FI61055C - Foerfarande foer peroxidblekning av hoegutbytesmassa - Google Patents

Description

ItftSteH [B] (11,KUULUTUSIULKAISU 61055 A 1 J 1 1 UTLÄGGNI NGSSKMFT ** *45^3 C Patentti myönnetty 10 05 1932 <S1) 0 9/16 SUOM I — FI N LAN D (21) P»Mnttlh»k*mut — P*t*nuniöknln| 781156 (22) H*k*ml*pll»l — An*öknli»|td*f 17.. 78 ' * (23) Alkupilvt — GHtijh*t*d»j 17.0t.78 (41) Tulkit luikituksi — Bllvlt offtntllj 19.10.78

Patentti- ja rekisterihallitus ..., ,. , .......

_ ^ ^ . ^ (44) Nihtivlktlptnon |t kuuUulkalsun pvm. —

Patent- och registerstyrelsen ' Antöktn utitfd och uti.tkrift«n pubitctnd 29.01.82 (32)(33)(31) hT"1·**/ etuoikeus — Befird prlorltct ]_8. Ot. 77

Ruotsi-Sverige(SE) 770ttot-8 (71) Mo oeh Domsjö Aktiebolag, Fack, S-891 01 Örnsköldsvik 1, Ruotsi-Sverige (SE) (72) Jonas Arne Ingvar Lindahl, Domsjö, Ernst Birger Tiberg, Örnsköldsvik,

Sten Lage Häggström, Överhörnäs, Ruotsi-Sverige(SE) (7t) Berggren Oy Ab (5t) Menetelmä suursaantomassan peroksidivalkaisemiseksi - Förfarande för peroxidblekning av högutbytesmassa

Esillä oleva keksintö koskee uutta menetelmää lignoselluloosamate-riaalin valkaisemiseksi ja erikoisesti sellaisten massojen valkaisemiseksi, joilla on korkea ligniinipitoisuus, ns. suursaantomasso-jen valkaisemiseksi. Sellaisia massoja, jotka ovat erittäin soveliaita valkaistaviksi keksinnön mukaisesti, ovat hioke, lasturaffi-nöörimassa, termomekaaninen massa, kemiallismekaaninen massa ja puo-1ikemiallinen massa. Yhteistä näille massalaaduille on se, että puun kuidut vapautetaan kemiallisen ja/tai mekaanisen defibroimisen avulla hiomislaitteessa lautasraffinöörissä tai ruuvidefibroimis-laitteessa, joka on sen laatuinen, jota pidetään kaupan nimellä "FROTAPULPER", ja jossa massaan kohdistetaan heikko mekaaninen käsittely ilman, että oleellisesti alennetaan vedenpoistovastusta.

Tunnetulla tekniikalla on mahdollista valkaista edellä mainittuja suur saantoina s so ja valkoisuuteen 80 %, määrättynä menetelmällä SCAN-Cll:62, tai vielä korkeampaan valkoisuuteen. Suurena haittana tässä tunnetussa valkaisutekniikassa on se, että valkaisukemikaali-kustannukset tulevat erittäin korkeiksi saavutettuun valkoisuuteen verrattuna. Toisena haittana suursaantomassan valkaisussa on se, 2 61055 että valkaisulämpötila vaihtelee lämpötilan vaihdellessa valmistusprosessin muissa osissa. Niinpä voi valkaisutorniin tulevan massan lämpötila vaihdella alueella 50-70°C riippuen ulkoisista lämpötilaolosuhteista, esimerkiksi puun ja lastujen lämpötilasta, ilman lämpötilasta valmistuslaitteiston ympärillä jne, ja lisätyn tuore-veden lämpötilan vaihteluista yms.

Suursaantomassoja valmistettaessa sovelletaan periaatteessa kahta eri menetelmää, nimittäin ns. raffinöörivalkaisua ja tornivalkaisua. Raffinöörivalkaisussa lisätään valkaisuaine välittömästi ennen raffinööriä tai raffinöörissä, kun taas tornivalkaisussa valkaisu suoritetaan erikoisessa valkaisutornissa. Näiden kahden valkaisu-tyypin yhdistelmiä esiintyy myös. Raffinöörivalkaisua käytetään pääasiallisesti valmistettaessa lasturaffinöörimassaa ja termomekaanista massaa, jolloin defibroiminen suoritetaan yleensä kahdessa vaiheessa ja valkaisukemikaalit lisätään välittömästi ennen toista defibroimisvaihetta tai sen aikana. Tällöin lämpötila raffinöörissä nousee suhteellisen korkeaksi, usein arvoon 100°C tai vielä korkeammaksi. Tämä aiheuttaa sen, että valkaisuaine osaksi hajoaa, koska esimerkiksi vetyperoksidi hajoaa erikoisesti seoksena alkalin kanssa nopeasti jo lämpötiloissa 70°C. Edelleen haihtuu osa valkaisu-ainetta ja joutuu kitkalämmön aikaansaamaan vesihöyryyn. Tästä on seurauksena, että menetetään suuria määriä lisättyä valkaisuainetta. Reaalisin kemikaalikustannuksin ei raffinöörivalkaisussa yleensä aikaansaada suurempaa valkoisuutta kuin 75 % SCAN.

