NO126747B

NO126747B -

Info

Publication number: NO126747B
Application number: NO00163696A
Authority: NO
Inventors: Walter Q Jack; Lloyd V Johnson
Original assignee: Hooker Chemical Corp A Corp Of
Priority date: 1965-06-28
Filing date: 1966-06-28
Publication date: 1973-03-19
Also published as: FR1484998A; DE1594861A1; US3433702A; GB1145339A; CA932908A; DE1594861C3; BE699505A; DE1594861B2

Description

Fremgangsmåte for flerfasebleking av kraftmasse. Procedure for multiphase bleaching of kraft pulp.

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for flerfasebleking av celluloseholdige materialer og mer spesielt en fremgangsmåte for bleking av kraftmasse med klordioksyd og klor, hvorved fargebestanddeler, ligniner og andre forurensninger lett fjernes eller gjores lysere. The present invention relates to a method for multi-phase bleaching of cellulose-containing materials and more particularly to a method for bleaching kraft pulp with chlorine dioxide and chlorine, whereby color components, lignins and other contaminants are easily removed or made lighter.

Bleking av cellulosematerialer, spesielt cellulose fra trevirke, har vært formålet for omfattende undersokelær og eksperimenter. Det er derfor kjent mange prosesser for å utfore slike blekeoperasjoner og flere av disse prosesser anvendes i industrielle blekeoperasjoner. Forskjellige oksydasjonsmidler, som f.eks. klor, klordioksyd, alkali- og jordalkali-hypokloriter, hydrogenperoksyd og lignende er blitt foreslått og anvendt i spesielle prosesser hvori den oksyderende komponent tilfores cellulosematerialet i et eller flere trinn. Bleaching of cellulosic materials, especially cellulose from wood, has been the object of extensive research and experimentation. Many processes are therefore known for carrying out such bleaching operations and several of these processes are used in industrial bleaching operations. Various oxidizing agents, such as chlorine, chlorine dioxide, alkali and alkaline earth hypochlorites, hydrogen peroxide and the like have been proposed and used in special processes in which the oxidizing component is added to the cellulose material in one or more stages.

De vanlige prosesser anvender ofte mer enn en reaksjonskomponentThe usual processes often use more than one reaction component

og mer enn et bleketrinn. Noen av disse prosesser består i å behandle cellulosematerialet med en komponent som f.eks. klor, vaske ut det resterende klor og opploseliggjorte forurensninger fra det behandlede material med vann, nøytralisere eller ekstra-here de klorerte.ligniner med alkalier og vaske med vann, på nytt behandle, cellulosematerialene med en annen komponent, som f.eks. klor, klordioksyd eller natriumhypoklorit og. på nytt vaske ut den resterende komponent og opploseliggjorte forurensninger av cellulosematerialet. Det er foreslått prosesser hvori klor anvendes i det forste bleketrinn eller hvori-klordioksyd anvendes i det forste trinn, eller hv3ri spesielle blandinger av klordioksyd og klor anvendes i det forste trinn. Hver av disse prosesser har forskjellige fordeler og mangler ved behandling av cellulosematerialet. De spesielle sekvenser og reaksjonskomponenter som anvendes påvirker hvitheten av det blekete material, graden av fibernedbrytning og som et resultat, fiberstyrken, hvitheten, motstanden mot tap av hvithet ved aldring og den alminnelige lonnsomhet for prosessen. and more than a bleaching step. Some of these processes consist of treating the cellulose material with a component such as e.g. chlorine, wash out the residual chlorine and dissolved impurities from the treated material with water, neutralize or extract the chlorinated lignins with alkalis and wash with water, re-treat the cellulosic materials with another component, such as e.g. chlorine, chlorine dioxide or sodium hypochlorite and. again wash out the remaining component and dissolved contaminants from the cellulose material. Processes have been proposed in which chlorine is used in the first bleaching stage or in which chlorine dioxide is used in the first stage, or in which special mixtures of chlorine dioxide and chlorine are used in the first stage. Each of these processes has different advantages and disadvantages when treating the cellulose material. The particular sequences and reaction components used affect the whiteness of the bleached material, the degree of fiber degradation and, as a result, the fiber strength, whiteness, resistance to loss of whiteness through aging and the general profitability of the process.

Det er et formål for foreliggende oppfinnelse å fremskaffe ,en fremgangsmåte hvorved fordelene ved anvendelse av klordioksyd og klor kan inkorporeres i en prosess slik at forbedrete egenskaper oppnås sammenlignet med tidligere prosesser hvor det anvendes klordioksyd og klor som blekemidler. Et annet formål for oppfinnelsen er å fremskaffe en fremgangsmåte hvorved forbedret hvithet og forbedret motstand mot' tap av hvithet ved aldring oppnås på en okonomisk fordelaktig måte.. Et ytterligere formål for oppfinnelsen er å fremskaffe ...en fremgangsmåte som er spesielt egnet for bleking av trecellulose, under anvendelse av vanlig utstyr for utvikling av klordioksyd, såvel som vanlig blekeutstyr. Disse og andre formål vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse av oppfinnelsen. It is an aim of the present invention to provide a method by which the advantages of using chlorine dioxide and chlorine can be incorporated into a process so that improved properties are achieved compared to previous processes where chlorine dioxide and chlorine are used as bleaching agents. Another object of the invention is to provide a method whereby improved whiteness and improved resistance to loss of whiteness due to aging is achieved in an economically advantageous manner. A further object of the invention is to provide ...a method which is particularly suitable for bleaching of wood cellulose, using ordinary equipment for the development of chlorine dioxide, as well as ordinary bleaching equipment. These and other purposes will be apparent from the following description of the invention.

