JPS5836291A - アルカリパルプ化薬品回収系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 からの残留液から化学薬品の回収方法に関する。

更に詳細には、本発明は上記の液から無機薬品の電解的
回収方法に関する。

木材チップの如きリグノセルロース材料の・ぐルプ化は
、通常リグニンのアルカリ液（クラフトノｅルゾ化の場
合には白液）による反応および溶解を伴なう。このリグ
ニンはセルロース材料の・ぐインダーとして作用する。

この・ぐインダーの溶解は、繊維を遊離する作用をし、
これらの繊維は残留蒸解液から分離される。この液はク
ラツ）　ｉ９ルプ化の当業界では黒液として知られてい
る。溶解された木材成分と共に蒸解薬品からもたらされ
る無機化合物を含有する残留液を、まず蒸発により濃縮
しついで回収炉に供給してここで有機木材成分を熱の発
生と共に燃焼して無機残漬を後に残す。クラフト黒液の
場合には、回収炉は還元工程を含む。

無機残渣はスメルトといわれる。

ソーダまたはクラフト・やルゾ化法からの残留液の燃焼
から誘導されたスメルトは，ソーダ灰（炭酸ソーダ）を
含有し、クラフトの場合に・は更に硫化ナトリウムを含
有する。スメルトをまず水に溶解して緑液を生成し、こ
れに石灰（酸化カルシウム）を苛性化と称される工程で
添加して炭酸ナトリウムを水酸化ナトリウムに変換し、
この間生成された不溶解性炭酸カルシウムは液から分離
できる。この苛性化は、上記の液をリグノセルロース材
料の別のパッチの・ぐルゾ化に使用できる蒸解液に変換
する。上記の炭酸カルシウムは別の緑液の苛性化に使用
するための酸化カルシウムを形成する燻焼用キルンに循
環できる。

回収炉と苛性化用石灰の製造用キルンを含む苛性化装置
は、極めて高価であり、また全ての実用上の目的の回収
方法は水蒸気発生用の熱源としてのみ有機化合物を利用
する。明らかに上記の装置は大きな費用をかけないで増
加分の能力を増加せしめることはない。

陰極及び陽極の夫々で水素および酸素を発生させながら
，硫酸ナトリウム溶液を電気透析して水酸化ナトリウム
と硫酸ナトリウムを生成することも公知である。

従２て、本発明の目的は、無機有価物の回収を可能にし
つつ有機成分をその他の可能な用途に選択的に有用なも
のにする・ぐルゾ黒液の処理方法を提供することである
。

本発明は、 クラフトまたはソーダ・ぐルゾ法から誘導される残留液
の処理方法であって、 ｆａｌ　　上記残留液を酸性にして残留液中のりグニン
を不溶化し、 （ｂｌ　　該不溶化したリグニンを上記の酸性にした残
留液から分離し、 （ｅｌ　　該酸性にした残留液の残りを少くとも、糖酸
化合物を含有する第一部分と無機ナトリウム塩基化合物
を含有する第二部分とに分離し、 （ｄ）　　該ナトリウム塩基化合物の水性溶液を電気分
解して水酸化ナトリウムと生成酸とを生成し、 ｔｅｌ　　該生成酸を工程（ａｌに戻して別の残留液を
酸性にする・ 諸工程からなる処理方法に関する。

従って、本発明はリグノセルロース材料ヲパルプ化する
クラフトまたはソーダ法の生成物である残留液の処理方
法を提供する。水沫は上記の液を酸性にし、かつリグニ
ンおよび糖酸類の回収を可能にし、その間生成ナトリウ
ム化合物の溶液を電気透析して水酸化ナトリウムと上記
溶液を酸性にするための酸とを得る。