Tornivalkaisussa seulotaan massa tavallisesti ennen valkaisukäsitte-lyä tikkujen ja epäpuhtauksien poistamiseksi alhaisessa massaväkevyy-dessä, yleensä alle 1 %, jolloin massa laimentuu ja se on jälleen väkevöitävä ennen valkaisua valkaisukemikaalikustannusten pienentämiseksi. Edelleen aikaansaadaan peroksidivalkaisussa paras valkaisu-tulos käytettäessä suuria massaväkevyyksiä, jonka johdosta massa tällöin tavallisesti väkevöidään rumpusuodattimella korkeintaan 20 % massaväkevyyteen. Tornivalkaisulla on etuna alhaisemmat kemi-kaalikustannukset raffinöörivalkaisuun verrattuna, mutta haittana huomattavasti korkeammat investointikustannukset.

Ruotsalaisesta patenttijulkaisusta 149 703 on tunnettua pienentää tornivalkaisussa peroksidin kulutusta jakamalla valkaisukäsittely kahteen osaan , joista ensimmäinen suoritetaan alhaisessa massa- 3 61055 väkevyydessä (2-6 %) suhteellisen pitkän ajan (2 tuntia) kuluessa, jolloin peroksidiliuosylimäärä ensimmäisessä vaiheessa poistetaan maksimaalisen valkoisuusasteen saavuttamisen jälkeen, ja valkaisua jatketaan tämän jälkeen toisessa vaiheessa käyttäen jäljellä olevaa pientä peroksidimäärää ja kaksinkertaista massaväkevyyttä. Tällä menetelmällä on kuitenkin haittana se, että ensimmäisessä vaiheessa käytettävä valkaisutorni on tehtävä alhaisen massaväkevyyden johdosta tarpeettoman suureksi ja että valkaisutehokkuus alhaisessa massa-väkevyydessä on huomattavasti huonompi kuin korkeassa massaväkevyydes-sä. Jatkuvassa menetelmässä on sitä paitsi käytettävä kahta val-kaisutornia.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa mainitut haitat suursaantomassoja valkaistaessa. Keksinnön mukaisesti alennetaan valkaisukemikaalikustannuksia huomattavasti tornivalkaisussa vast, raffinöörivalkaisun ja tornivalkaisun yhdistelmissä, samanaikaisesti kun lämpötalous paranee.

Tämän mukaisesti koskee keksintö menetelmää suursaantomassojen perok-sidivalkaisemiseksi tornissa, jolloin valkaisukemikaalit lisätään valmiiksi defibroituun lignoselluloosamateriaaliin sekoituslaittees-sa (mikserissä) niin, että saadaan massasuspensio, jonka väkevyys on 2-15 %, ja valkaisu suoritetaan sitten lämpötilassa 40-75°C, jolle menetelmälle on tunnusomaista se, että sekoituslaitteesta saadusta valkaisukemikalioita sisältävästä massasuspensiosta poistetaan vettä ennen sen johtamista valkaisutorniin massaväkevyyteen 18-50 %, edullisesti 20-32 % saakka, että poistettu valkaisuliuos johdetaan takaisin sekoituslaitteeseen, ja ennen sen tuloa tähän se saatetaan jäähdyttämällä tai lämmittämällä sellaiseen lämpötilaan, että valkaisutorniin tuleva sakeutettu massasuspensio saa lämpötilan, joka pääasiallisesti vastaa valkaisutornissa käytettyä valkaisulämpötilaa, sekä että valkaisutorniin johdetun sakeutetun massan väkevyys saatetaan alittamaan korkeintaan 5 %, edullisesti korkeintaan 3 %, sekoituslaitteeseen johdetun massan väkevyyden.

