DE69525156T2

DE69525156T2 - Delignifizierung von zellstoff mit peroxid in gegenwart einer übertragungsmetallverbindung

Info

Publication number: DE69525156T2
Application number: DE69525156T
Authority: DE
Inventors: Jukka Jaekaerae; Aarto Paren; Juha Patola
Original assignee: Kemira Chemicals Oy
Current assignee: Kemira Oyj
Priority date: 1994-06-20
Filing date: 1995-06-19
Publication date: 2002-09-26
Anticipated expiration: 2015-06-20
Also published as: PT766761E; JPH10501587A; FI98841B; FI942969A; EP0766761B1; ES2171541T3; JP3772991B2; CA2193204C; FI98841C; FI942969A0; BR9508365A; CA2193204A1; WO1995035407A1; AU2739995A; EP0766761A1; DE69525156D1; ATE212391T1; US6165318A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Delignifizierung einer Chemiepulpe, bei dem die Pulpe mit einem Peroxid oder mit einer Persäure behandelt wird in Gegenwart eines aktivierenden Übergangsmetalls, das in der Pulpe als eine wasserlösliche Metallverbindung enthalten ist und Mo oder W ist.
Die Chemiepulpe ist nach dem Kochen braun, was auf den noch enthaltenen Ligninrückständen beruht. Damit die Pulpe für hochwertiges Papier verwendet werden kann, wird sie nach dem Kochen gebleicht um das Lignin zu entfernen.
Als Bleichchemikalie wird konventionell Chlor verwendet, wodurch eine effektive Bleiche erreicht wird und die erhaltene Papierqualität hoch ist. Aufgrund der durch Chlor verursachten Umweltprobleme wird in letzter Zeit im erhöhten Grade auf andere Bleichchemikalien umgestellt, wie beispielsweise Chlordioxid, Sauerstoff, Ozon, Peroxide und Persäuren. Das allgemeine Ziel besteht in der Umstellung auf ein Bleichen, das vollständig auf Chlorchemikalien verzichtet und die durch Chlorchemikalien und Chlorrückstände im fertigen Papier verursachten Gefahren für die Umwelt vermeidet.
Das Bleichverfahren umfaßt gewöhnlich eine Reihenfolge von Bleichschritten, die aufeinanderfolgend ablaufen, in denen oxidative Schritte zur Ligninzersetzung und basische Waschschritte einander abwechseln. Beim Bleichen ohne Chlorchemikalien, wobei als Oxidationsmittel Sauerstoff und basisches Peroxid verwendet werden, erhält man gewöhnlich eine Pulpe mit einer Weißkraft von 83-87% ISO, welche von der Stärke nicht auf dem Niveau mit Chlorchemikalien gebleichter Pulpe liegt. Wenn Ozon als Oxidationsmittel eingesetzt wird, wird eine Weißkraft von über 88% ISO erreicht, wobei jedoch das Problem der Störanfälligkeit des Verfahrens da ist. Deshalb besteht das Bedürfnis, ein System zu finden mit welchem ohne Anwendung von Chlorchemikalien eine völlig gebleichte Pulpe, die besser als vorherige ist und deren Qualität der konventionellen mit Chlorchemikalien gebleichten Pulpe entspricht, im zuverlässigen Betrieb erhalten werden kann.
Es ist bekannt, daß die Delignifizierung der Chemiepulpe durch deren Behandlung mit Wasserstoffperoxid in Gegenwart verschiedener Methoden wie beispielsweise Sn, Ti, V, W, Mo, Cr, Nb, Os und Se oder ihren Verbindungen gefördert werden kann (1, 2, 3, 4, 5, 6).
Metallverbindungen, die in der organischen Chemie zur Aktivierung von Wasserstoffperoxid verwendet werden, sind zum Beispiel im Buch "Catalytic Oxidations with Hydrogen Peroxide as Oxidant" (G. Strukul, Kluwer Academic Publishers 1992), Kapitel 1, "Introduction and Activation Principles", Seite 9, aufgelistet.
In der angeführten Referenz werden die oben erwähnten metallischen Aktivatoren vorwiegend im Peroxidschritt nach dem Kochen oder nach dem Sauerstoffschritt eingesetzt.
Andererseits haben Weinstock und Mitarbeiter (4) ein Delignifizierungsverfahren offenbart, welches auf durch Mo gebildeten Heteropolysäuren basiert. Heteropolysäure wird in dem Verfahren als stöchiometrische Bleichchemikalie eingesetzt. Mo wird als erstes mit Sauerstoff oxidiert, danach wird es beim Bleichen reduziert und nach der Anwendung wird das Mo mit gasförmigen Sauerstoff reoxidiert. Die Nachteile des Verfahrens liegen jedoch im für die Reaktion notwendigen Schutzgas und der sehr großen Menge von Mo. Dieses Verfahren beruht außerdem nicht auf der Anwendung von Wasserstoffperoxid.