Oppfinnelser, angår fblgelig en fremgangsmåte for flerfasebleking , av kraftmasse, som omfatter .omsetting-av kraftmassen dispergert Inventions, of course, relate to a method for multi-phase bleaching of kraft pulp, which includes conversion of the kraft pulp dispersed

i en vandig oppslemning med klordioksyd inntil klordioksydet er i det minste delvis forbrukt, hvoretter blekingen fortsettes med klor uten mellomliggende vasking, og hvor den totale tilforte klormengde tilsvarer 1 - 10%.av kraftmassen og hvor 2 - 90% av kloret tilsettes i form av klordioksyd og den resterende mengde tilfores i form av-klor, hvorpå kraftmassen behandles med kaustisk alkali, og det særegne ved fremgangsmåten er at klordioksydblekingen utfores i sur eller noytral opplosning, samt at reaksjonstiden for blekingen med klordioksyd og klor står i et forhold av om lag 1:2, hvorpå fortrinnsvis etterblekes etter alkalibehandlingen på i og for seg kjent måte. in an aqueous slurry with chlorine dioxide until the chlorine dioxide is at least partially consumed, after which the bleaching is continued with chlorine without intermediate washing, and where the total amount of chlorine added corresponds to 1 - 10% of the kraft mass and where 2 - 90% of the chlorine is added in the form of chlorine dioxide and the remaining amount is supplied in the form of chlorine, after which the pulp is treated with caustic alkali, and the distinctive feature of the process is that the chlorine dioxide bleaching is carried out in an acidic or neutral solution, and that the reaction time for the bleaching with chlorine dioxide and chlorine is in a ratio of approx. 1:2, after which it is preferably post-bleached after the alkali treatment in a manner known per se.

Fremgangsmåten anvendes fortrinnsvis som det eneste eller forste trinn i en blekeoperasjon og når den anvendes som det forste bleketrinn kan den lett innarbeides i vanlige flertrinns-bleke-prosesser. The method is preferably used as the only or first step in a bleaching operation and when it is used as the first bleaching step, it can easily be incorporated into normal multi-step bleaching processes.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen gir forbedrete egenskaperThe method according to the invention provides improved properties

i det blekete material ved ekvivalent forbruk av aktivt klor, i sammenligning med tidligere kjente prosesser, slik at den nye fremgangsmåte representerer en okonomisk fordel. Selv om på-folgende bleketrinn som anvendes i flertrinns blekeoperasjoner og de spesielle blekemidler som anvendes i disse trinn påvirker egenskapene av den ferdig blekete masse, oppnås forbedrete resultater med fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen som det forste trinn med andre vanlige blekesekvenser i annet, tredje eller påfolgende trinn. in the bleached material at an equivalent consumption of active chlorine, in comparison with previously known processes, so that the new method represents an economic advantage. Although subsequent bleaching steps used in multi-stage bleaching operations and the special bleaching agents used in these steps affect the properties of the finished bleached pulp, improved results are achieved with the method according to the invention as the first step with other common bleaching sequences in the second, third or subsequent steps.

Når det således, ved den foreliggende oppfinnelse, anvendes kbrdioksyd som det forste blekemiddel og klor som det andre blekemiddel, i det forste trinn i prosessen, uten mellomliggende vasking, etterfulgt av alkalisk ekstraksjon, en ytterligere klordioksyd-bleking, en ytterligere alkalisk ekstraksjon og en endelig klordioksyd-bleking, oppnås overlegne resultater ved sammenligning med bruk av en blanding av klordioksyd-klor, rent klor eller rent klordioksyd i det forste trinn etterfulgt av den samme sekvens. Den totale effekt er at mindre mengder kjemikalier kan anvendes for å oppnå sammenlignbare hvithetsnivåer, når den foreliggende metode anvendes, enn med tidligere foreslåtte eller anvendte metoder. Thus, when, in the present invention, carbon dioxide is used as the first bleaching agent and chlorine as the second bleaching agent, in the first stage of the process, without intermediate washing, followed by alkaline extraction, a further chlorine dioxide bleaching, a further alkaline extraction and a final chlorine dioxide bleaching, superior results are obtained when compared to using a mixture of chlorine dioxide-chlorine, pure chlorine or pure chlorine dioxide in the first step followed by the same sequence. The overall effect is that smaller amounts of chemicals can be used to achieve comparable levels of whiteness, when the present method is used, than with previously proposed or used methods.

