FI76604C - Foerfarande vid pappersmassaproduktion. - Google Patents

Description

1 76604

Menetelmä paperimassan valmistuksessa

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää hartsin saastuttamien keitin- ja valkaisunesteiden puhdistuksessa paperimassateolli-suudessa.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada mahdollisuus tehokkaasti poistaa hartsi sen saastuttamista lipeistä (vesipitoisista nesteistä) paperimassan valmistuksessa ja täten parantaa massan laatua; pystyä ottamaan talteen hartsijätteen energia-arvo; pystyä vähentämään poistoja vesistöihin laadullisesti ja määrällisesti; pystyä vähentämään tarvittavia hakevarastoja; pystyä vähentämään lisäkemikaalien tarvetta (esim. valkaisuaineen); pystyä vähentämään tarvetta hapettaa hartsi varastoinnin jälkeen; sekä pystyä vähentämään vedentarvetta.

Paperimassaa valmistettaessa massa ja lipeä tulevat sisältämään suuria määriä hartseja, jotka ovat peräisin käytetystä puutavarasta. Nämä hartsit on eliminoitava ennen kuin massa valkaistaan, koska muuten hartsi värjää massan. Tavallisesti hartsien annetaan vaivautua ulos sulputtimessa yhdessä lipeän kanssa ennen valkaisulaitosta. Hartsit voidaan myös saostaa soolina laskemalla pH-arvoa, joka sooli kuitenkin on vaikea eristää. On myös ehdotettu höytälöittämistä polyelektrolyyttien avulla, mutta tämäkään menetelmä ei ole johtanut tyydyttävään tai kannattavaan hartsinpoistoon. Myöskään hartsinpoisto lipeästä alumiinisulfaa-tilla ei johda kannattavaan hartsin poistoon johtuen alumiinisul-faatista ja mahdollisesta apuhöytälöimisaineesta aiheutuvista kuluista.

On yllättäen osoittautunut mahdolliseksi toteuttaa rationaalinen hartsin poisto esillä olevan keksinnön mukaisesti, jolloin hartsin poisto antaa hartsikonsentraatin, joka voidaan polttaa ja se antaa siten energiaa, tuoreveden lisäystä voidaan olennaisesti vähentää kuten myös valkaisukemikaalien ja raaka-aineiden varas- 2 76604 tointitarvetta, ja vesistöön kohdistuva rasitus voidaan minimoida. Keksinnölle on tunnusomaista, että hartsin saastuttamaan lipeään lisätään a) höytäleitä muodostavaa metallisuolaa ainakin stökiometrisessä määrässä läsnäolevien hartsien höytälöittämiseksi b) alkalia tai happoa pH-arvoon 5-6 sekä c) mahdollisesti apuhöytälöitymisainetta orgaanisen polyelektro-lyytin muodossa; että saatu höytälöitynyt tuote eristetään ja, mahdollisesti, vedenpoiston jälkeen korotettuun kuiva-ainepitoisuuteen, siihen lisätään vahvaa epäorgaanista hajottavaa happoa pH-arvoon 1-2, sekä hajotetaan vähintään 70°C lämpötilassa, jonka jälkeen saatu hajotettu metallisuolaliuos eristetään, ja voidaan myöhemmin haluttaessa uudelleen kierrättää, ja hajotettu hartsi eristää erikseen.

Muut tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista .

Höytäleitä muodostavalla metallisuolalla tarkoitetaan pääasiassa kolmiarvoisia metallisuoloja, jotka pystyvät vedessä muodostamaan metallihydroksidihöytäleitä. Tällaisia suoloja ovat pääasiassa alumiinisulfaatti, alumiinikloridi, alumiininitraatti, rauta- (Ill)kloridi, rauta(III)sulfaatti, rauta(III)kloridisulfaatti tai emäksiset monirenkaiset alumiinihydroksidi- tai rautahydroksi-dikompleksit, joissa edullisesti on sulfaattianioni.

Esillä olevaa keksintöä kuvataan lähemmin viitaten konkreettiseen esimerkkiin ja oheiseen piirrokseen, jossa kuvio 1 esittää kaaviollisen virtauskaavion sulfiittitehtaasta, jossa on hartsinpoisto, kuvio 2 esittää virtauskaavion olemassaolevasta hartsinpoisto-järjestelmästä, kuvio 3 esittää virtauskaavion hartsinpoistoprosessista esillä olevan keksinnön mukaisesti.

li 3 76604

Kuviossa 1 esitetään kaaviollisesti sulfiittitehtaan virtaus-kaavio. Massapuuta otetaan sisään kuorimista varten kuorima-rummussa A, leikataan hakkeeksi hakkurissa B, jonka jälkeen hake siirretään keittimeen C, jossa se käsitellään keittonesteel-lä. Saatu massa ja lipeä pestään pesurissa D, jonka jälkeen lipeä menee haihdutukseen ja talteenottoon ja massa menee lajitteluun oksasihdis-sä E ja hienosihdissä F. Tämän jälkeen massa käsitellään tavallisesti hartsinpoistovaiheessa, joka käsittää suodattimen G, jonka jälkeen se siirtyy puristimeen H vedenpoistoa varten, ja tämän jälkeen vaahdotussulputtimeen I, jossa lisätään alkalia kuitujen vapauttamiseksi vaahdotussulputtimessa I. Massa siirretään sen jälkeen torniin J, jossa lopullinen alkalointi tapahtuu noin pH-arvoon 11, jolloin läsnäolevat hartsit saippuoituvat.