Das US Patent 4 661 205 beschreibt eine mit Übergangsmetall aktivierte Peroxid-Delignifizierung und Bleichung von Zellulose-Materialien unter alkalischen Bedingungen. Nach dieser Referenz ist das Übergangsmetall, das Al, Zn, Ti, Mo oder Zn ist, zur Aktivierung des Peroxid nutzbar, so lange es durch Wasserglas oder einen organischen Komplexbildner stabilisiert ist. Der Stabilisator oder Komplexbildner ist notwendig, damit es zu keiner Beeinträchtigung oder Bindung des Metallkations kommt, welches zum Katalysieren der Reaktion des Peroxid mit Lignin erforderlich ist. Es ist bekannt, daß Wasserglas als solches unter sauren Bedingungen eine Fällung des Silicat verursacht und in dieser Referenz ist keine Lehre zum Durchführen des Verfahrens bei einem sauren pH-Wert gegeben.
Das US Patent 4 410 397 beschreibt ein Verfahren zur Delignifizierung und Bleichen ligninhaltiger Pulpe mit einer Lösung, die auf Peroxid basiert, in einem sauren pH-Bereich von 1-7. Zur Verbesserung des Verfahrens lehrt die Referenz die Anwendung eines Metall enthaltenden Zusatzes, dessen Metallanteil Sn, V oder Ti ist. Dort ist keine Anwendung von Mo oder W in der Lösung erwähnt.
Das US Patent 4 427 490 beschreibt ähnlich ein Verfahren zur Delignifizierung und Bleichen ligninhaltiger Pulpe mit einer Lösung, die auf Peroxid basiert, in einem sauren pH-Bereich von 1-7. In dieser Referenz wird ein Metallion aus einer Gruppe ausgewählt, die Mo und W einschließt, um eine Zersetzung der Pulpe zu verhindern. In Spalte 6, Zeilen 48-50 wird die Anwendung von Magnesiumsulfat und Wasserglas als Stabilisatoren erwähnt, dies bezieht sich aber lediglich auf einen Kontrollversuch in einer basischen Lösung ohne irgendeines der genannten Metallionen.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wurde jetzt beobachtet, daß die Wirksamkeit der Peroxid- und/oder der Persäure- Delignifizierung, welche mit dem Übergangsmetall Mo oder W aktiviert wurde, erhöht werden kann beim Durchführen der Behandlung in einen pH-Bereich von 4,5-5,5 und bei Zugabe einer Verbindung zur Pulpe, die mindestens ein Heteroatom, beispielsweise Si, P oder B enthält. Ein Heteroatom, beispielsweise Si, P oder B, ist in der Lage, mit dem aktivierenden Übergangsmetall eine Heteropolysäure zu bilden.
Die Chemie der Polysäuren, die durch Übergangsmetalle gebildet werden, insbesondere Molybdän und Wolfram, ist erörtert worden zum Beispiel in der Veröffentlichung von Pope, M. T., Heteropoly- und Isopoly-Oxometallate, Springer-Verlag 1983. Polysäuren, die sich in schwach sauren Lösungen bilden, werden unterschieden in Isopolysäuren, welche außer Sauerstoff und Wasserstoff nur Mo oder W enthalten, und Heteropolysäuren, welche ein oder zwei andere Elemente zusätzlich zu den oben erwähnten Atomtypen beinhalten.
Heteropolysäuren bilden sich spontan beim Mischen von wasserlöslichen Verbindungen von Metallsalzen und einem geeigneten Heteroatom unter leicht sauren Bedingungen. Heteropolysäuren mit Molybdän und Wolfram können von fast allen Elementen des Periodensystems der Elemente mit Ausnahme der Edelgase gebildet werden; es sind mindestens 65 Elemente bekannt, die im Stande sind, an der Bildung von Heteropolysäuren teilzunehmen.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der überraschenden Beobachtung, daß die wasserlöslichen Salze verschiedener Elemente, die im Stande sind, Heteropolysäuren zu bilden, das Bleichergebnis mit dem aktivierenden Übergangsmetallen Mo und W beeinflussen. Es wird davon ausgegangen, daß dies etwas mit der Bildung der Heteropolysäuren zu tun hat.