Keksinnön mukainen menetelmä käsittää täten sen, että suureksi osaksi uudelleen kierrätettyihin ja lämpötilaltaan säädettyihin valkai-sukemikaaleihin sekoitetaan lignoselluloosamateriaali massaväkevyy-dessä 2-15 %, edullisesti 8-12 %, ja tämän jälkeen 300 sekunnin, edullisesti 50 sekunnin, kuluessa poistetaan vettä massaväkevyyteen 18-50 4 61055 %, edullisesti 20-32 %, sekä että lämpötila massa-valkaisukemikaali-seoksessa säädetään edullisesti siten, että lämpötila vaihtelee korkeintaan + 10°C, edullisesti korkeintaan + 3°C, suhteessa valkaisu-tornissa käytettyyn lämpötilaan. Menetelmä käsittää edelleen sen, että tornivalkaisu voidaan toteuttaa välittömästi lämpimän raffinoi-misvaiheen jälkeen vetyperoksidia hajottamatta.

Keksinnön mukaisesti aikaansaatu vaikutus, so. suuren valkoisuuden aikaansaaminen alhaisin kemikaalikulutuksin, on erittäin yllättävä, koska on tunnettua, että valkaisu välittömästi lautashienontajalla tapahtuvan käsittelyn jälkeen aikaansaa suuren kemikaalikulutuksen.

Sopivia valkaisukemikaaleja, joita voidaan käyttää keksinnön mukaisesti, ovat vetyperoksidi, natriumperoksidi ja peretikkahappo, mutta myös muita tällä tekniikan alalla käyttäkelpoisia peroksidivalkaisu-aineita voidaan käyttää. Erittäin sopiva käytettäväksi keksinnön mukaisesti on vetyperoksidi.

Keksinnön erään toteuttamismuodon mukaisesti sakeutetaan seulottu massa väkevyyteen 18-50 %, edullisesti 20-32 %. Massa sekoitetaan tämän jälkeen jäähdytetyn, uudelleen kierrätetyn valkaisunesteen kanssa ja pienemmän määrän kanssa tuoreita kemikaaleja sekoituslait-teessa niin, että massan väkevyydeksi saadaan 2-15 %, edullisesti 8-12 %. Tuoreiden valkaisukemikaalien määrä on korkeintaan 60 % kemikaalien kokonaistarpeesta. Kemikaalitarpeen jäljellä oleva osa peitetään uudelleen kierrätetyllä valkaisunesteellä. Uudelleen kiertävä valkaisuneste jäähdytetään ennen sen johtamista sekoituslait-teeseen lämmönvaihtajassa lämpötilaa 5-50°C, edullisesti 25-45°C. Lämpötila säädetään uudelleen johdetussa valkaisunesteessä siten, että massa-kemikaaliseoksen lämpötilaksi saadaan 40-75°C, edullisesti 50-65°C. Massa-kemikaaliseos sekoitetaan hyvin sekoituslaitteessa, jonka muodostaa mikseri, lautashienontaja tai ruuvidefibraattori. Sekoitus sekoituslaitteessa on keksinnön mukaisesti suoritettava niin varovaisesti, että lämpötila nousee korkeintaan 3°C aineseoksen kulkiessa laitteen lävitse. Sekoittamisen jälkeen sakeutetaan massa samaan tai korkeintaan 5 %, edullisesti korkeintaan 3 %, alhaisempaan massaväkevyyteen kuin mitä sillä oli ennen sekoittamista valkaisu-kemikaalien kanssa. Sakeutettu massa johdetaan valkaisutorniin, jossa se valkaistaan 15-180 minuutin, edullisesti 60-120 minuutin, kuluessa. Kemikaalioiden sekoitus ja veden poisto on keksinnön mu- 5 61055 kaisesti toteutettava siten,että ne kestävät yhteensä korkeintaan 300 sekuntia ja edullisesti korkeintaan 50 sekuntia. Tämän jälkeen massa valkaistaan valkaisutornissa edellä mainitussa lämpötilassa ja kuivataan tai johdetaan suoraan paperikoneeseen. Valkaistaessa tornissa, jossa virtaus tapahtuu alaspäin, laimennetaan massa tavallisesti tornin pohjalla vedellä niin, että siitä saadaan pumpattava. Massasuspensio voidaan pumpata sitten puristimeen valkaisukemikaali-jäännösten poistamiseksi, jotka voidaan sitten osittain johtaa mekaaniseen defibroimisvaiheeseen mahdollisesti ennakolta tapahtuvan jäähdyttämisen jälkeen. Puristimesta saatu jätekemikaaliliuos voidaan myös johtaa sekoituslaitteeseen.

