NO166244B

NO166244B - PROCEDURE FOR GETTING UP OF HIGHLY LIGNOCELLULOS MASSES AND HIGHLY MECHANICAL LIGNOCELLULOSMASSES.

Info

Publication number: NO166244B
Application number: NO860546A
Authority: NO
Inventors: Petter Tibbling
Original assignee: Kamyr Ab
Priority date: 1985-02-15
Filing date: 1986-02-14
Publication date: 1991-03-11
Also published as: FI860688A; DE3661641D1; NO860546L; JPS61245392A; EP0191756A1; ATE39714T1; SE8600615L; FI85729C; EP0191756B1; FI85729B; FI860688A0; NO166244C; BR8600637A; SE8600615D0

Abstract

Bleaching of a mechanical pulp, such as chemimechanical pulp (CMP), chemithermomechanical pulp (CTMP), and the like, achieves high brightness. A lignocellulose mechanical pulp is subjected to two different peroxide (P) stages (12, 18), and a hydrosulfite (dithionite) (T) stage (20). A P-P-T sequence is preferred (although a P-T-P sequence also produces good results). Bleaching is typically accomplished in all stages at a consistency of between about 8-30%. Between the peroxide stages, the pulp is preferably pressed (19). Between a peroxide stage and a subsequent hydrosulfite stage the pulp is preferably pressed (19 min ), and the pH reduced to between about 5.5-6.0 when diluting with SO2 water (26). The P-P-T bleaching sequence results in pulp with unexpectedly high brightness, brightness levels of about 83% ISO, and greater, being possible.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for oppnåelse av høylys lignocellulosemasse og en høylys mekanisk lignocellulosemasse som er fremstilt ved fremgangsmåten. The present invention relates to a method for obtaining high-light lignocellulosic pulp and a high-light mechanical lignocellulose pulp produced by the method.

Typiske konvensjonelle blekesekvenser for bleking av mekaniske masser slik som mekanisk masse, kjemimekanisk masse (CMP), termomekanisk masse (TMP) og kjemitermomekanisk masse (CTMP) omfatter péroksyd- (P), hydrosulfitt- (T), eller P-T sekvenser. Typical conventional bleaching sequences for bleaching mechanical pulps such as mechanical pulp, chemimechanical pulp (CMP), thermomechanical pulp (TMP) and chemithermomechanical pulp (CTMP) include peroxide (P), hydrosulfite (T), or P-T sequences.

Konvensjonell peroksydbleking med natrium- eller hydrogenperoksyd gjennomføres karakteristisk ved en konsistens på 12-30%. Enkelttrinns peroksydbehandling er det vanligste. Imidlertid er det kjent å benytte totrinns peroksydbleking (P-P) for middels lys mekanisk masse, dvs. med en lyshet på 75-80% ISO. Conventional peroxide bleaching with sodium or hydrogen peroxide is typically carried out at a consistency of 12-30%. Single-stage peroxide treatment is the most common. However, it is known to use two-stage peroxide bleaching (P-P) for medium-light mechanical pulp, i.e. with a lightness of 75-80% ISO.

Reduktiv bleking med hydrosulfitter (ditionitter) er også generelt gjennomført i et enkelt trinn. Imidlertid har det vært kjent å benytte en P-T blekesekvens som gir lysheter i området 74-78% ISO. I en P-T sekvens blir bidraget til lysheten for det siste T-trinn gradvis redusert etterhvert som chargen av peroksyd økes for å oppnå den siste lyshet. Reductive bleaching with hydrosulphites (dithionites) is also generally carried out in a single step. However, it has been known to use a P-T bleaching sequence that gives brightnesses in the range of 74-78% ISO. In a P-T sequence, the contribution to the lightness of the last T step is gradually reduced as the charge of peroxide is increased to achieve the last lightness.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det overraskende funnet at der peroksydbehandlingene splittes i to eller flere trinn gir T-trinnet en vesentlig lysgjørende virkning i størrelsesorden 2-4 ISO-enheter. I en typisk P-T sekvens er bidraget fra hydrosulfittrinnet meget lite (mindre enn 2 ISO-enheter) på 80+ ISO-nivået. According to the present invention, it has surprisingly been found that where the peroxide treatments are split into two or more stages, the T stage gives a significant brightening effect in the order of 2-4 ISO units. In a typical P-T sequence, the contribution from the hydrosulphite step is very small (less than 2 ISO units) at the 80+ ISO level.

Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for oppnåelse av høylys lignocellulosemasse omfattende å underkaste en mekanisk lignocellulosemasse peroksydbleking og en hydrosulfittblekesekvens, kjennetegnet ved å underkaste den mekaniske massen en første peroksydbleking og deretter en andre peroksydbleking og deretter hydrosulfittblekesekvensen for derved å fremstille en bleket, mekanisk masse. According to the present invention, a method for obtaining bright lignocellulose pulp is provided comprising subjecting a mechanical lignocellulose pulp to peroxide bleaching and a hydrosulphite bleaching sequence, characterized by subjecting the mechanical pulp to a first peroxide bleaching and then a second peroxide bleaching and then the hydrosulphite bleaching sequence to thereby produce a bleached, mechanical pulp.

Mer enn to peroksydtrinn gjennomføres og trinnene blir fortrinnsvis gjennomført i sekvens. Fortrinnsvis blir massen presset mellom trinnene for delvis å fjerne masselut. Denne fjernede lut (filtrat) benyttes vanligvis for fortynning i foregående trinn, eller for kjemisk gjenvinning. Ved gjennomføring av alle trinnene bibeholder massen More than two peroxide steps are carried out and the steps are preferably carried out in sequence. Preferably, the pulp is pressed between the steps to partially remove pulp liquor. This removed lye (filtrate) is usually used for dilution in the previous step, or for chemical recovery. When completing all the steps, the mass is retained

en konsistens på mellom 8 og 50% selv om den etter pressing karakteristisk fortynnes (f.eks. til mellom 8-15%). Under hvert gjennomført bleketrinn er konsistensen 8-30%. a consistency of between 8 and 50%, although after pressing it is characteristically diluted (e.g. to between 8-15%). During each completed bleaching step, the consistency is 8-30%.

Foreliggende oppfinnelse vedrører også en høylys mekanisk lignocellulosemasse som er kjennetegnet ved at den er fremstilt ved trinnene: (a) å underkaste en mekanisk lignocellulosemasse en første peroksydblekesekvens (12); (b) å underkaste den mekaniske massen en andre peroksydblekesekvens (18); og (c) å underkaste den mekaniske massen en hydrosulfittblekesekvens (20). 1 henhold til oppfinnelsen fremstilles det en mekanisk masse med en lyshet på ca. 83% ISO eller derover. The present invention also relates to a bright mechanical lignocellulose pulp which is characterized in that it is produced by the steps: (a) subjecting a mechanical lignocellulose pulp to a first peroxide bleaching sequence (12); (b) subjecting the mechanical pulp to a second peroxide bleaching sequence (18); and (c) subjecting the mechanical pulp to a hydrosulfite bleaching sequence (20). 1 according to the invention, a mechanical mass is produced with a lightness of approx. 83% ISO or above.

Oppfinnelsen angår også en mekanisk masse med høy lyshet, fremstilt ved gjennomføring av trinnene (a) til (c) som ovenfor. I henhold til oppfinnelsen fremstilles det en mekanisk masse med en lyshet på ca. 83% ISO eller derover. The invention also relates to a mechanical mass with high brightness, produced by carrying out steps (a) to (c) as above. According to the invention, a mechanical mass is produced with a lightness of approx. 83% ISO or above.

Det er en hovedgjenstand, for foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en meget lys mekanisk masse. Denne og andre formål med oppfinnelsen vil fremgå av den følgende detaljerte beskrivelse og de ledsagende krav. It is a main object of the present invention to provide a very light mechanical mass. This and other objects of the invention will be apparent from the following detailed description and the accompanying claims.

Figur 1 er et skjematisk riss som viser trinnene ved gjennomføring av en utførelsesform av oppfinnelsen; Figure 1 is a schematic diagram showing the steps in carrying out an embodiment of the invention;

figur 2 er et skjematisk riss som antyder en foretrukket modifisering av metoden i figur 1; figure 2 is a schematic drawing suggesting a preferred modification of the method of figure 1;

figur 3 viser skjematisk en eksempelvis apparatur som benyttes ved gjennomføring av et av peroksydtrinnene i metoden ifølge figur 1; figure 3 schematically shows an exemplary apparatus which is used when carrying out one of the peroxide steps in the method according to figure 1;

figur 4 viser skjematisk en eksempelvis utførelses-form som kan benyttes ved gjennomføring av hydrosulfittbleketrinnet i figur 1 . figure 4 schematically shows an exemplary embodiment which can be used when carrying out the hydrosulphite bleaching step in figure 1.