In der Erfindung ist es möglich eine ein Heteroatom enthaltene Verbindung zu verwenden, welche vorzugsweise derselben basischen Lauge, die das aktivierende Übergangsmetall zur Delignifizierung der Pulpe enthält, zugesetzt wird. Die das Heteroatom enthaltene Verbindung und das Übergangsmaterial reagieren in diesem Falle miteinander in der Lösung, oder spätestens in der behandelten Pulpe. Verbindungen, die für die Erfindung geeignet sind, umfassen insbesondere Verbindungen von Silizium und Phosphor, wie beispielsweise Wasserglas oder Phosphorsäure, welche ungiftig und nicht teure Chemikalien sind. Außerdem ist die Menge der für die Wirksamkeitserhöhung der Delignifizierung erforderlichen Chemikalien sehr gering. Aus den durchgeführten Versuchen geht hervor, daß beispielsweise Silizium mit einem molaren Verhältnis von nur 1/12 zum als Aktivatormetall verwendeten Molybdän notwendig ist, um eine effektive Wirksamkeit hervorzurufen.
Die in der Erfindung besonders bevorzugte Verbindung ist die, welche schon sowohl das aktivierende Übergangsmetall Molybdän oder Wolfram als auch das Heteroatom wie zum Beispiel Silizium oder Phosphor enthält. Verbindungen vom Typ der Silicomolybdänsäure können als Beispiele Verbindungen genannt werden.
In Übereinstimmung mit der Erfindung liegt der pH der aktivierten Peroxid- und/oder der Persäurebehandlung im Bereich von 4,5-5,5 und die Temperatur im Bereich von 30-120ºC, vorzugsweise 80-100ºC.
In Übereinstimmung mit der Erfindung gibt bei der aktivierten Peroxid- und/oder Persäurebehandlung die Persäure allein ein besseres Delignifizierungsergebnis als das Peroxid. Es ist jedoch optimal, beide, das Peroxid und die Persäure, gleichzeitig zu benutzen. Ein geeignetes Peroxid ist Wasserstoffperoxid und geeignete Persäuren schließen Peressigsäure und Perameisensäure ein.
In Übereinstimmung mit der Erfindung ist das aktivierende Übergangsmetall vorzugsweise Molybdän, welches als geeignete Verbindung wie beispielsweise als eine Na-Molybdänatlösung verwendet werden kann, die zur Pulpe zusammen mit der das Heteroatom enthaltenden Verbindung zugegeben wird, jedoch getrennt von der Zugabe des Peroxids und/oder der Persäure. In den Versuchen wurde Wolfram zusätzlich zu Molybdän mit guten Ergebnissen eingesetzt.
Zusätzlich zu den genannten Heteroatom enthaltenden Verbindungen, ist es, in Übereinstimmung mit der Erfindung, möglich, bei der aktivierten Peroxid- und/oder Persäurebehandlung auch andere Zusätze zu verwenden, wie beispielsweise Essigsäure oder andere organische Säuren, die als Puffer dienen, um den pH auf dem optimalen Niveau zu halten, und die Elemente Ni, Cr und Se, die in einigen Fällen die Reaktionsfähigkeit der chemischen Verbindungen erhöhen.
Außerdem ist es bevorzugt, vor der mit einem Übergangsmetall aktivierten Peroxid- und/oder Persäurebehandlung zwecks Delignifizierung der Pulpe diese zu chelatieren, um die Schwermetalle, wie beispielsweise Eisen, Mangan und/oder Kupfer, die aus dem Holzrohmaterial stammen, zu entfernen. Dadurch werden diese Schwermetalle davon abgehalten, die Zersetzung des Peroxids und/oder der Persäure zu katalysieren, was den Verbrauch dieser Chemikalien beim Bleichen erhöhen würde. Geeignete Chelatchemikalien beinhalten insbesondere DTPA (Diethylentriaminpentaessigsäure) obwohl andere chelatbildende Substanzen, wie beispielsweise EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure), DTMPA, organische Säuren, quartäre Ammoniumverbindungen usw. ebenfalls möglich sind.
Die Erfindung ist für alle verschiedenen chemischen Pulpen geeignet, wie beispielsweise für Weichholz- und Hartholz- Sulfatpulpen, Sulfitpulpen, semialkalische Pulpen und Organosolpulpen, insbesondere Alkoholpulpen oder milox.
Die folgenden Beispiele beinhalten Versuchsreihen, in denen die Wirkung der verschiedenen Bleichparameter auf die erzielten Ergebnisse untersucht wurden.