Vaihtoehtoisesti massa voidaan valkaista edelleen toisessa vaiheessa käyttäen hapettavaa valkaisuainetta tai pelkistävää valkaisuainetta, kuten esimerkiksi natrium- tai sinkkiditioniittiä, natriumboorihyd-ridiä, hydroksyyliamiinia tai tioglykolihappoa. Mikäli massa valkaistaan toisessa valkaisuvaiheessa pelkistävällä valkaisuaineella, on massaa sopivaa käsitellä tätä ennen rikkidioksidilla ja rikkihapolla massasuspension pH-arvon alentamiseksi ja peroksidijäännösten neutra-loimiseksi.

Defibroimisen jälkeen on sen massan, joka johdetaan sekoituslaitteeseen, väkevyys tavallisesti 20-35 % sekä lämpötila noin 90°C. Ennen lisäämistä sekoituslaitteeseen voidaan tämä massa mahdollisesti laimentaa vedellä tai valkaisujäteliuoksella ja suodattaa sekä väkevöi-dä jälleen puristamalla.

Kuten edellä on esitetty, niin on välttämätöntä, että lisää valkaisu-kemikaaleja lisätään poistettuun valkaisuaineliuokseen ennen sen johtamista sekoituslaitteeseen tai ne lisätään suoraan sekoituslait-teessa. Tämä määrä voi olla peräisin joko kokonaan tai osittain tuoreista valkaisuliuoksista tai valkaisujäteliuoksista.

Sekoituslaitteeseen johdetun massan ja sekoituslaitteeseen jälleen kierrätetyn valkaisuaineliuoksen määrät on keksinnön mukaisesti pidettävä vakioina massaväkevyyden pitämiseksi vakiona valkaisutor-niin johdettavassa massasuspensiossa. Valkaisuainekemikaalien sekoittaminen voidaan edullisesti toteuttaa sekoituslaitteessa, jossa samanaikaisesti kohdistetaan materiaaliin lievä mekaaninen hankaava käsittely esimerkiksi ns. suurkonsistenssiraffinöörissä tai sellai- 61055 sessa ruuvidefibraattorissa, jota myydään tavaramerkillä "FROTAPULPER".

Seuraavat toteuttamisesimerkit kuvaavat keksintöä:

Esimerkki 1

Seulotun termomekaanisen kuusimassannäytettä, jonka valkoisuus oli 59 % SCAN ja jauhatusaste 125 ml (Canadian Standard), näyte A, ja seulotun kivihiokkeen näytettä, jonka valkoisuus oli 62 % SCAN ja jauhatusaste 90 ml, näyte B, esikäsiteltiin 0,2 %:lla DTPA (diety-leenitriamiinipentaetikkahappo) ja sakeutettiin massaväkevyyteen 30 %. Vastaavat näytteet sekoitettiin veden ja valkaisukemikaalien kanssa niin,että massasuspension massaväkevyydeksi saatiin 12 %.

Tässä massaväkevyydessä oli kemikaalilisäys absoluuttisesta kuivasta massasta laskettuna seuraava: 8 % 1*2°2 (laskettuna 100 %:sena H202) 15 % Na2Si03 40°Be (kauppatavarana laskettuna) 3.5 % NaOH (100 %:sena NaOH:na laskettuna) 0,03 % MgS04·7 H20 (Mg:nä laskettuna)

Kemikaalien tarkan mekaanisen sekoittamisen jälkeen 30 sekunnin kuluessa sakeutettiin vastaava massasuspensio massaväkevyyteen 26 %. Suodos sisälsi seuraavat määrät vesilasia ja vetyperoksidia: 20.5 g/1 Na2Si03 10,2 g/1 H202

Sakeuttamisen jälkeen 26 %:n väkevyyteen pantiin massanäyte lasipurkkiin, joka sovitettiin vesikylvylle valkaisua varten lämpötilassa 60°C 60 minuutin kuluessa.