Selv om den foreliggende fremgangsmåte er anvendelig for cellulosematerialer generelt, er den i det folgende mer spesielt beskrevet i forbindelse med bleking av trecellulose, f.eks. cellulose oppnådd fra hemlock, Douglas-furu, balsam, cedar og lignende. Cellulosemassen prepareres forst for bleking ved kraftprosessen, hvori trematerialet underkastes cellulosekoking med delvis fjernelse av ligninet. Denne prosess legger også fibrene mer fullstendig nakne slik at det frembringes mer fullstendig kontakt mellom blekemidlene og fibrene. Although the present method is applicable to cellulosic materials in general, in the following it is more specifically described in connection with the bleaching of wood cellulose, e.g. cellulose obtained from hemlock, Douglas pine, balsam, cedar and the like. The cellulose pulp is first prepared for bleaching by the kraft process, in which the wood material is subjected to cellulose boiling with partial removal of the lignin. This process also exposes the fibers more completely so that more complete contact is produced between the bleaching agents and the fibers.

De blekemidler som anvendes ved foreliggende fremgangsmåte er komponenter som virker på forurensninger som f.eks. fargebestanddeler og lignin. som inneholdes i cellulosematerialet, slik at forurensningene oksyderes eller opploseliggjores slik at de kan gjores lysere eller fjernes. Da klordioksyd og klor er gasser under de fleste driftsbetingelser, kan de anvendes som sådanne for innvirkning enten på tort eller fuktig cellulosematerial. Klordioksyd"og klor kan også fores inn i en vandig dispersjon av tremassen "eller lignende for deri å reagere med cellulosematerialet, eller de kan absorberes i vandige opplosninger og tilsettes tremassen i form av en opplosning. Det er imidlertid vanligvis mest fordelaktig å ha tremassen i en vandig oppslemning og tilsette reaksjonskomponentene til oppslemningeh. Den frem-stilte tremasse foreligger således vanligvis i en vandig oppslemning som kan være sur, noytral eller basisk, og blekes direkte i denne. Oppfinnelsen vil derfor bli beskrevet mer fullstendig i forbindelse med vandige oppslemninger av tremasse. The bleaching agents used in the present method are components that act on pollutants such as e.g. color components and lignin. which is contained in the cellulose material, so that the contaminants are oxidized or dissolved so that they can be made brighter or removed. As chlorine dioxide and chlorine are gases under most operating conditions, they can be used as such for impact either on dry or moist cellulose material. Chlorine dioxide" and chlorine can also be fed into an aqueous dispersion of the wood pulp "or the like in order to react with the cellulose material, or they can be absorbed in aqueous solutions and added to the wood pulp in the form of a solution. However, it is usually most advantageous to have the wood pulp in an aqueous slurry and add the reaction components to the slurry. The produced wood pulp is thus usually present in an aqueous slurry which can be acidic, neutral or basic, and is bleached directly in this. The invention will therefore be described more fully in connection with aqueous slurries of wood pulp.

Ved foreliggende fremgangsmåte tilsettes, forst klordioksyd og deretter klor til tremassen, og dette utgjor forste og andre fase av det forste bleketrinn, slik at den forste komponent tilsettes og omsettes med cellulosematerialet, hvoretter den andre komponent tilsettes og omsettes med cellulosematerialet uten noe mellomliggende vasketrinn. Vanligvis tilsettes klordioksyd og tillates å reagere i en tidsperiode som er tilstrekkelig til minst delvis å forbruke klordioksydet.dvs.' at mer enn omtrent 50% skal forbrukes. Deretter tilsettes klor og omsettes med cellulosematerialet for å fullfore det forste bleketrinnet. Etter tilstrekkelig reaksjonstid for å frembringe de onskede resultater, vaskes resterende reaksjonskomponenter ut av tremassen med vann. In the present method, first chlorine dioxide and then chlorine are added to the wood pulp, and this constitutes the first and second phases of the first bleaching step, so that the first component is added and reacted with the cellulose material, after which the second component is added and reacted with the cellulose material without any intermediate washing step. Usually chlorine dioxide is added and allowed to react for a period of time sufficient to at least partially consume the chlorine dioxide. that more than about 50% must be consumed. Chlorine is then added and reacted with the cellulose material to complete the first bleaching step. After sufficient reaction time to produce the desired results, residual reaction components are washed out of the wood pulp with water.

Et annet, tredje eller flere bleketrinn kan'foretas under anvendelse av vanlige blekesekvenser. Således, i annet, tredje eller ytterligere trinn, kan det anvendes alkalier, klordioksyd, klor, hypoklorit, peroksyd eller blandinger derav. A second, third or more bleaching step can be carried out using normal bleaching sequences. Thus, in the second, third or further step, alkalis, chlorine dioxide, chlorine, hypochlorite, peroxide or mixtures thereof can be used.

Tilsetningen av klordioksyd som det forste blekemiddel foretas fortrinnsvis i tilstrekkelig mengde slik at det dannes en noytral til sur tremasseoppslemning. Under slike betingelser er blekevirkningen av komponenten mer effektiv. The addition of chlorine dioxide as the first bleaching agent is preferably carried out in sufficient quantity so that a neutral to acidic wood pulp slurry is formed. Under such conditions, the bleaching action of the component is more effective.