Massa siirretään kahteen pesusuodattimeen K, joissa massa pestään tuorevedellä vastavirtaan ja saatu hartsin saastuttama pesuneste viedään tehtaan talteenottolaitokseen.

Massa syötetään sen jälkeen valkaisulaitokseen, jossa se valkaistaan useissa valkaisuvaiheissa kloorilla, klooridioksidilla, hypokloriitilla tai hapella. Valkaisun jälkeen massa siivilöidään uudelleen sihdissä ja siirretään kuivauskoneeseen kuivattavaksi ennen kuin se leikataan ja paalataan.

Kuviossa 2 esitetään yksityiskohtaisemmin hartsinpoistojärjestelmä ja sitä seuraava kuvion 1 mukainen valkaisulaitos, jolloin keittimestä tuleva massa syötetään diffusööriin Ai, jossa massa, jolla on alhainen pH, kohtaa seuraavasta vaiheesta olevan pesunesteen. Neste diffusööristä Ai, jonka pH on 2,2 menee haihdutukseen, kun taas massa sihdin B1 kautta menee pesusuodattimeen Cl, jossa massa pestään pesunesteellä seuraavasta vaiheesta. pH tässä ensimmäisessä pesuvaiheessa on 6,5, lämpötila 45°C. Massa siirretään linkoon Dl (Suder), jossa nestettä poistetaan ja tämä neste siirretään diffusööreihin. Linkoamisen jälkeen massaan lisätään NaOH:ta ja se käsitellään vaahdotussulppurissa El.

Tämän jälkeen massa siirretään torniin Fl, jossa se käsitellään uudestaan NaOH:lla pH-arvoon 10, jolloin hartseja liukenee ja ne pestään pois seuraavassa toisessa pesuvaiheessa suodattimessa G1 4 76604 pesunesteellä, jonka pH-arvo on 8, seuraavasta kolmannesta pesu-vaiheesta. Pesuneste toisesta pesuvaiheesta siirretään ensimmäiseen pesuvaiheeseen yllä esitetyn mukaisesti. Toisen pesu-vaiheen jälkeen massa käsitellään kolmannessa pesuvaiheessa suo-dattimessa Hl jossa se pestään sisääntulevalla tuorevedellä. Hartsit erottuvat kun pestään korkeassa pH-arvossa, mutta ne saostuvat uudelleen suureksi osaksi diffusöörin alhaisessa pH-arvossa. Massan hartsipitoisuus vaahdotussulppurin jälkeen on 4-8 g/1 , ja jo määrän ollessa 6 g/1 voidaan todeta kerrostumista laitteisiin ja hartsipilkkuja massassa.

Kuviossa 3 esitetään keksinnön mukainen prosessi. Tässä hartseja sisältävä massan pesuvesi syötetään tulotankkiin 1. Massa siirretään sen jälkeen vaahdotustankkiin 2, jolloin siirron kuluessa siihen lisätään A^iSO^)^/ alkalia pH-arvoon 5-6 (yleensä NaOH) sekä apuhöytälöimisainetta orgaanisen polyelektro-lyytin muodossa, kuten polyakryyliamidi- ja/tai polyeteenioksidi-tyyppiä olevaa polyelektrolyyttiä. Vaahdotustankissa muodostuu höytäleitä alumiinihydroksidista ja apuhöytälöimisaineesta, ja nämä höytäleet sitovat massassa esiintyviä hartseja. Höytäleet vaahdotetaan pois, jolloin osin saadaan puhdasta vettä, jota voidaan käyttää massan pesuun, osin saadaan liete, jolla on n. 10 % kuiva-ainepitoisuus, joka liete siirretään lietetankkiin 3 ja sieltä sakeutuslinkoon 4, josta saadaan suodate sekä lietettä, jonka kuiva-ainepitoisuus on n. 25 %. Tämä liete siirretään hajotusreaktoriin 5, jossa pH lasketaan arvoon 1-2 rikkihapon avulla ja lämpötila nostetaan 70°C:een. Tällöin saadut höytäleet hajoavat hartsiksi ja alumiinisulfaatiksi. Hajotettu tuote siirretään hajotuslinkoon 6, josta saadaan hartsikonsentraatti ja alumiinisulfaattiliuos. Viimemainittu palautetaan tulotankis-ta tulevaan vesivirtaan.