クラフトまたはソーダノｆルプ法から得られる液は、通
常的／／〜１３の範囲のｐｉ　（典型的には約／コ）を
有しており、若干の炭酸ナトリウムおよびナトリウム有
機塩を含有する。クラフトの場合には、上記の液は更に
硫化ナトリウムおよび少量の硫酸ナトリウムを含有し得
る。硫化ナトリウムが存在する場合には、これを例えば
黒液中に空気を吹き込むことにより酸化すべきでありつ
いで酸性化を開始してこれをチオ硫酸塩およびアルカリ
に変換する。この時点で、黒液中の無機含有物は実質的
に完全に炭酸塩、硫酸塩およびチオ硫酸塩等の形態とな
ろう。水沫の第一工程は、上記残留液からりゲニンを除
去することからなる。この工程は通常残留液の濃度に一
部依存して使用される方法で好適な酸により上記溶液の
ｐＨを減少することにより行なう。

本明細書に於て、好ましい酸すなわち硫酸および硫酸水
素ナトリウムが通常特定のものであるが、適当な変形で
は生成される糖酸類から分離し得るナトリウム塩を生じ
る適当な酸であればいずれの酸もソーダ蒸解液に特に使
用し得る。クラフト残留液については、選ばれる酸は硫
酸または硫酸と硫酸水素ナトリウムとの混合物であるこ
とが好ましい。このｐＨの減小はリグニンを上記の液に
不溶化し、この液からりゲニンを沈澱リグニンの形態に
応じてろ過、傾瀉、膜通過等の如き通常の技術により分
離し得る。

残留液は、まず高濃度（約グ０〜７０％固形分）に１例
えば多重作用蒸発器を使用することにより、濃縮するこ
とが好ましい。低濃度の残留液を使用する場合には、別
の公知の分離技術を用いるべきであり、後の段階で水を
蒸発すべきであ′る。ついで濃縮した黒液のｐＦ＋をせ
いぜい約Ｓ、θ、好ましくは４’、３−以下に減小し、
この工程を、濃縮液をせいぜい約グ、５の所望のｐＨに
維持した酸浴中に添加することにより約１ＩＯ０Ｃ以下
の温度で行なう。この工程に使用する酸は、前記の酸の
いずれであってもよい。

ついで上記の酸性にした液を、例えばその中に水蒸気を
通すことにより、６００６以上の温度に加熱する。この
温度上昇は上記の液表面に浮上するリグニンの凝固およ
び融合をもたらし、この液からリグニンをすくい取る、
傾瀉する等して容易にリグニンを除去し得る。かくて生
成したリグニンをいずれの好適な目的にも使用できるが
、通常はゲイラーの燃料として簡単に使用できる。リグ
ニンの浮上は酸性にした液の加熱中に発生した二酸化炭
素の泡による連行並びに芒硝溶液の密度により助成され
るものと思われる。生成液は芒硝および糖酸類の混合物
を含み、これらは互いに分離できる。残留液の濃度およ
び酸の濃度を適当の比率にすることにより、ナトリウム
塩が硫酸ナトリウム（すなわち使用する酸は成る形態の
硫酸であり硫酸す）　ＩＪウムを生成する）である場合
には酸性にした液中に存在する水の実質的全部を、ナト
リウム塩の水和により取ることができる。その他の酸を
用いその他のす）　ＩＪウム塩が形成される場合には、
水はそのように取られず、蒸発により除去し得る。糖酸
類とナトリウム塩類とは低分子量のアルコールによる抽
出により互いに分離することができる。また硫酸ナトリ
ウム（無水）が上記の塩である時には、冷却、すなわち
約θ″Ｃの冷却がその水利をもたらし、この際１モルの
硫酸す）　ＩＪウムは１０モルの水と結合する。生成結
晶は実質的に液状の糖酸類及び糖酸塩類から容易に分離
し得る。この分離から誘導されるす）　ＩＪウム塩は電
気透析工程に供給するのに使用され苛性ソーダと酸とを
生成する。

上記の分離した硫酸ナトリウムを水に再び溶解して約、
２０％の濃度の溶液を与え、この溶液は次の電気透析工
程に好適である。電気透析は好適な電解セル、例えば電
極間に置かれたす）　ＩＪウム（またはカチオン）透過
性膜を有するセル中で行なうことができる。セル中に用
いる陽極液は通常硫酸ナトリウムの水性溶液であり、一
方陰極液は弱アルカリ溶液である。電気分解はナトリウ
ムイオンの膜を横切り陰極の方向への移動をもたらし、
これは陰極液中に水酸化ナトリウムの形成をもたらす。