I industrielle operasjoner kan klordioksydet inneholde en liten mengde klor på grunn av samtidig frigivning av klor under de fleste klordioksyd-utviklingsprosesser. Når det derfor her sies at cellulosematerialet behandles med klordioksyd betyr det behandling med et material som hovedsakelig eller fullstendig består av klordioksyd, men som kan inneholde noe klor. På samme måte anvendes klor i form av et material som hovedsakelig eller fullstendig består av klor, men som kan inneholde noe klordioksyd. In industrial operations, the chlorine dioxide may contain a small amount of chlorine due to simultaneous release of chlorine during most chlorine dioxide generation processes. When it is therefore said here that the cellulose material is treated with chlorine dioxide, it means treatment with a material which mainly or completely consists of chlorine dioxide, but which may contain some chlorine. In the same way, chlorine is used in the form of a material which mainly or completely consists of chlorine, but which may contain some chlorine dioxide.

Bleketiden for hver reaksjonskomponent kan variere i avhengighetThe bleaching time for each reaction component can vary depending

av bleketemperaturen, konsentrasjonen av de anvendte komponenter, de spesielle egenskaper som onskes i den blekete masse og prosentinnholdet av masse dispergert i den vandige opplosning. Således må det gå tilstrekkelig tid etter hver tilsetning slik at komponenten omsettes med massen, slik at komponenten minst delvis forbrukes for tilsetningen av den andre. I de fleste tilfeller utfores omsettingen med klordioksyd til dette hovedsakelig eller nesten fullstendig er forbrukt. Ved lavere temperaturer og lavere konsentrasjoner for reaksjonskomponentene anvendes lengere bleketider når blekeevnen for komponenten skal anvendes til det ytterste. of the bleaching temperature, the concentration of the components used, the special properties desired in the bleached pulp and the percentage of pulp dispersed in the aqueous solution. Thus, sufficient time must elapse after each addition so that the component reacts with the mass, so that the component is at least partially consumed for the addition of the other. In most cases, the reaction is carried out with chlorine dioxide until this is mainly or almost completely consumed. At lower temperatures and lower concentrations for the reaction components, longer bleaching times are used when the bleaching ability of the component is to be used to the utmost.

Den totale bleking eller reaksjonstid kan være oppti tre timer .eller mer. Reaksjonstiden er fortrinnsvis fra omtrent 5 min til omtrent 2 timer. Av denne reaksjonstid er det foretrukket å omsette'klordioksyd i kortere tid enn klor. Reaksjonstiden fcr hver komponent er funnet fortrinnsvis å ligge i et tidsforhold på omtrent 1:2 for henholdsvis klordioksyd og klor. Således, ved en times total reaksjonstid i det forste trinn, omsettes forst klordioksyd i omtrent 20 min for klor tilsettes, idet det er best å omsette kloret i omtrent ho min, slik at kloret etter denne tid er i det vesentlige■forbrukt. The total bleaching or reaction time can be up to three hours or more. The reaction time is preferably from about 5 min to about 2 hours. Of this reaction time, it is preferred to react chlorine dioxide in a shorter time than chlorine. The reaction time for each component has been found to lie preferably in a time ratio of approximately 1:2 for chlorine dioxide and chlorine respectively. Thus, with a total reaction time of one hour in the first step, chlorine dioxide is first reacted for approximately 20 minutes before chlorine is added, since it is best to react the chlorine for approximately one minute, so that after this time the chlorine is essentially consumed.

Den temperatur oppløsningen holdes på under blekingen kan variere fra 5°C og opp til omtrent 100°C, men det foretrekkes vanligvis å utfore blekingen i temperaturområdet av 10° til 50°C. The temperature at which the solution is maintained during bleaching can vary from 5°C up to about 100°C, but it is usually preferred to carry out the bleaching in the temperature range of 10° to 50°C.

Hastigheten av blekingen dkes ved de hoyere temperaturer.The rate of bleaching is reduced at the higher temperatures.

Den mengde totalt aktivt klor som tilsettes, enten det aktive klor tilsettes som klordioksyd eller som klor, kan variere betraktelig avhengig av de spesielle egenskaper som onskes oppnådd som en folge av blekingen. Normalt tilsettes 1 - 10$ aktivt klor regnet på vekten av cellulosematerialet, og omsettes med cellulosematerialet i det forste trinn i en. blekeprosess, idet den noyaktige mengde avhenger av de spesielle krav til blekingen.- Aktivt klor er et mål for den oksyderende styrke av reaksjonskomponenten under anvendelse av klor som standard. Som sådan er en vektdel klordioksyd ekvivalent med 2,63 vektdeler klor. Det er funnet å være å foretrekke å tilsette 2 til 90$ av det totalt aktive klor i den forste tilsetningsfase og mer fordelaktig å tilsette 20 til 80% av det totalt aktive klor basert på det totalt aktive klor som trenges i bleketrinnet. The amount of total active chlorine that is added, whether the active chlorine is added as chlorine dioxide or as chlorine, can vary considerably depending on the particular properties that are desired to be achieved as a result of the bleaching. Normally, 1 - 10$ of active chlorine is added, calculated on the weight of the cellulose material, and reacted with the cellulose material in the first step in a. bleaching process, as the exact quantity depends on the special requirements for bleaching. - Active chlorine is a measure of the oxidizing strength of the reaction component using chlorine as a standard. As such, one part by weight of chlorine dioxide is equivalent to 2.63 parts by weight of chlorine. It has been found to be preferable to add 2 to 90% of the total active chlorine in the first addition phase and more advantageous to add 20 to 80% of the total active chlorine based on the total active chlorine needed in the bleaching step.

