DE2841013A1 - Verfahren zur vollbleiche von zellstoff - Google Patents

Verfahren zur vollbleiche von zellstoff

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DE2841013A1 DE19782841013 DE2841013A DE2841013A1 DE 2841013 A1 DE2841013 A1 DE 2841013A1 DE 19782841013 DE19782841013 DE 19782841013 DE 2841013 A DE2841013 A DE 2841013A DE 2841013 A1 DE2841013 A1 DE 2841013A1
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    • D21C9/1057—Multistage, with compounds cited in more than one sub-group D21C9/10, D21C9/12, D21C9/16

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  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Description

78 171 BL
Deutsche Gold- und Sirber-Scheideanstalt
vormals Roessler
6000 Frankfurt am Main, Feissfrauenstr, 9
Verfahren zur Vollbleiche von Zellstoff
Die Erfindung betrifft ein mehrstufiges, mindestens dreistufiges Verfahren zur Vollbleiche von Zellstoff.
Aus der DE-OS 23 27 900 und der DE-PS 22 19 504 ist bekannt, Zellstoff unter der Verwendung von Peroxiden zu bleichen.
Bei dem Verfahren gemäss DE-PS 22 19 50k, welches aus einer Stufenfolge P-D-P besteht, können erhebliche Korrosionsprobleme auftreten,
on Gegenstand der Erfindung ist ein mehrstufiges, mindestens dreistufiges Verfahren zur Vollbleiche von Zellstoffj welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Zellstoff, gegebenenfalls nach einer Vorbehandlung mit Magnesiumsalζen und/oder organischen Korn-
oc plexbildnern in der ersten Stufe mit einer Perverbindung, in der zweiten Stufe mit Chlorit und in der dritten Stufe mit einer Perverbindung gebleicht wird.
0300.U/0102 ' - 2. -
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ι 5
Bei schwer bleichbaren Zellstoffen oder zur Einstellung eines gewünschten Polymerisationsgrades können weitere ς bekannte Bleichstufen angeschlossen werden.
Derartige Bleichstufen sind in Ullmann's Enzyklopädie der technischen Chemie, 3· Auflage, 18.Band, Seite 778 (1967) beschrieben. Die Durchführung des erfindungsge-]Q massen Verfahrens kann beispielsweise in Bleichvorrichtungen durchgeführt werden, wie sie in Ulimann1s Enzyklopädie der technischen Chemie, 3· Auflage, i8.Band, Seite 755 beschrieben werden.
Zwischen den einzelnen Bleichstufen kann in bekannter teise eine Waschung mit Wasser durchgeführt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kar.n jedoch zwischen der zweiten und dritten Stufe eine Waschung unterbleiben, ohne dass ein Nachteil für die Qualität des Produktes festgestellt werden kann.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann für alle bekannten Zellstoffarten angewandt werden. Derartige Zellstoffe können beliebige Nadelholz- oder Laubholz-Sulfit-Zellstoffe sein, wie z.B. Fichtensulfitzellstoff oder Buchensulfitzellstoff. Mit besonderem Vorteil kann das erfindungsgemässe Verfahren zur Bleiche von Fichte- Papier- und Viskose-Sulfitzellstoff oder von Buchensulfit-Kunstseide-Zellstoff eingesetzt werden. Es kann aber auch zur Bleiche von allen lang- und kurzfaserigen Zellstoffen, wie der von Pappeln oder Birken verwendet werden.
Die Vorbehandlung des Zellstoffes kann in wässriger Lösung bei einer Stoffdichte von 2 bis 15 Gew.-^ (bezogen auf atro Zellstoff) , vorzugsweise von 3 t>is 5 Gew.-^, durchgeführt werden. Dabei kann die Temperatur zwischen 5 und 80 C, vorzugsweise zwischen 5 und
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20 C betragen. Die Dauer der Vorbehandlung kann zwischen 5 und 60 Min.,.vorzugsweise zwischen 5 und 10 Min. liegen. Die Konzentration an Magnesiumsalζ kann 0,05 bis 0,6 Gew.-^, vorzugsweise 0,1 bis 0,4 Gew.-^ (bezogen auf atro Zellstoff und Mg SO. ) betragen.
Als Magnesiumsalze können verwendet werden: MgSO., MgCl , Mg(N0„) , Mg EDTA (Äthylendiamintetraessigsäure) oder Magnesiumsalze von Polyoxycarbonsäure. Derartige Polyoxycarbonsäuren werden z.B. in DE-OS 19 04 94θ, DE-OS 19 04 941 und DE-OS 19 42 556 beschrieben.