Näytteen A sakeuttamisen jälkeen väkevyyteen 26 % sisälsi massa teoreettisesti seuraavat kemikaalimäärät abs. kuivasta massasta laskettuna : 3,11 % H202 5,83 % Na2Si03, 40°Be

1,36 % NaOH

0,011 % MgS04·7 H20 7 61055 Tämän mukaisesti suodos sisältäisi 10,9 g/1 H2°2 20'^ 9/1

Na^iO^. Suodos analysoitiin ja analyysin mukaisesti näin oli laita mitä tulee Na^SiO^-pitoisuuteen, kun taas H2°2-Pitoisuus oli laskenut arvoon 10,2 g/1. Huolimatta kemikaalien nopeasta sekoittamisesta oli täten kulutettu 0,7 g H202/1 mikä vastaa 0,51 abs. kuivasta massasta. Sakeuttamisen jälkeen arvosta 12 % arvoon 26 % sisälsi massa täten 2,97 % H202 eikä 3,11 %, kuten teoreettiset laskelmat edellyttivät. Sekoituksessa kulunut H202~määrä sekä mässännyt; -teessä oleva H202-määrä olivat täten 0,51 + 2,97 %, so. 3,48 % abs. kuivasta massasta massanäytteen A valkaisemiseksi. Sama koskee myös näytettä B.

Suodosta, joka on saatu näytteen A ja näytteen B sakeutuksesta, käytetään sekoittamiseen termomekaanisen massan uuden näytteen, näytteen Ay, sekä vastaavasti uuden kivihiokenäytteen, näytteen B^, kanssa ja niiden valkaisemiseen. Lisäksi valkaistiin samalla tavalla vielä kolme näytettä, näytteet A2-A4 3a vast* näytteet B2~B4, kumpaakin massalajia. Niiden kemikaalien korvaamiseksi, jotka kuluivat ja poistuivat massanäytteiden sakeutuksen yhteydessä, lisättiin näytteisiin A^-A4 ja näytteisiin B-^-B4 seuraavat määrät tuoreita kemikaaleja absoluuttisesti kuivasta massasta laskettuna: 3,48 % H202 (laskettuna 100 %:sena H202:na) 1,50 % NaOH (laskettuna 100 %:sena NaOHtna) 6,00 % Na2Si02 40°Be (kauppatavarana laskettuna) 0,01 % MgS04·7 H20 (Mg:nä laskettuna)

Yhdessä vastaavien näytteiden suodoksesta talteenotettujen kemikaalien kanssa saatiin sekoitettaessa valkaisukemikaalit massaväkevyy-deksi 12 %, ja valkaisukemikaalien kokonaislisäys oli 8 % H202 ja 15 % vesilasia, so. samat määrät, jotka sekoitettiin näytteen A vast, näytteen B kanssa. Saman pH-arvon saamiseksi näytteille Ai-A4, vast, näytteille B]L-B4, vaadittiin sitäpaitsi 1,5 % NaOH:n lisäys, ja sen MgS04:n korvaamiseksi, joka seurasi massaa sakeutettaessa arvosta 12 % arvoon 25 %, lisättiin 0,011 % Mg MgS04*7 H20:n muodossa.

Lisättyjen kemikaalien määrät näytteissä A1~a4 ja näytteissä B1~B4 sakeuttamisen jälkeen arvosta 12 % arvoon 26 % ovat ekvivalenttisot 8 61055 tuoreiden kemikaalisen lisäyksen kanssa, jotka lisäykset on jo edellä selitetty.

Valkaisun jälkeen väkevyydessä 26 % lämpötilassa 60°C 60 minuutin kuluessa laimennettiin näytteet A^_4 ja B-^_4 tislatulla vedellä 4 %:n väkevyyteen. Tämän jälkeen sakeutettiin massa 30 %:n väkevyyteen. Massan repimisen jälkeen pieniksi palasiksi kuivattiin massa lämpötilassa 35°C 16 tunnin kuluessa.

Edellä mainittujen keksinnön mukaisten valkaisukokeiden jälkeen valkaistiin samoja massoja tunnettua tekniikkaa käyttäen. Ennen valkaisua esikäsiteltiin myös nämä näytteet 0,2 %:lla DTPA. Sakeut-tamisen jälkeen 30 %:n väkevyyteen sekoitettiin valkaisukemikaalit massaan niin,että massan väkevyydeksi saatiin 26 %. Lisätyt kemikaa-limäärät absoluuttisen kuivasta massasta laskettuna olivat seuraavat: 4,1 % H202 (100 %:nen) 1,5 % NaOH (100 %:nen) 6,0 % NaSiO^ 40°Be (kauppatavara) 0,012 % MgSO^.7 H20 (Mg:nä laskettuna) Näytteitä valkaistiin lämpötilassa 60°C 60 minuuttia ja käsiteltiin samalla tavoin kuin edellä näytteitä A-A^ ja B-B^, jonka jälkeen määrättiin valkoisuus. Saadut tulokset olivat seuraavat:

Valkoisuus SCAN % Keksinnön Tunnetun teknii- mukainen kan mukainen

Termomekaaninen massa, näyte A 79,6 77,6 \ 79,7 A2 79,4 Ä3 79,5 A4 79,7

Kivihiokenassa, näyte B 83,1 80,8 B1 82,8 B2 82,6 B3 82,9 B4 82,8 61055

Keksinnön mukainen valkaisu on yllättäen aikaansaanut, huolimatta alhaisemmasta valkaisuainelisäyksestä, noin 2 yksikköä korkeamman valkoisuuden kuin valkaisu tunnettua tekniikkaa käyttäen. Saman valkoisuuden aikaansaamiseksi käytettäessä tunnetun menetelmän mukaista valkaisua vaaditaan noin 1 % enemmän H202:ta absoluuttisen kuivasta massasta laskettuna verrattuna keksinnön mukaiseen valkaisuun. Tämä merkitsee käytännössä valkaisukemikaalikustannusten 30-50 markan suuruista pienenemistä tonnia kohden massaa keksintöä sovellettaessa.

Esimerkki 2 Tässä toteuttamismuodossa suoritettiin kokeet laitteessa termomekaanisen massan valmistamiseksi, joka on esitetty kuviossa 1.

Alempana kuvataan ensin tavanomaisen menetelmän soveltaminen. Kuusitukkeja hakattiin lastuiksi, jotka puhallettiin ejektorin (ei-esi-tetty) avulla höyrytysastiaan 1, jossa lastuja käsiteltiin kyllästetyllä höyryllä ilmakehän paineessa 10 minuuttia. Höyrykäsittelyn jälkeen johdettiin lastut ruuvikuljettajan 2 avulla paineastiaan 3, jossa lastut kuumennettiin kyllästetyn höyryn avulla lämpötilaan 120°C 2 minuutin kuluessa. Täten esikuumennetut lastut johdettiin tämän jälkeen ruuvikuljettimen 4 avulla yksinkertaiseen levyhienonta-jaan 5, jossa levyjen halkaisija oli 1050 mm. Tämän jälkeen massa puhallettiin väkevyydessä 34 % ja lämpötilassa 110°C johdon 6 kautta defibroimislaitteen jauhinkotelosta sykloniin 7 höyryn erottamiseksi. Syklonista 7 johdettiin massa johdon 8 kautta toiseen levyhienonta-jaan 9. Massan lämpötila oli 89°C kun se johdettiin tähän toiseen levyhienontajaan. Levyhienontajan jauhatussegmenttiin oli sovitettu lämpöelementti jauhinlevyjen välisen lämpötilan mittaamiseksi. Kokeissa saavutettu lämpötila oli välillä 115 ja 125°C. Samanaikaisesti lisättiin valkaisukemikaaliliuos, joka sisälsi 4,0 % vetyperoksidia, 8 % Na2Si03, 1,5 % NaOH, 0,02 % MgS04.7 H20 ja 0,2 % dietyleenitri-amiinipentaetikkahappoa (DTPA) absoluuttisen kuivasta massasta laskettuna. Valkaisukemikaaliliuos johdettiin johdon 10 kautta levyhienontajaan sellaisessa määrässä,että johdon 11 kautta poistuvan massan väkevyydeksi saatiin 30 % sen lämpötilan ollessa 90°C. Poistuva massa johdettiin edelleen johdon 12 kautta (pisteviivoitettu kuviossa) valkaisutorniin 13. Massanäytteet otettiin osaksi suoraan levyhienon-tajasta 9 (valkaisuaika 0 minuuttia) osaksi 15, 30, 45 ja 60 minuutin kuluttua valkaisutornista 13. Pesemisen jälkeen kuivattiin massa 16 tunnin kuluessa lämpötilassa 35°C, jonka jälkeen määrättiin sen 10 61055 valkoisuus. Valkaisutornissa laski massan lämpötila kokeilun aikana arvosta 90°C arvoon 83°C. Valkaisutornin alaosassa laimennettiin massa 4 %:n massaväkevyyteen vedellä, joka johdettiin johdon 14 kautta, ja valkaisujäteliuos johdettiin johdon 28 kautta. Laimennettu massa johdettiin johdon 24 kautta ruuvipuristimeen 25, jossa massa väkevöitiin 50 %:n väkevyyteen.