Oppfinnelsen vil nå beskrives ytterligere med henvisning til eksempler». Med mindre annet er angitt er alle deler angitt som vektdeler og alle temperaturer er angitt 'i °C. The invention will now be described further with reference to examples". Unless otherwise stated, all parts are by weight and all temperatures are in °C.

Eksempler 1 - ^.Examples 1 - ^.

Disse eksempler illustrerer en sammenligning mellom de resultater som oppnås ved tofase-bleking med klordioksyd og klor, i henhold til foreliggende oppfinnelse, anvendt som et forste bleketrinn (eksempel 1), sammenlignet med bleking med en blanding av klordioksyd og klor anvendt som et forste bleketrinn (eksempel 2) og bleking med anvendelse av klor alene som et forste bleketrinn (eksempel 3)« Sammenligningseksemplene ble utfort i en fem-trinns blekeoperasjon, hvor de resterende bleketrinn for hvert eksempel fulgte den samme sekvens med alkali ekstraksjon, klordioksyd-tilsetning, alkali.ekstraksjon og endelig klordioksyd-tilsetning. These examples illustrate a comparison between the results obtained by two-phase bleaching with chlorine dioxide and chlorine, according to the present invention, used as a first bleaching step (Example 1), compared to bleaching with a mixture of chlorine dioxide and chlorine used as a first bleaching step (Example 2) and bleaching using chlorine alone as a first bleaching step (Example 3)" The comparative examples were carried out in a five-step bleaching operation, where the remaining bleaching steps for each example followed the same sequence of alkali extraction, chlorine dioxide addition, alkali .extraction and final chlorine dioxide addition.

Hvert av eksemplene ble utfort, med like deler av samme type ubleket kraftmasse som besto av 33$ Douglas-furu, h- 7% Western Hemlock og 20$ cedar-masse. Denne tremasseblanding hadde et permangan;at-tall på 21,3, som målt ved Technical Association of Pulp and Paper Industries (TAPPI) Standard Testing Method No. T 2lk m-50 Each of the examples was prepared with equal parts of the same type of unbleached kraft pulp consisting of 33% Douglas-fir, 7% Western Hemlock and 20% cedar pulp. This pulp mixture had a permanganate number of 21.3, as measured by the Technical Association of Pulp and Paper Industries (TAPPI) Standard Testing Method No. T 2lk m-50

og en kloritbehandlet viskositet på 381 centipoise, som målt ved TAPPI Standard Testing Method No. T 203 su-63. Bleketiden for and a chlorite-treated viscosity of 381 centipoise, as measured by TAPPI Standard Testing Method No. T 203 su-63. The bleaching time for

det forste trinn utgjorde i alt 60 min ved en temperatur på 20°C.the first step totaled 60 min at a temperature of 20°C.

I hvert eksempel bl-e en total mengde på 750$ aktivt klor tilsattIn each example, a total amount of $750 of active chlorine was added

i det forste trinn. Klor og klordioksyd ble i hvert tilfelle tilsatt som en vandig opplosning som ble fort inn i tremasse-oppslemningen. Tabell I viser de oppnådde resultater. in the first step. Chlorine and chlorine dioxide were in each case added as an aqueous solution which was quickly absorbed into the wood pulp slurry. Table I shows the results obtained.

Provene ble utfort etter TAPPI Standard Testing Methods, hvori "General Electric" (G.E.) Hvithet ble målt ved Standard Method T 217 m-M-8 og hvori hvithetsproven med 1 times varme-aldring ble utfort i en mekanisk konveksjonsovn ved 105°C i den angitte tid. De fysiske prover ble utfort i henhold til TAPPI Standard Testing Method T 200 ts-6l, T 205 m-58, T 218 m-59, T k02 m-^9 og T-220 m-60. The tests were carried out according to TAPPI Standard Testing Methods, in which "General Electric" (G.E.) whiteness was measured by Standard Method T 217 m-M-8 and in which the whiteness test with 1 hour heat aging was carried out in a mechanical convection oven at 105°C in the specified time. The physical tests were carried out in accordance with TAPPI Standard Testing Method T 200 ts-6l, T 205 m-58, T 218 m-59, T k02 m-^9 and T-220 m-60.

I eksempel 1 utgjorde reaksjonstiden for den forste fase (klordioksyd) 20 min og reaksjonstiden for den annen fase (klor) ho min. En sammenligning av de oppnådde data illustrerer de forbedrete resultater som oppnås ved foreliggende fremgangsmåte. Storre hvithet oppnås i tredje og femte bleketrinn ved tofase-metoden. In example 1, the reaction time for the first phase (chlorine dioxide) was 20 min and the reaction time for the second phase (chlorine) was 1 min. A comparison of the obtained data illustrates the improved results obtained by the present method. Greater whiteness is achieved in the third and fifth bleaching stages of the two-phase method.