Die Konzentration der Komplexbildner in der Vorbehandlungsflotte kann 0,005 bis 0,6 Gew.-^, vorzugsweise 0,1· bis 0,3 Gew.-# (bezogen auf atro Zellstoff) betragen. Als Komplexbildner können verwendet werden: Äthylendiaminessigsäure (EDTA), NaJDTPA, Polyoxycarbonsäuren, wie sie z.B. in DE-OS 19 04 94O, DE-OS 19 04 oder DE-OS 19 42 556 beschrieben werden.
Die erste Bleichstufe kann mit einer Perverbindung bei einer Stoffdichte von 5 bis 10 Gew.-^, vorzugsweise von 8 bis 12 Gew.-J^ (bezogen auf atro Zellstoff) in wässriger Lösung durchgeführt werden. Als Perverbindung kann dabei eine organische oder anorganisches Peroxid, wie Wasserstoffperoxid, Natriumperoxid oder t-Butylhydro- ^ peroxid eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird Wasserstoffperoxid verwendet. Die Temperatur kann in der ersten Bleichstufe zwischen 4θ und 95 C, vorzugsweise zwischen 50 und 75 C betragen.
*" Die Dauer der ersten Stufe kann zwischen 30 und 24θ Minuten, vorzugsweise zwischen 60 und 180 Min. betragen.
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Die Konzentration an Perverbindung kann von 0,5 bis 5 Gew.-'fit vorzugsweise von 0,8 bis 1,2 Gew.-% (bezogen auf atro Zellstoff und 100 # H 0 ) betragen.
Die Konzentration an Alkali, vorzugsweise Natriumhydroxid kann 1,5 bis 10 Gew.-^, vorzugsweise 2,0 bis 4,0 Gew.-^ (bezogen auf atro Zellstoff und 100 $ NaOH) betragen.
In der zweiten Stufe kann in der wässrigen Lösung als Chlorit ein Alkalichlorit, vorzugsweise Natriumcnlorit verwendet werden. Die Stoffdichte der zweiten Stufe kann 5 bis 15 Gew.-^, vorzugsweise 8 bis 12 Gew.-$
■J5 (bezogen auf atro Zellstoff) betragen. Die Temperatur kann 20 bis 80 C, vorzugsweise 25 bis 60 C sein. Die Dauer der zweiten Stufe kann zwischen 30 und 240 Minute» j vorzugsweise zwischen 60 und 18O Minuten liegen. Die Konzentration des Alkalichlorites kann 0,05 bis 1 j.O Gew.-^, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 Gew.-^ (bezogen auf atro Zellstoff und 100 $ Natriumchlorit) betragen. Der pH-¥ert der zweiten Stufe kann 2,5 bis 5»0, vorzugsweise 3j0 bis h betragen. Der pH-¥ert kann durch Zusatz einer organischen Säure, z.B. Ameisensäure oder Essigsäure oder einer Mineralsäure eingestellt werden. In einer vorzugsweisen Ausführungsform wird Salpetersäure (HN0„) verwendet.
Die dritte Bleichstufe kann mit einer Perverbindung in wässriger Lösung bei einer Stoffdichte von. 5 bis 15 Gew.-$, vorzugsweise 8 bis 12 Gew.-^ (bezogen auf atro Zellstoff) durchgeführt werden. Als Perverbindung können anorganische oder organische Peroxide, wie z.B. Wasserstoffperoxid, Natriumperoxid oder t-Butylhydroperoxid eingesetzt werden. Vorzugsweise kann Wasserstoffperoxid als Perverbindung eingesetzt werden. Die Temperatur kann h0 bis 95 C, vorzugsweise 50 bis 65 C betragen. Die Dauer der dritten Bleichstufe kann 3° bis
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240 Minutertj vorzugsweise 6θ bis 120 Minuten betragen. ij Die Konzentration an Perverbindung, vorzugsweise Wasserstoffperoxid, kann 0,2 bis 2,0 Gew.-jS, vorzugsweise 0,4 bis 0,8 Gew.-^ (bezogen auf atro Zellstoff und 100 $ H O2) betragen. Die Konzentration an Alkali kann 0,5 bis 3,0 Gew.-^, vorzugsra.se 0,8 bis 1,2 Gew.-$ (bezogen auf atro Zellstoff und 100 $ NaOH) betragen. Als Alkali kann vorzugsweise Natriumhydroxid verwendet werden. - "
Das erfindungsgemässe Verfahren weist den Vorteil auf, dass durch die Kombination und Reihenfolge der Bleichstufen Perverbindung, Chlorit und Perverbindung sowie durch die Führung der Chlorit-Bleichstufe bei einem pH-Wert zwischen 3 und 5 es möglich ist, die Einsatz= menge von Chlorit so gering zu halten, dass keine nennenswerten Mengen an Chlor in das Abwassersystem gelangen« Das heisct, das erfindungsgemässe Verfahren arbeitet nahezu chlorfrei.