*

Keksintöä toteutettaessa johdettiin johdon 11 kautta lautashienon-tajasta 9 poistuva massa sekoituslaitteeseen 15, jossa sitä sekoitettiin lO sekunnin ajan valkaisunesteen kanssa, joka oli jäähdytetty lämpötilaan 45°C. Tämä valkaisuneste johdettiin johdon 20 kautta ja sen muodosti osaksi uudelleenkierrätetty valkaisukemikaaliliuos, joka saatiin sakeutuksesta ruuvipuristimesta 17, ja osaksi tuoreet valkaisukemikaalit, jotka johdettiin johdon 23 kautta. Sekoittamisen jälkeen valkaisunesteen kanssa saatiin massan väkevyydeksi lO % ja lämpötilaksi 60°C. Tämän jälkeen johdettiin massa johdon 16 kautta edelleen ruuvipuristimeen 17, jossa se 8 sekunnin kuluttua sakeutettiin 10 %:n massaväkevyydestä 30 %:n massaväkevyyteen. Poistuvan massan lämpötila oli 62°C ja se johdettiin edelleen johdon 21 kautta valkaisutorniin 13, jossa lämpötila pidettiin arvossa 60°C. 60 minuu tin kuluttua valkaisutornissa laimennettiin massa 4 %:n väkevyyteen osaksi vedellä, joka johdettiin johdon 14 kautta, ja osaksi puristimesta 25 saadulla liuoksella, joka sisälsi valkaisukemikaalien loppuosan. Laimennettu massasuspensio johdettiin johdon 24 kautta puristimeen 25, jossa se sakeutettiin 40 %:ksi. Ruuvipuristimen jälkeen otettiin massanäytteitä, jotka pestiin ja kuivattiin lämpötilassa 35°C 16 tunnin kuluessa valkoisuuden määräämiseksi.

Analyysin avulla määrättiin 1^02 ja Na2Si02~pitoisuus puristimesta 25 saadusta valkaisujäteliuoksesta. Saatiin seuraavat pitoisuudet: 0,50 g/1 H2O2 (laskettuna 100 %: sena 1^02:113) 3,20 g/1 Na2Si0^ 40°Be (kauppatavarana laskettuna)

8,3 pH

Suurin osa tästä valkaisujäteliuoksesta johdettiin takaisin johdon 28 kautta, kuten edellä on mainittu, valkaisutornin 13 alaosaan,

O

kun taas kaikkiaan noin 2 m valkaisujäteliuosta tonnia kohden massaa johdettiin osaksi lautashienontajaan 9 ja osaksi lautashienon-tajaan 5 vastaavasti johtojen 22 ja 29 kautta. Täten johdettiin näihin 61055 molempiin raffinoimisvaiheisiin kaikkiaan 0,1 % Κ·2°2 3a °'6 % vesilasia. Tässä kokeessa ei vettä johdettu johdon 10 kautta hienonta-jaan 9.

Ruuvipuristimessa 17 puristetun kemikaalijäteliuoksen kokoomus oli seuraava: 16.0 g/1 H202

34,4 g/1 Na2Si03, 40°Be 0,08 g/1 MgSO -7 HO

9,6 pH

Kemikaalijäteliuos johdettiin johdon 18 kautta jäähdyttäjän 19 lävitse, jossa johdon 26 kautta tulevan jäähdytysveden lämpötila oli 8°C ja johdon 27 kautta poistuvan jäähdytysveden lämpötila 42°C.

Johdon 23 kautta johdettiin tuoreita valkaisukemikaaleja johtoon 20 sekoittamista varten jäähdytetyn kemikaalijäteliuoksen kanssa. Lisättyjen valkaisukemikaalien määrä laskettuna absoluuttisen kuivasta massasta ilmenee seuraavasta luettelosta: 4.0 % H202 (laskettuna 100 %:sena H202:na) 1.1 % NaOH (laskettuna 100 %:sena Na0H:na) 2,3 % Na2Si03 40°Be (laskettuna kauppatavarana) 0,01 % MgS0^*7 H20 (laskettuna Mg:nä) Nämä tuoreet kemikaalit johdettiin yhdessä kemikaalijäteliuoksen kanssa johdon 20 kautta sekoituslaitteeseen 15, jonka jälkeen massa johdettiin johdon 16 kautta puristimeen 17 ja johdon 21 kautta val-kaisutorniin 13.

Kokeessa otettiin 11 massanäytettä ruuvipuristimesta 25 valkoisuus-määräyksiä varten.