I tillegg oppnås hoyere viskositeter i tredje og femte trinn i sammenligning med vanlig klorbehandling. Den hoyere hvithet i sluttproduktet oppnådd både for og etter aldring i en l8-timers periode illustrerer fordelen for den foreliggende fremgangsmåte når det gjelder å frembringe overlegne produktegenskaper. In addition, higher viscosities are achieved in the third and fifth stages compared to normal chlorine treatment. The higher whiteness of the final product obtained both before and after aging for a 18-hour period illustrates the advantage of the present process in producing superior product properties.

Styrken av sluttproduktet er lik eller bedre enn den som oppnås når bare klor anvendes som blekemiddel, som illustrert i eksempel 3 eller styrken som oppnås når blekemidlet er en blanding av klordioksyd og klor, som illustrert i eksempel- 2. The strength of the final product is equal to or better than that obtained when only chlorine is used as bleach, as illustrated in example 3 or the strength obtained when the bleach is a mixture of chlorine dioxide and chlorine, as illustrated in example-2.

Eksempler K til 6; Examples K to 6;

Disse eksempler sammenligner tofase-blekingen. Denne anvendesThese examples compare the two-phase bleaching. This is used

som det forste trinn i en seks-trinns blekeprosess, med anvendelse as the first step in a six-step bleaching process, with application

av en blanding av klordioksyd og klor i det forste trinn og anvendelse av rent klor i det forste trinn. De sammenlignende forsok ble utfort under anvendelse av den samme sammensetning av kraftmasse som den som ble anvendt i eksemplene 1 til 3?dispergert i en vandig fase. Resultatene av provene er vist i tabell II. Eksempel h er en typisk illustrasjon av anvendelse av klor som blekemiddel i det forste trinn. Eksempel 5 viser en tofase-bleking med klordioksyd og klor i henhold, til oppfinnelsen, hvori klordioksydet omsettes i 20 min for tilsetning av klor, of a mixture of chlorine dioxide and chlorine in the first stage and the use of pure chlorine in the first stage. The comparative experiments were carried out using the same composition of kraft pulp as that used in Examples 1 to 3 - dispersed in an aqueous phase. The results of the test are shown in table II. Example h is a typical illustration of the use of chlorine as a bleaching agent in the first step. Example 5 shows a two-phase bleaching with chlorine dioxide and chlorine according to the invention, in which the chlorine dioxide is reacted for 20 min before the addition of chlorine,

som så ble omsatt i ho min. Eksempel 6 illustrerer anvendelse av en blanding av klordioksyd og klor i det forste trinn. which was then converted into ho min. Example 6 illustrates the use of a mixture of chlorine dioxide and chlorine in the first step.

I alle eksempler ble ekvivalente mengder aktivt klor anvendt.. Det aktive klor ble tilsatt som en vandig opplosriing til tremasse-oppslemningene. Det forste trinn'ble gjennomfort ved temperatur 20°C og den totale bleketid i det forste trinn i eksemplene h - 6 var 60 min. In all examples, equivalent amounts of active chlorine were used. The active chlorine was added as an aqueous solubilizer to the wood pulp slurries. The first step was carried out at a temperature of 20°C and the total bleaching time in the first step in examples h - 6 was 60 min.

Annet trinn j+ £ Second step j+ £

NaOH tilsatt," 3,0 1,5 1,5 Slutt-pH 12,1 10,3 10,1 Reaksjonstid, min 120 120 120 - Konsistens, % 9,8 9,8 9,8 Temperatur, °C 7<1>+<i>f8^8 NaOH added," 3.0 1.5 1.5 Final pH 12.1 10.3 10.1 Reaction time, min 120 120 120 - Consistency, % 9.8 9.8 9.8 Temperature, °C 7< 1>+<i>f8^8

Permanganat-tall 3,7 3,5 h, 2 Viskositet, centipoise 200 ^37 389 Permanganate number 3.7 3.5 h, 2 Viscosity, centipoise 200 ^37 389

Tredje trinnThird step

Ca(0Cl)2tilsatt,Ca(0Cl)2 added,

% aktivt Cl21,30 1,30 1,30 Ca(0Cl)2brukt, % aktivt Cl - 1,19 ' 1,28 NaOH tilsatt, % 0,37 0,^5 0,57 Slutt-pH 10,1 9,5 10,3 Reaksjonstid, min 180 180 180 Konsistens, % 10,10,^ 10, h Temperatur, °C 35 35 35 Viskositet, centipoise 150 1V7 209 G.E. Hvithet, % 70, h 8l,l 69,8 G.E. Hvithet (1 time % active Cl21.30 1.30 1.30 Ca(0Cl)2 used, % active Cl - 1.19 ' 1.28 NaOH added, % 0.37 0.^5 0.57 Final pH 10.1 9, 5 10.3 Reaction time, min 180 180 180 Consistency, % 10.10,^ 10, h Temperature, °C 35 35 35 Viscosity, centipoise 150 1V7 209 G.E. Whiteness, % 70, h 8l,l 69.8 G.E. Whiteness (1 hour

varmealdret), % - 7<>>+,6 66,9 heat aged), % - 7<>>+,6 66,9

G.E. Hvithet (18 timerG. E. Whiteness (18 hours

varmealdret), % - 72,3 6W-,2 heat aged), % - 72.3 6W-,2

Fjerde trinnFourth step

C102tilsatt, % 0,50 0,50 0,50 C102forbrukt, % 0,^7 0 , hh 0,1+8 C102 added, % 0.50 0.50 0.50 C102 consumed, % 0.^7 0 , hh 0.1+8