Der Weissgehalt des Endproduktes ist gegenüber den Endprodukten der bekannten Verfahren verbessert, wobei zusätzlich noch die Ausbeute um 2 bis 3 Ί° gesteigert werden kann.
Weiterhin kann die Waschung zwischen der zweiten und dritten Bleichstufe entfallen, wodurch eine verbesserte Wärmeökonoraie erreicht wirdo
Die Temperatur in der zweiten Stufe kann bis auf 20 C gesenkt werden, wodurch eine erhebliche Reduzierung der Korrosionsprobleme bewirkt wird, die ζ.B0 bei dem Verfahren gemäss DE-PS 22 19 504 in der Chlordioxidstufe (D) auftreten können.
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Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert und beschrieben:
Beispiel 1
Bleiche eines Buchensulfit-Kunstseide-Zellstoffes gemäss dem Stand der Technik
1. Stufe = 2,2 # Cl2 1 Stunde 3 <$> Stoffd. 15°C Waschung
2c Stufe = 3,6 56 NaOH 3 Stunden 10 # Stoffd. 75°C Waschung
3. Stufe = 0 4 * akt. 4 stunden l0 £ stoffd. 40°X Chlor r
Waschung (Ca-Hypochlorit)
20
Beispiel 2
Bleiche eines Buchensulfit-Kunstseide-Zellstoffes gemäss Erfindung
1. Stufe = 1,0 ^ H 0 3 Stunden 10 % Stoffd. 75°C
3,0 $> NaOH
Waschung
2. Stufe = 0,15^ NaClO 12 Stunden 10 $ Stoffd. 30°C
0,4 $ 3
keine Waschung
3. Stufe = 0,4 $ H2°2 2 Stunden 10 # Stoffd. 65°C
1,0 ^ NaOH
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ΛΟ
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Ergebnisse
* Bexspiel 1 Beispiel 2
Weissgehalt gebleicht1
(Elrepho)		 92,0 94,6
Ausbeute 93,3 96,6
sL- Cellulose . 90,6 9o;4
R 19 94,2 93,8
Viskosität (SKV) 178- 214
Die beiden Beispiele zeigen für einen Buchensulfit— •5 Kunstseidezellstoff, dass mit dem erfindungsgemässen Verfahren eine bessere Bleiche erzielt wird0 Die 3,3 % höhere Zellstoffausbeute wird bei nahezu unverändertem «\_~Cellul ο segehalt erhalten. Der nur leicht verringerte R 19—Wert zeigt an, dass der Ausbeutegewinn bei der Maisch-Alkalisierung und Viskoseherstellung weitgehend erhalten bleibt» Die höhere Viskosität zeigt an, dass das Verfahren äusserst Faser schonend abläuft.
^J Der Gesamtchloreinsatz bei dem bekannten Bleichverfahren gemäss. Beispiel 1 war, auf Zellstoff bezogen 2,6 $, bei der Bleiche entsprechend der Erfindung 0,06 ^.
Beispiel 3
Bleiche eines Fichten-Sulfitzellstoffes gemäss dem Stand der Technik
1. Stufe 4 # Cl_ 1 Stunde 3 $ Stoffd. 15°C
et
Waschung.
2. Stufe 3,5 $ NaOH 1 Stunde 10 $> Stoffd. 70°C Waschung
-8„-
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-JK-
3. Stufe 1,0 Waschung
4. Stufe 1,0
akt. 3 Stunden 10 Chlor
akt. 3 Stunden 10 Chlor
Stoffd.
40°C
Stoffd. 40 C
Beispiel 4
Bleiche eines Fichten-Sulfitzellstoffes für Papier gemäss Erfindung
1. Stufe 1 ,5 5b H O2 1 Stunde ■J5 3,0 <f> NaOH
Waschung
<£ Stoffd. 70°C
2. 'Stufe 0,4 io NaClO2 3 Stunden 10 # Stoffd. 50°C
0,5 % KNO
keine Waschung
3. Stufe 1,0 % H2°2 1,5 # NaOH Waschung*
Stunden 10 % Stoffd. 60°C
Ergebni s s e
Weissgehalt gebleicht Ausbeute
Beispiel 3
90,3
92,5
Beispiel 4 (Erfindung)
90,7
93,1
Bei geringfügig höherem Weissgehalt und etwas besserer Ausbeute wird der Chlorgehalt im Abwasser durch das ex'finduiigsgemässe Verfahren von 6 %, bezogen auf eingesetzten Zellstoff, auf 0,i6 4> reduziert.