Beispiel 1

Eine Weichholzsulfatpulpe wurde einer Chelatvorbehandlung, einem Peroxid-fördernden Sauerstoffschritt (OP) und einer weiteren zweiten Chelatvorbehandlung unterzogen. In der ersten und zweiten Chelatvorbehandlung wurde DTPA im Verhältnis von 2 + 1 kg/Tonne Pulpe und im OP-Schritt wurde H&sub2;O&sub2; im Verhältnis von 10 kg/Tonne Pulpe eingesetzt. Die Kappa-Zahl der enthaltenen Pulpe betrug 8,0, der Weißgrad 60,5% ISO und die Viskosität 840 dm³/kg. Die Ergebnisse der Delignifizierung nach der Vorbehandlung sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1. Wirkung der Reaktionsbedingungen auf die Si/Mo- und P/Mo-aktivierten Peroxiddelignifizierung einer Weichholzsulfatpulpe
Wie aus der Tabelle ersichtlich, sind lange Reaktionszeiten (vergleiche Versuch 1 und 2, 5 und 6), eine hohe Temperatur (vergleiche Versuch 2 und 3, 6 und 7) und eine hohe Konsistenz (Stoffdichte) (vergleiche Versuch 2 und 4, 6 und 8) optimal für eine Silicat- und Phosphormodifizierte molybdänaktivierte Peroxid-Delignifizierung. Ein pH von 4,7 gibt ein besseres Ergebnis als die Vergleichsproben (pH 2,4 und 7).
Die Vergleiche der Versuche 2 und 11 und der Versuche 3 und 12 zeigen den Verbesserungseffekt des Silicats auf die Delignifizierungswirksamkeit und die Vergleiche der Versuche 6 und 11 und der Versuche 7 und 12 zeigen entsprechend den Verbesserungseffekt des Phosphors.
Die Verbesserung, die mit einer Si- und P-modifizierten Delignifizierung erzielt wurde, bezüglich der Vergleichsproben (kein Silicat und kein Phosphor) ist ebenfalls in der Gesamtpulpe deutlich erkennbar; wie unten gezeigt.
Die delignifizierten Pulpen 3 (Versuch Nr. 3), 7 (Versuch Nr. 7) und 10 (Vergleichsprobe, Versuch Nr. 10) der Tabelle 1 wurden chelatiert (1 kg DTPA/t) und gewaschen vor dem nachfolgenden basischen Peroxidbleichen (20 kg H&sub2;O&sub2;/t). Die Standzeit betrug 210 Minuten, die Temperatur 90ºC und die Konsistenz (Stoffdichte) 12%. Die Eigenschaften der gebleichten Pulpen sind aufgeführt. Tabelle 1b
Der durch die Modifikation mit Si und P erzielte Bleichvorteil ist auf dem Niveau der Weißkraft der Tabelle 1b ganz bedeutend.
Die als Rohmaterial in Tabelle 1 verwendete Weichholzsulfatpulpe wurde vor den Delignifizierungsversuchen chelatvorbehandelt. Auf die Chelatvorbehandlung kann verzichtet werden, es verbessert allerdings die Wirksamkeit und Selektivität der Si- und P-modifizierten Mo aktivierten Peroxiddelignifizierung durch Entzug der nachteiligen Schwermetalle, wie beispielsweise Fe, Mn und Cu, die Peroxid zersetzen.