Reaksjonstid, min 180 180 180 Konsistens, % 6,0 6,0 6,0 Temperatur, °C 7^ 7<*>+ 7h Slutt-pH 3,9 h, l 3,1 Viskositet, cp. 120 lkQ 202 G.E. Hvithet, % 83,0 88,1 83,8 G.E. Hvithet (ltime varmealdret), % - 83,3 8l,5 Reaction time, min 180 180 180 Consistency, % 6.0 6.0 6.0 Temperature, °C 7^ 7<*>+ 7h Final pH 3.9 h, l 3.1 Viscosity, cp. 120 lkQ 202 G.E. Whiteness, % 83.0 88.1 83.8 G.E. Whiteness (ltime heat-aged), % - 83.3 8l.5

G.E. Hvithet (18 timerG. E. Whiteness (18 hours

varmealdret), % - 80,0 77,6 heat aged), % - 80.0 77.6

Denne sammenligning illustrerer at ved tofase-bleklngen i henhold til oppfinnelsen, var det mulig å anvende 1, 5% mindre natrium-hydroksyd i det annet trinn enn når bare klor.ble anvendt som blekemiddel. Temperaturen i det annet trinn kunne også holdes på k8°C istedet for ?k<0>C. Dette er særlig viktig ved industriell drift, på grunn av reduksjon i den nodvendige mengde kjemikalier og damp. Hvitheten i det tredje trinn var 11 punkter hoyere med tof.ase-bleking enn den som ble oppnådd med enten klor eller blanding av klordioksyd og klor. Hvitheten'i det fjerde trinn var også *+ til 5 punkter hoyere med tofase-bleking og den endelige hvithet etter det sjette trinn var igjen hoyere enn den som ble This comparison illustrates that with the two-phase bleaching according to the invention, it was possible to use 1.5% less sodium hydroxide in the second step than when only chlorine was used as bleaching agent. The temperature in the second stage could also be kept at k8°C instead of ?k<0>C. This is particularly important in industrial operations, due to a reduction in the required amount of chemicals and steam. Whiteness in the third stage was 11 points higher with tofase bleaching than that obtained with either chlorine or a mixture of chlorine dioxide and chlorine. The whiteness' in the fourth step was also *+ to 5 points higher with two-phase bleaching and the final whiteness after the sixth step was again higher than that which was

v' oppnådd med klor eller klorblandingen. Alle disse prover ble utfort i samsvar med TAPPI Standard Testing metoder som angitt i eksemplene 1-3»v' obtained with chlorine or the chlorine mixture. All these tests were carried out in accordance with TAPPI Standard Testing methods as indicated in examples 1-3"

Eksempler 7 og 8.Examples 7 and 8.

Disse eksempler sammenligner bruk av enten klordioksyd eller klor som blekemiddel i forste fase i forste trinn av blekeprosessen. Eksempel 7 viser klordioksyd anvendt som den forste tilsatte reaksjonskomponent og eksempel 8 viser klor anvendt som den forste tilsatte reaksjonskomponent. Blekereaksjonen ble utfort i en totaltid av 60 min, 20 min med den forst tilsatte komponent og ^0 min med den annen tilsatte komponent. I begge tilfelle ble det anvendt' 7, 7% aktivt klor. Forholdet mellom reaksjonskomponentene basert på det aktive klor var 85$ ved den forste tilsetning og 15$ i den annen tilsetning. Reaksjonene ble utfort under anvendelse av like mengder ubleket kraftmasse bestående av omtrent 70$ hemlock-masse og omtrent 30$ Douglas-furu^masse. These examples compare the use of either chlorine dioxide or chlorine as a bleaching agent in the first phase in the first stage of the bleaching process. Example 7 shows chlorine dioxide used as the first added reaction component and example 8 shows chlorine used as the first added reaction component. The bleaching reaction was carried out for a total time of 60 min, 20 min with the first added component and ^0 min with the second added component. In both cases, 7.7% active chlorine was used. The ratio of the reaction components based on the active chlorine was 85$ in the first addition and 15$ in the second addition. The reactions were carried out using equal amounts of unbleached kraft pulp consisting of about 70% hemlock pulp and about 30% Douglas-fir pulp.

Reaksjonstemperaturen var 20°C. Massen ble behandlet i en fem-trinns sekvens hvori alkalisk ekstraksjon ble anvendt i det annet trinn, klordioksyd-tilsetning ble anvendt i tredje trinn, alkalisk ekstraksjon i det fjerde trinn, og klordioksyd ble tilsatt i det femte trinn. The reaction temperature was 20°C. The pulp was processed in a five-step sequence in which alkaline extraction was used in the second step, chlorine dioxide addition was used in the third step, alkaline extraction in the fourth step, and chlorine dioxide was added in the fifth step.