Sulfiittimassalla tehdyssä kokeessa, joka massa sisälsi 16,6 kg hartsia tonnia massaa kohden ja 80 % hartsin erotuksella saatiin 3 seuraavat tulokset. Sisääntuleva pesuneste 8,3 m sisälsi 130 g Ai ja 16,6 kg hartsia. Tähän tilavuuteen lisättiin alumiini-sulfaattia, joka vastasi 900 g AI, 4-6 kg NaOH sekä polymeeriä 3 5 76604 28 g. Saatu pH oli 5,0-5,5. Vaahdotuksen jälkeen saatiin 7,8 m puhdasta vettä, joka sisälsi 40 g Ai ja 3,4 kg hartsia. Liete- 3 faasi 0,5 m , jonka kuiva-ainepitoisuus oli 10 %, sisälsi 990 g AI ja 13,2 kg hartsia. Sakeutuslingon jälkeen saatiin suodate, 3 jonka tilavuus oli 0,3 m ja se sisälsi 1 g AI ja 0,1 kg hartsia. Sakeutettu lietefaasi, jonka kuiva-ainepitoisuus oli 25 % ja tilavuus 0,2 m sisälsi 989 g Ai ja 13,1 kg hartsia. Hajotus-reaktorissa lisättiin vähemmän kuin 4 kg ^SO^ pH-arvoon 1-2.

Hajotuslingon jälkeen saatiin hartsikonsentraatti, jonka tilavuus 3 oli 0,07 m ja 90 % orgaaninen kuiva-ainepitoisuus, mikä sisälsi 13 kg hartsia ja 382 g Ai. A^(SO^)^“liuos hajotuslingosta, jonka tilavuus oli 0,13 m^ sisälsi 607 g Ai ja 0,1 kg hartsia. Al-sulfaattiliuosta hajotuslingosta täydennetään 3,2 kg :11a Boliden^LG (293 g AI):tä ennen kuin se lisätään pesunesteeseen tulotankin jälkeen ja silloin saatiin 900 g AI sisään.

Saatua hartsikonsentraattia voidaan käyttää polttamiseen ja siten energian saantiin tai se voidaan palauttaa mäntyöljykeit-tämöön ja jalostaa edelleen siellä.

Hajotuslingosta peräisin oleva alumiinisulfaattiliuos voidaan kierrättää uudelleen yllä esitetyn mukaisesti, tai se voidaan käyttää paperin liimauksessa laitokseen kuuluvassa paperitehtaassa, tai sitä voidaan käyttää puhtaan veden valmistamiseen, tai muiden vesien puhdistamiseen paperimassatehtaassa tai sen läheisyydessä.

Claims (9)

1. Menetelmä hartsin saastuttamien lipeiden puhdistamiseksi paperimassateol1isuudessa, jolloin hartsin saastuttamaan lipeään lisätään höytäleitä muodostavaa metal 1isuolaa, tunnettu siitä, että a) mainittua metal 1isuolaa lisätään ainakin stökiömetrisessä määrässä läsnäolevien hartsien saos-tamiseksi ja höytälöittämiseksi, b) alkalia tai happoa lisätään pH-arvoon 4-6, sekä mahdollisesti apuhöytälöimisainet-ta orgaanisen polyelektrolyytin muodossa; että saatu höytä-löitynyt tuote eristetään ja, mahdollisesti veden poistamisen jälkeen suurempaan kuiva-ainepitoisuuteen, siihen lisätään sen jälkeen rikkihappoa pH-arvoon 2 tai pienempään sekä hajo- o tetaan ainakin 70 C:n lämpötilassa, jonka jälkeen hajottamalla saatu hartsituote eristetään erikseen ja hajottamalla saatu metal 1isulfaatti1iuos eristetään erikseen, joka viimemainittu myöhemmin voidaan haluttaessa uudelleen kierrättää.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että apuhöytälöimisaine lisätään, kun ensin on lisätty a) metal 1isuolaiiuos ja b) alkali tai happo mainitussa järjestyksessä .

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että höytälöitynyt hartsia sisältävä tuote väkevöi-dään 5-10 % kuiva-ainepitoisuudesta ainakin 25 % pitoisuuteen vedenpoiston avulla sakeutuslingossa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkalia tai happoa lisätään pH-arvoon 5-6.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikkihappoa lisätään pH-arvoon 1-2.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kummatkin hajotustuotteet eristetään lingossa 85 % kuiva-ainepitoisuuteen hajottamalla saadussa hartsituottees- 7 76604 sa, jolloin erotus kummankin hajotustuotteen välillä tehdään niin, että ainakin 50 % sisältyvästä Me-määrästä sisältyy eristettyyn, hajottamalla saatuun metal 1isuolaiiuokseen.

6 76604

7. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aiumiinisulfaattia käytetään höytäleitä muodostavana metal 1isuolana.

8. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rautasuolaa, kuten ferrikloridi a, ferrisulfaattia, ferriklori disul faattia käytetään höytäleitä muodostavana metal 1 i suol ana .

9. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aiumiinikl ori di a käytetään höytäleitä muodostavana metal 1isuolana. 8 76604 PATEHTKKAV