Beispiel 2

Eine Weichholzsulfatpulpe wurde einer Peroxid-fördernden Sauerstoffdelignifizierung (OP) und einem Chelationsschritt (2 kg DTPA/Tonne Pulpe) unterzogen. Die enthaltene Pulpe hatte eine Kappa-Zahl von 7, 7, einen Weißgrad von 55,8% ISO und eine Viskosität von 800 dm³/kg. Tabelle 2 zeigt die Wirkung des Silicats auf Mo- und W-aktivierte Peroxiddelignifizierungen. Tabelle 2
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich, verbessert das Silizium die Wirksamkeit der W-aktivierten Peroxiddelignifizierung (vergleiche Versuche 2 und 3).

Beispiel 3

Eine Weichholzsulfatpulpe wurde einer Chelation, einem Sauerstoffschritt und einem zweiten Chelationsschritt unter Anwendung von 1 kg DTPA/Tonne Pulpe unterzogen. Die Kappa-Zahl der erhaltenen Pulpe betrug 7, 7, der Weißgrad 55,8% ISO und die Viskosität 800 dm³/kg. Danach wurde die Delignifizierung durchgeführt, deren Ergebnisse in folgender Tabelle 3 aufgeführt sind. Tabelle 3
In den Versuchen 3 und 5 wurden einige der Chemikalien nach 200 Minuten hinzugefügt, in Verbindung mit der pH-Kontrolle (pH 5,2).
Die Vergleiche der Versuche 1 und 4 und der Versuche 2 und 6 der Tabelle 3 zeigen, daß die Anwendung von Silicat die Endergebnisse sowohl der molybdän-aktivierten Peroxiddelignifizierung als auch der molybdän-aktivierten Persäure/Peroxiddelignifizierung verbessert.
Die Anwendung von Phosphor anstatt Silicat ergibt ein nahezu gleich gutes Ergebnis, ersichtlich bei dem Vergleich der Versuche 3 und 5.
Eine Temperaturerhöhung erhöht die Wirksamkeit der Silicatmodifizierten molybdän-aktivierten Peressigsäure/Peroxiddelignifizierung (vergleiche Versuche 6 und 7). Ein Mehreinsatz an Bleichchemikalien und/oder Erhöhung der Reaktionszeit erhöht ebenfalls die Wirksamkeit der betroffenen Delignifizierungen, wie beim Vergleich der Versuche 4 und 8, 6 und 7 sowie 3 und 4 gezeigt.

Beispiel 4

Eine Weichholzsulfatpulpe wurde einer Peroxid-geförderten Sauerstoffdelignifizierung und einem Chelationsschritt bei Anwendung von 2 kg DTPA/Tonne Pulpe unterzogen. Die Kappa- Zahl der erhaltenen Pulpe betrug 7,4, der Weißgrad 62,2% ISO und die Viskosität 895 dm³/kg. Die Ergebnisse der an der Pulpe durchgeführten Delignifizierungsschritte sind in Tabelle 4 dargestellt. Tabelle 4
Die Pulpen 1, 2, 3 und 5 der Tabelle 4 wurden einem weiteren Chelationsschritt und die Chlordioxiddelignifizierten Pulpen Nr. 4 einem basischen (E) Schritt unterzogen. Die gewaschenen Pulpen 1, 2, 3 und 5 wurden einer sauren Peroxidbehandlung ausgesetzt und, genau wie Pulpe 4, nach einem Laugen- und Waschschritt einen Chlordioxidschritt (D) unterworfen. Die Bleichversuche der Tabelle 4a wurden weitergeführt nach den entsprechend numerierten Versuchen der Tabelle 4. Tabelle 4a
Zusätzlich zu dem Weißgrad wurden Stärkeeigenschaften entsprechend einer chlordioxidgebleichten Pulpe (Nr. 4) erhalten für die Pulpen (Nr. 2 und 3) nach dem basischen Peroxidbleichen, welches der aktivierten Peroxiddilignifizierung folgt: wurde ein Dehnindex von 70 und ein Reißindex von 14 erreicht, was vom Ergebnis her 10% besser ist als bei einer konventionell basisch peroxidgebleichten TCF-Pulpe (Nr. 5). Der Verbesserungseffekt von Silizium auf die Ergebnisse ist beim Vergleich des Versuchs 3 mit dem Versuch 2 gezeigt.