陽極液中の残留硫酸根および水素イオンの結合は硫酸の
形成をもたらし、これにより硫酸水素ナトリウムが得ら
れる。液相に於けるこれらの反応に伴ない、ガス状酸素
が陽極に発生し、ガス状水素が陰極に発生する。上記の
電気透析は連続法で行なうことができ、酸性生成物−は
別の量の残留液を処理するため本発明の酸性化段階に於
て再使用するために取り出され、陰極からの水酸化ナト
リウムはリグノセルロース材料のノクルゾ化に使用する
ための白液の一成分として使用され、少量の強水酸化ナ
トリウム溶液は水で希釈され陰極液の電導性を維持する
ためセルに戻される。

硫黄含有白液が必要とされる場合には１元素硫黄を電解
工程から得られた水酸化ナトリウムの一部と反応させる
ことにより所望の硫化度を得ることができる。ソーダミ
９ルゾ法用の蒸解液の場合には、電解工程からの水酸化
ナトリウムが使用できる。

分離したリグニンおよび糖類は、有価薬品の回収用に、
あるいは好適なボイラー中での燃焼による熱の発生用に
好適な方法で使用し得る。

前記の方法は・ぐルゾ化添加剤としての少量のアントラ
キノ／および同様の環状ケト化合物を含むアルカリｉｅ
ルゾ液に適合する。処理される液の周期的な流出が大量
の添加量の蓄積を防止するために必要なことがある。

不法１１通常の回収系と平行して操作できるから所定の
装置への追加の改善に特に適する。これにより所定の装
置の回収能力は通常の回収系に較べて相当低コストで増
大し得る。水沫はまた所定のノｆルプ工場で単独の回収
系として使用することができ、これにより通常の回収炉
、苛性化工程１石灰キルン、液処理等を置換し、相当高
純度の水酸化ナトリウム溶液をもたらす。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　リグノセルロース材料のアルカリノｌルゾ化
   法から誘導される残留液の処理方法であって。 （ａ）　　該残留液を酸性にして該残留液中に含有され
   るリグニンを不溶化し、 （ｂｌ　　該酸性にした残留液から該不溶解性リグニン
   を分離し、 （ｃｌ　　該酸性にした残留液の残りを少くとも、糖酸
   化合物を含有する第一部分と無機ナトリウム塩基化合物
   を含有する第二部分とに分離し、ｆｄｌ　　該す）　Ｉ
   Ｊウム塩基化合物の溶液を電気分解して水酸化ナトリウ
   ムおよび酸化合物を生成し・ （ｅ）　　該酸化合物を工程ｆａｌに戻して別の該残留
   液を酸性にする 諸工程からなる。上記残留液の処理方法。
2. （２）該残留液をせいぜいｑ、夕の範囲のｐｕに酸性に
   して該リグニンを特徴とする特許請求の範囲第（１）＊
   記載の方法。
3. （３）該酸性化合物が硫酸水素す）ＩＪウムである特許
   請求の範囲第（１）項記載の方法。
4. （４）該酸性化の前に該残留液を約ｑθ〜７０係の範囲
   の固形分含有量に濃縮し、該酸性化が該残留液を３．り
   以下のｐｒｌで該酸化合物の浴に添加し　　−て該リグ
   ニンを不溶化し、糖化合物を糖酸類に。 該液中の該ナトリウム塩基化合物を硫酸ナトリウ呑に変
   換することからなる特許請求の範囲第（１）項記載の方
   法。
5. （５）該酸性にした残留液を約６０°Ｃ以上の温度に加
   熱して該リグニンの分離を特徴とする特許請求の範囲第
   （５）項記載の方法。
6. （６）該第一部分および該第二部分を、冷却して該硫酸
   ナトリウムを結晶化しついで該結晶を分離することによ
   り分離する特許請求の範囲第（５）項記載の方法。 （力　該残留液と該酸化合物の含水量を調整して硫酸ナ
   トリウムの該結晶化が該リグニンの分離後の該酸性にし
   た残留液中に残っている水を吸収する特許請求の範囲第
   （力項記載の方法。