En sammenlignende analyse av viskositetene og hvithetene, både A comparative analysis of the viscosities and whitenesses, both

for varmealdring og etter varmealdring, som vist i disse eksempler, gir sammenligningsvis gode produkter hva enten klordioksyd eller klor tilsettes som den forste fase. for heat aging and after heat aging, as shown in these examples, give comparatively good products when either chlorine dioxide or chlorine is added as the first phase.

Eksempler 9 - 1^.Examples 9 - 1^.

Disse eksempler viser de resultater som oppnås når forskjellige forhold mellom klor og klordioksyd anvendes ved tofase-bleking i henhold til oppfinnelsen. Sammenlignet med disse forandringer i forholdet mellom klor og klordioksyd er anfort anvendelse av rent klor (eksempel 9) og rent klordioksyd (eksempel l*f). These examples show the results obtained when different ratios between chlorine and chlorine dioxide are used in two-phase bleaching according to the invention. Compared to these changes in the ratio between chlorine and chlorine dioxide, the use of pure chlorine (example 9) and pure chlorine dioxide (example l*f) is recommended.

Provene ble utfort under anvendelse av ubleket kraftmasse bestående av 1+9$ Western Hemlock, 29$ balsam, 12$ Douglas-furu og 10$ cedar-masse. Permanganat-tallet av denne masse var 20.2. Kloritbehandlet viskositet var 3^8 centipoise. Under anvendelse av like mengder tremasse i vandig oppslemning, ble aktivt klor tilsatt oppslemningene som en vandig tilsetning. I eksemplene 10 - 13 tilsettes forst klordioksyd og omsettes med cellulosen i The tests were carried out using unbleached kraft pulp consisting of 1+9$ Western Hemlock, 29$ balsam, 12$ Douglas-fir and 10$ cedar pulp. The permanganate number of this mass was 20.2. Chlorite treated viscosity was 3^8 centipoise. Using equal amounts of wood pulp in aqueous slurry, active chlorine was added to the slurries as an aqueous additive. In examples 10 - 13, chlorine dioxide is first added and reacted with the cellulose in

20 min for tilsetning av klor, som ble omsatt i hO min. I alle disse eksempler var reaksjonstiden i det forste trinn lik 60 min. Tabell IV viser de resultater som oppnås under anvendelse av de beskrevne forste trinns forhold for C12:C102i en fire-trinns blekeprosess. Aktivt klor anvendt i det forste trinn av hvert eksempel var 6,5$ basert på vekten av ovnstorret masse. 20 min for the addition of chlorine, which was converted in hO min. In all these examples, the reaction time in the first step was equal to 60 min. Table IV shows the results obtained using the described first stage ratios for C12:C102 in a four-stage bleaching process. Active chlorine used in the first stage of each example was 6.5% based on the weight of oven-dried pulp.

En analyse av resultatene i eksemplene viser at forbedrete masse-egenskaper oppnås ved hvert av forholdene mellom klor og klordioksyd i henhold til oppfinnelsen i sammenligning med enten klor alene eller klordioksyd på 60:1+0 frembringer det laveste permanganat-tall med den anvendte masse. Hvitheter og varme-aldringshvitheter i tredje og fjerde trinn er hoyest med et forhold C^iClC^ på omtrent ^0:60 og i alle sammenlignbare tilfelle er det bedre enn enten rent klor i eksempel 9 eller rent klordioksyd i eksempel l<*>f. An analysis of the results in the examples shows that improved pulp properties are achieved at each of the ratios between chlorine and chlorine dioxide according to the invention in comparison with either chlorine alone or chlorine dioxide at 60:1+0 produces the lowest permanganate number with the pulp used. Whitenesses and heat-aging whitenesses in the third and fourth stages are highest with a C^iClC^ ratio of about ^0:60 and in all comparable cases it is better than either pure chlorine in example 9 or pure chlorine dioxide in example l<*>f .

Claims

1. Method for multi-phase bleaching of kraft pulp, which comprises reacting the kraft pulp dispersed in an aqueous slurry with chlorine dioxide until the chlorine dioxide is at least partially consumed, after which the bleaching is continued with chlorine without intermediate washing,' and where the total amount of chlorine added corresponds to 1-10$ of the pulp and where 2-90$ of the chlorine is added in the form of chlorine dioxide and the remaining amount is supplied in the form of chlorine,• after which the pulp is treated with caustic alkali, characterized in that the chlorine dioxide bleaching is carried out in an acidic or neutral solution, and that the reaction time for the bleaching with chlorine dioxide and chlorine is in a ratio of about 1:2, after which the bleaching is preferably carried out after the alkali treatment in a manner known per se.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the kraft pulp after the alkali treatment is bleached with chlorine dioxide at a temperature of 50 - 90°C for 1 to 5 hours until the pH in the slurry is from 2-6.

3. Method as stated in claim 2, characterized in that the subsequent bleaching with chlorine dioxide is carried out at a temperature from 65 - 75°C until the pH in the slurry is from 3-5.