Beispiel 5

Die Weichholzsulfatpulpe wurde einer Peroxid-fördernden Sauerstoff-Delignifizierung und einem Chelationsschritt, bei dem 2 kg DTPA/Tonne eingesetzt wurden, unterzogen. Die Kappa-Zahl der erhaltenen Pulpe betrug 7, 7, der Weißgrad 55,8% ISO und die Viskosität 800 dm³/kg. Die Ergebnisse der an dieser Pulpe durchgeführten Vanadium- und Wolfram-aktivierten Peroxid und Peroxid/ Persäuredelignifizierungsschritte sind in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5
Wie aus der Tabelle 5 ersichtlich, verbessert die Zugabe von Silicat sowohl die W-aktivierte Peroxiddelignifizierungen als auch die W-aktivierte Peroxid/Persäure Delignifizierungen. Die Viskositätswerte der delignifizierten Pulpen von Tabelle 5 waren im Intervall von 710-740 dm³/kg.

Beispiel 6

Birkensulfatpulpe wurde einer Sauerstoffdelignifizierung und Chelation bei Anwendung von 2 kg DTPA/Tonne Pulpe unterzogen. Die Kappa-Zahl der erhaltenen Pulpe betrug 10, der Weißgrad 52,7% ISO und die Viskosität 863 dm³/kg. Die Ergebnisse der an dieser Pulpe durchgeführten Mo-aktivierten Peroxiddelignifizierung sind in Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 6
Q: 2 kg DTPA/t, 45 Minuten, 70ºC, Cs 5%, pH 5,5
EP: 25 kg H&sub2;O&sub2;/t, 210 Minuten, 90ºC, Cs 12, End-pH 10
Wie aus Tabelle 6 ersichtlich, gibt die Siliziummolybdänaktivierte Peroxiddelignifizierung (Versuch Nr. 2) ein besseres Ergebnis als die Molybdän-aktivierte Peroxiddelignifizierung (Versuch Nr. 1). Die Weißgradwerte des späteren basischen Peroxidschrittes sind ebenfalls besser als die des Kontrollversuches.
Bei der Bleichreihe, die auf dem sauren Peroxidbleichen basiert, bleibt die Kappa-Zahl der gebleichten Birkenpulpe gewöhnlich auf dem Niveau von 3-4. Durch die oben erwähnten Verfahren kann die Kappa-Zahl der Birkensulfatpulpe unter dieser liegen, welches, neben anderen Dingen, durch Vergilben verursacht wird.

Beispiel 7

Eine Sauerstoff-vorgebleichte Weichholzsulfatpulpe mit einer Kappa-Zahl von 8,4, einem Weißgrad von 52,7% ISO und einer Viskosität von 827 dm³/kg wurden einer Mo- oder W-aktivierten Peroxiddelignifizierung (mP), Chelation (Q) und zum Schluß einer basischen Peroxidbehandlung (EP) unterzogen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 7 gezeigt. Tabelle 7 Fortführung Tabelle 7
Die Ergebnisse zeigen, daß Silizium und Phosphor, welche als Heteroatome eingesetzt würden, beide einen Verbesserungseffekt auf die Delignifizierung hatte.

