennt werden. Die Wasch- /Entwässerungsstufe erfolgt vorzugsweise in einer Wasch-/Entwässerungspresse. Das heisst, die   Verfahrensabfolge nach einer alkalischen Vorbleiche ist folgende : mit Entwässerung   (einschliesslich Waschung) - Dn (D-Stufe untr Zwischenschaltung einer Neutralisationsstufe).

   Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass eine geringere Menge an Alkali konsumiert wird, da eine geringere Flüssigkeitsmenge bei hober Pulpenkonzentration alkalisiert werden muss. Weitere pH- Wertgradienten können vermieden werden, da die Verdünnung mit alkalischem Filtrat durchgeführt wird, wenn die Pulpe eine höhere Konsistenz, vorzugsweise hohe Konsistenz, hat. 

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   Die vorliegende Erfindung betrifft demgemäss ein Verfahren zur Endbleiche von Pulpe, die nach einer Abfolge von nur alkalischen Bleichstufen und gegebenenfalls einer Behandlung mit Komplex- bildner Metall-Ionen enthält, wobei die Endbleiche in zwei Chlordioxid-Stufen bei einer Pulpe- Konzentration von 8 - 20% und einem pH-Wert von 2,5 - 4,5 erfolgt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Pulpe nach der ersten Chlordioxid-Stufe gewaschen und auf eine Konzentration von 12 - 50 % entwässert wird zwecks Entfernung herausgelöster Metall-Ionen, und dass daraufhin der Pulpe Alkali für die alkalische Extraktion und Erhöhung des pH-Werts auf 8 bis 14 zugesetzt wird, worauf die Pulpe mit Säure und Chlordioxid zur Einleitung der zweiten Chlordioxid-Stufe versetzt wird. 



   Der Ausdruck "Pulpe" soll in der vorliegenden Beschreibung vorzugsweise "chemische Pulpe" bedeuten, die Weichholzpulpe oder   Harthoizpulpe   oder Mischungen davon sein kann. Die chemi- sche Pulpe wird erhalten, indem die Freisetzung der Fasern auf chemischem Wege durchgeführt wird ; beispielsweise kann sie gebleichte Pulpe sowohl aus weichem Holz (Weichholz) und Pulpe aus hartem   Holz   (Hartholz) sein. 



   Der Ausdruck "Säure" soll in der vorliegenden Beschreibung eine Säure umfassen, die ausge- wählt sein kann aus der Gruppe, bestehend aus Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Schwe- feldioxid, Essigsäure oder Kohlensäure oder eine Kombination davon. 



   Andere Chemikalien, die in Verbindung mit einer Chlordioxidbleiche verwendet werden können, sind Ozon, Wasserstoffperoxid, Hypochlorit oder Alkali. Wenn die Pulpe hohe Konsistenz hat, kann Ozon bevorzugt sein. 



   Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Pulpe nach der ersten Chlordioxid-Stufe auf eine Konzentration von 25-50 %, vorzugsweise 30-40% entwässert. 



   Gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Chlordioxid- Stufen bei einer Pulpenkonzentration von 8-15 %, vorzugsweise 10-12 %, durchgeführt. 



   Das Chlordioxid wird vorzugsweise in Form einer wässerigen Lösung eingesetzt. Ferner erfolgt die Bleiche vorzugsweise in saurem Milieu in einem pH-Wertbereich von 2,5 bis 4,5. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Erhöhung des pH-Werts im Verfahren während der alkalischen Extraktion auf einen pH-Wert von 8-14, vorzugsweise 9-12, besonders bevorzugt pH 9-11. 



   Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die Pulpe anfäng- lich eine mittlere Konsistenz (normalerweise 8 - 20 % Pulpenkonzentration; sogenannte MC-Pulpe) und die entwässerte Pulpe nach der ersten Stufe der Endbleiche mit Chlordioxid eine hohe Konsis- tenz (normalerweise 25 bis 50% Pulpenkonzentration; sogenannte HC-Pulpe). 



   Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Pulpe ver- dünnt und entwässert, einschliesslich Waschen der Pulpe, nach der ersten Chlordioxid-Stufe, wobei ein saures Abwasser mit hohem Metallgehalt aus der Pulpe erhalten wird, woraufhin die Pulpe mit alkalisiertem Filtrat verdünnt wird, sodass der pH-Wert auf > 8, vorzugsweise pH 8-14, erhöht wird, bevor die Pulpe mit Chlordioxid und Säure für die zweite Chlordioxid-Stufe versetzt wird. 



   Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Säure- und Chlordioxid-Zugabe vor der zweiten Chlordioxid-Stufe 15 Sekunden bis 5 Minuten, vorzugsweise 30 Sekunden bis 2 Minuten nach der Zugabe von Alkali. 



   Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Behandlung mit einem Komplexbildner in einem pH-Wert-Bereich von 4,5 bis 10, vorzugsweise von 4,5 bis 7 vor der Endbleiche. 



   Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird verfahrensgemäss die Pulpe in einer Vorrichtung zum Waschen und Entwässern, beispielsweise unter Verwendung einer Wasch-Presse oder einer Presse, vorzugsweise einer Wasch-Presse oder einer Entwässe- rungspresse, konzentriert. Um die Pulpe zwischen den Reaktoren zu befördern (transportieren) wird ferner vorzugsweise eine Pumpe oder entsprechende Vorrichtung verwendet. 



   Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter an Hand der Zeichnung und eines Ausfüh- rungsbeispiels ohne Einschränkung der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen festgelegt ist, näher beschrieben, wobei die Zeichnung eine schematische Darstellung des Ablaufes des erfin- dungsgemässen Verfahrens in Form eines Systems zur Endbleiche unter Verwendung von Chlordi- oxid zeigt. 

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   Ausführungsbeispiel: 
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Ablauf des erfindungsgemässen Verfahrens zur End- bleiche von Pulpe wie folgt: 
Pulpe, die in alkalischen Bleich-Stufen gebleicht und mit Komplexbildner behandelt wurde, wird in einen ersten   Chlordioxid-(CI02)-Reaktor   transportiert, woraufhin die Pulpe verdünnt und gewa- schen wird. (Die Pulpe kann anfänglich einen pH-Wert von 8-12 haben). Das Waschen erfolgt in einem Konzentrationsapparat, wie zuvor in der Beschreibung angegeben, vorzugsweise unter Verwendung einer Wasch-Presse oder einer Entwässerungs-Presse. Ein metallreiches Abwasser wird während des Waschens der Pulpe entfernt. Zu diesem Zeitpunkt hat die Pulpe im wesentli- chen eine höhere Konsistenz, vorzugsweise hohe Konsistenz.

   Die Pulpe wird dann rasch auf die frühere Konsistenz mit Verdünnungsflüssigkeit verdünnt, die Natriumhydroxid (NaOH) enthält, wobei eine rasche akalische Extraktion erreicht wird. Säure zur Regulierung des pH-Werts und ClO2 werden der Pulpe bei ihrem Einbringen in den zur Phase der Endbleiche der Pulpe gehörigen zweiten Reaktor zugesetzt. 



   Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern kann im Rahmen des Erfindungsgedankens variiert werden. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Endbleiche von Pulpe, die nach einer Abfolge von nur alkalischen Bleichstu- fen und gegebenenfalls einer Behandlung mit Komplexbildner Metall-Ionen enthält, wobei die Endbleiche in zwei Chlordioxid-Stufen bei einer Pulpe-Konzentration von 8 bis 20% und einem pH-Wert von 2,5 bis 4,5 erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulpe nach der ersten Chlordioxid-Stufe gewaschen und auf eine Konzentration von 12 bis 50 % entwässert wird zwecks Entfernung herausgelöster Metall-Ionen, und dass daraufhin der 
Pulpe Alkali für die alkalische Extraktion und Erhöhung des pH-Werts auf 8 bis 14 zuge- setzt wird, worauf die Pulpe mit Säure und Chlordioxid zur Einleitung der zweiten Chlordi- oxid-Stufe versetzt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulpe nach der ersten Chlordioxid-Stufe auf eine Konzentration von 25 bis 50 % entwässert wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulpe nach der ersten Chlordioxid-Stufe auf eine Konzentration von 30 bis 40 % entwässert wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des pH-Werts auf pH 9 bis 12, vorzugsweise pH 9 bis 11erfolgt.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Pulpe eine chemische Pulpe eingesetzt wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Säure und Chlordioxid vor der zweiten Chlordioxid-Stufe 15 Sekunden bis 5 Minuten, vorzugsweise 30 Sekunden bis 2 Minuten nach der Zugabe von Alkali erfolgt.

   7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung mit Kom- plexbildner im pH-Wert-Bereich von 4,5 bis 10, vorzugsweise von 4,5 bis 7 erfolgt.