Kokeissa saadut valkoisuusarvot olivat seuraavat.

12 61 055

Valkoisuus, SCAN

a) Tavanomainen hienonnusvalkaisu 73,0 b) Tavanomainen hienonnusvalkaisu + jälkivalkaisu tornissa 15 min 73,7 + jälkivalkaisu tornissa 30 min 73,2 + jälkivalkaisu tornissa 45 min 72,7 + jälkivalkaisu tornissa 60 min 72,4 c) Keksinnön mukainen valkaisu (11 näytteen keskiarvo) 76,8

Kuten edellä olevasta ilmenee, on keksinnön mukaisen valkaisun avulla aikaansaatu huomattavasti suurempi valkoisuus kuin hienontajassa suoritetussa valkaisussa· Tulos on yllättävä ottaen huomioon, että massaa ei seulottu ja käsitelty kompleksin muodostajalla ennen valkaisua .

Teoreettista selitystä aikaansaaduille edullisille tuloksille ei tällä hetkellä voida antaa. Hyvät tulokset voidaan mahdollisesti selittää sen avulla, että valkaisukemikaaliseos on alhaisessa massaväkevyydessä erittäin tehokas, sekä että valkaisu korkeassa massaväkevyydessä sitä paitsi edistää erittäin hyvän valkaisuvaikutuksen aikaansaamista.

Esillä oleva keksintö ei rajoitu ainoastaan toteuttamisesimerkeissä esitettyihin massoihin, vaan sitä voidaan luonnollisesti soveltaa myös seulotun tai seulomattoman kemiallismekaanisen ja puolikemialli-sen massan valkaisuun. Myös seulotun tai seulomattoman kemiallisen massan valkaisuun voidaan keksintöä soveltaa erikoisesti valkaisuja alkalivaiheessa, jotka tavanomaisesti suoritetaan suuressa massa-välcevyydessä.

Claims (6)

13 61 055

1. Menetelmä suursaantomassojen peroksidivalkaisemiseksi tornissa, jolloin valkaisukemikaalit lisätään valmiiksi defibroituun lignosel-luloosamateriaaliin sekoituslaitteessa (mikserissä) niin, että saadaan massasuspensio, jonka väkevyys on 2-15 %, ja valkaisu suoritetaan sitten lämpötilassa 40-75°C, tunnettu siitä, että sekoitus-laitteesta saadusta valkaisukemikalioita sisältävästä massasuspen-siosta poistetaan vettä ennen sen johtamista valkaisutorniin massa-väkevyyteen 18-50 %, edullisesti 20-32 % saakka, että poistettu valkaisuliuos johdetaan takaisin sekoituslaitteeseen, ja ennen sen tuloa tähän se saatetaan jäähdyttämällä tai lämmittämällä sellaiseen lämpötilaan, että valkaisutorniin tuleva sakeutettu massasuspensio saa lämpötilan, joka pääasiallisesti vastaa valkaisutornissa käytettyä valkaisulämpötilaa sekä että valkaisutorniin johdetun sakeutetun massan vätevyys saatetaan alittamaan korkeintaan 5 %, edullisesti korkeintaan 3 %, sekoituslaitteeseen johdetun massan väkevyyden .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että poistettu ja sekoituslaitteeseen palautettu valkaisu-aineliuos saatetaan sellaiseen lämpötilaan, että valkaisutorniin tulevan sakeutetun massasuspension lämpötila on ainoastaan korkeintaan 10°C, ja edullisesti korkeintaan 3°C, valkaisutornissa käytetyn valkaisulämpötilan ylä- tai alapuolella.

3. Patenttivaatimusten 1-2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että poistettuun valkaisuliuokseen lisätään vielä määrätty kemikaalimäärä ennen sen joutumista sekoituslaitteeseen.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekoitus ja sakeuttaminen toteutetaan nopeasti, edullisesti 300 sekunnin, edullisimmin 50 sekunnin kuluessa. 1 Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekoituslaitteeseen johdetun massan määrä ja sekoituslaitteeseen uudelleenkierrätetyn valkaisuliuoksen tilavuus pidetään vakioina vakiomassaväkevyyden aikaansaamiseksi valkaisutorniin tulevassa massasuspensiossa. 14 61 05 5

6. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valmiiksi defibroitu lignoselluloosamateriaali saatetaan, kun se sekoitetaan valkaisukemikaalien kanssa, samanaikaisesti heikkoon mekaaniseen hankaavaan käsittelyyn huonontamatta oleellisesti vedenpoistokykyä.