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Beispiel 5
Bleiche eines Fictitensulfitzellstoffes gemäss Erfindung 0
Vorbehandlungs s tuf e
0,3 io MgSO^ 10 Min. 5 # Stoffd. 15°C
Eindickung auf 10 $ Stoffdichte 10
1. Stufe 1,3 ^ H2°2 1 Stunde 10 1° Stoffd. 70°C
3,0 ^ NaOH Waschung
2. Stufe 0,4 io NaClO2 3 Stunden 10 # Stoffd. 30°C
3. Stufe 1,0 $> H2O2
1,5 ^ NaOH 3 Stunden 10 # Stoffd. 60°C
^υ Der gebleichte Stoff erreichte 91,0 ¥eissgehalt. Durch die Vorbehandlung mit MgSO. konnte der Peroxideinsatz der 1. Stufe auf 1,3 # H2°2 reduzie:rt werden.
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Claims (1)

  1. Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt vormals Roessler
    6OOO Frankfurt am Main, Weissfrauenstr. 9
    Verfahren zur Vollbleiche von Zellstoff
    Patentansprüche
    20
    j 1.' Mehrstufiges, mindestens dreistufiges Verfahren
    zur Vollbleiche von Zellstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellstoff, gegebenenfalls nach einer Vorbehandlung mit Magnesiumsalzen oder/und organi- *■** sehen Komplexbildnern in der ersten Stufe mit einer Perverbindung, in der zweiten Stufe mit Chlorit behandelt und in der dritten Stufe mit einer Perverbindung gebleicht wird.
    ου 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weitere bekannte Bleichstufen angeschlossen werden.
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    3· Verfahren nach Anspruch 1 -2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Bleichstufen mit Wasser ge-Ij waschen wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3> dadurch gekennzeichnet, dass eine Waschung zwischen den Stufen 2 und 3 nicht durchgeführt wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlung mit einer
    Stoff dichte 2 - 15 $> vorzugsweise 3-5
    Temperatur 5 - 80 C vorzugsweise 5 - 20
    ■5 Zeit 5 - 60 Min. vorzugsweise 5-10
    Mg-SaIz entspr. 0.05 - 0,6 fi Mg- vorzugsweise 0,1 - 0,4 Komplexbildner 0,05 - 0,6 $> Mg- vorzugsweise 0,1 — 0,3
    erfolgt.
    " 6.' Verfahren nach Anspruch 1 - 5> dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stufe wie folgt gearbeitet
    wird; wobei als Perverbindung Wasserstoffperoxid
    verwendet wird:
    Stoffdichte 5 - 20 $ vorzugsweise . 8-12
    vorzugsweise 50 - 75 "
    Stoffdichte 0 C _ 20 <fi Temperatur 1 40 - 95°c Zeit 30 - 240 H2°2* ,5 - 5 $ NaOH ,5 - 10 «si
    vorzugsweise 0,8 - 1,2 vorzugsweise 2,0 - 4,0
    7. Verfahren nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Stufe wie folgt gearbeitet wird; wobei als Chlorit Natriumchlorit verwendet
    wird:
    35
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    Stoffdichte 5 - 15 $ vorzugsweise 8-12 Temperatur 20 - 80 C vorzugsweise 25 - 60 Zeit 30 - 2^0 Min. vorzugsweise 60 - 18O Natriumchlroit 0,05 - 1,0 vorzugsweise 0,1 - 0,3 pH-Beginn 2,5 - 5»0 vorzugsweise 3»5 - h
    8. Verfahren nach Anspruch 1 - 7» dadurch gekennzeichnet, dass in der dritten Stufe wie folgt gearbeitet wird; wobei als Perverbindung Wasserstoffperoxid verwendet wird:
    Stoffdichte Temperatur Zeit
    H2O2 # 0,2
    NaOH 0,5
    15
    vorzugsweise 8 C vorzugsweise 50 2kO Min. vorzugsweise 60 2,0 $ vorzugsweise 0,4 3,0 # vorzugsweise 0,8
    PAT/Dr.We-Eh i8.Sept
    030014/0182
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