Beispiel 8

Eine Sauerstoff-vorgebleichte Weichholzpulpe mit einer Kappa-Zahl von 7, 7, einem Weißgrad von 55,8% ISO und einer Viskosität von 789 dm³/kg wurde einer Mo-aktivierten Peroixddelignifizierung (mP) unterzogen, bei welcher die Temperaturen 90ºC, die Behandlungzeit 200 Minuten, die Stoffdichte 12%, die Menge an H&sub2;O&sub2; 20 kg/t, der Anfangs-pH 5,2, die Menge an Mo 0,66 kg/t waren und einer nachfolgenden Chelation (Q) bei welcher die Temperatur 80ºC, die Behandlungszeit 15 Minuten, die Chelationschemikalie EDTA 1,5 kg/t und der pH 5,5 waren und einer abschließenden basischen Peroxidbehandlung (EP), bei welcher die Temperatur 80ºC, die Behandlungszeit 240 Minuten, die Stoffdichte 17%, die Laugenmenge 10-11 kg NaOH/t, die Menge von H&sub2;O&sub2; 20 kg/t und der pH 10,4 waren. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 8 gezeigt. Tabelle 8
Es ist ersichtlich, daß Jod (in der Form von H&sub5;IO&sub6;), Cerium, Phosphor und Bor, die als Heteroatome eingesetzt wurden, alle einen Verbesserungseffekt auf die Delignifizierung haben; bei Cerium wird jedoch der gute Weißgrad durch die mangelhafte Viskosität aufgewogen. Für einen Fachmann auf diesem Gebiet ist offensichtlich, daß die verschiedenen Anwendungen der Erfindung nicht auf die oben dargestellten Beispiele beschränkt sind; sie können variieren innerhalb der begleitenden Ansprüche.

Quellenangaben

1. Latosh M. V., Reznikov V. M., Alekseev A. D., "Method for oxidative delignification of plant raw materials," USSR Pat. 699,064. Anmeldetag 8. April 1977.
2. Eckert R. C., "Delignification and bleaching process and solution for lignocellulosic pulp with peroxide in the presence of metal additives," CA Pat. 1,129,161. Anmeldetag 18. Januar 1979.
3. Kubelka V., Francis R. C., Dence C. W., "Delignification with acidic hydrogen peroxide activated by molybdate," Journal of Pulp and Paper Science: Vol. 18, Nr. 3, Mai 1992, S. 108-114.
4. Weinstock I. A., Springer E. L., Minor J. L., Atalla R. H., "Alternative pathways in non-chlorine bleaching," Non-chlorine bleaching conference, 14.-18. März 1993, S. Carolina, USA.
5. Mounteer A. H., Colodette J. L., Gomide J. L., Campos A. S., "Alternativas para branquamento sem cloro molecular," O Papel 53, Nr. 4, April 1992, S. 25-35.
6. Sundman G. I., "Ph.D. Dissertation, SUNY College Environment Science and Forestry, Syracuse, USA, 1988.

Claims

1. Verfahren für die Delignifizierung einer Chemiepulpe, bei dem die Pulpe mit einem Peroxid oder mit einer Persäure behandelt wird in Gegenwart eines aktivierenden Übergangsmetalls, das in der Pulpe als eine wasserlösliche Metallverbindung enthalten ist und Mo oder W ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei einem pH innerhalb des Bereichs von 4,5 bis 5,5 ausgeführt wird und daß eine Verbindung der Pulpe hinzugefügt wird, die wenigstens ein Heteroatom, beispielsweise Si, P oder B, enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heteroatom Silizium oder Phosphor ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Heteroatom enthaltende Verbindung der Pulpe mit derselben alkalischen Lösung hinzugefügt wird wie das aktivierende Übergangsmetall.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichent, daß eine Verbindung der Pulpe zugefügt wird, die sowohl ein aktivierendes Übergansmetall als auch ein Heteroatom enthält, beispielsweise eine Verbindung vom Typ einer Silikomolybdänsäure.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulpe mit einer Mischung eines Peroxids und einer Persäure behandelt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Peroxid Wasserstoffperoxid und die Persäure Peressigsäure ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungstemperatur im Bereich 30- 120ºC, vorzugsweise 80-100ºC liegt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der oben erwähnten aktivierten Peroxidoder Persäurebehandlung die Pulpe chelatiert wird zur Entfernung von Schwermetallen, wie Fe, Mn und/oder Co, die von dem Holzrohmaterial stammen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Chelatierungschemikalie DTPA ist.