Oppfinnelsen kan benyttes for å øke lysheten for alle typer mekanisk masse. Uttrykket "en mekanisk lignocellulosemasse" slik det benyttes i beskrivelsen og kravene er ment å omfatte konvensjonelle mekaniske masser slik som malte ved- og raffinørmasser, f.eks. CMP, CTMP og TMP. Figur 1 viser fremstillingen av en mekanisk masse i en typisk mekanisk masseprosesstasjon 1 som inkluderer bruken av raffinører, og andre masseprosesstrinn etter ønske. The invention can be used to increase the brightness of all types of mechanical pulp. The term "a mechanical lignocellulosic pulp" as used in the description and claims is intended to include conventional mechanical pulps such as ground wood and refiner pulps, e.g. CMP, CTMP and TMP. Figure 1 shows the production of a mechanical pulp in a typical mechanical pulp processing station 1 which includes the use of refiners, and other pulp processing steps as desired.

Etter at en mekanisk lignocellulosemasse er fremstilt i stasjonen 10 underkastes den en første natrium-eller hydrogenperoksydbleking P^ som antydet ved henvisningstallet 12 i figur 1. Peroksydblekingen gjennomføres ved bruk av konvensjonelt utstyr og konvensjonelle blekebetingelser for peroksydbleking av mekaniske masser (f .eks. 45-90°C, 15-240 minutter). En typisk form et slikt utstyr kan ha er vist skjematisk i figur 3 der massen mates til en blander 14 hvoretter peroksyd, natriumhydroksyd og buffer- og stabiliseringsmidler og lignende (slik som natriumsilikat og MgS04) tilsettes. Hvis ønsket,etter blanding i blanderen 14, kan konsistensen i massen økes i skruepressen 15, og til slutt mates massen til bleketårnet 16. Bleking vil karakteristisk gjennomføres ved en konsistens på ca. 8-30%, fortrinnsvis 12-25%. After a mechanical lignocellulosic pulp has been produced in the station 10, it is subjected to a first sodium or hydrogen peroxide bleaching P^ as indicated by reference number 12 in figure 1. The peroxide bleaching is carried out using conventional equipment and conventional bleaching conditions for peroxide bleaching of mechanical pulps (e.g. 45 -90°C, 15-240 minutes). A typical form such equipment can have is shown schematically in figure 3 where the mass is fed to a mixer 14 after which peroxide, sodium hydroxide and buffer and stabilizing agents and the like (such as sodium silicate and MgSO4) are added. If desired, after mixing in the mixer 14, the consistency of the mass can be increased in the screw press 15, and finally the mass is fed to the bleaching tower 16. Bleaching will characteristically be carried out at a consistency of approx. 8-30%, preferably 12-25%.

I den foreliggende utførelsesform blir etter behand-ling i trinnet P1 massen ført til det andre peroksydtrinn P2, antydet ved henvisningstallet 18 i figur 1. Der underkastes det en andre typisk peroksydblekesekvens. Andre per-oksydblekesekvenser etter trinn 12 (f.eks. P3, P4 osv) kan benyttes. In the present embodiment, after treatment in step P1, the mass is taken to the second peroxide step P2, indicated by the reference number 18 in Figure 1. There, it is subjected to a second typical peroxide bleaching sequence. Other peroxide bleaching sequences after step 12 (eg P3, P4 etc) can be used.

I den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen blir den mekaniske masse presset mellom P^- og P2~trinnene. Dette er vist skjematisk i figur 2 der en pressestasjon 19 befinner seg mellom peroksydblekesekvenstrinnene 12 og 18. I press-stasjonen 19 blir massen presset til en høy konsistens (f. eks. i størrelsesorden 30-50%) før blekeluten for etter-følgende peroksydtrinn 18 tilsettes. Også antydet i figur 2 er at pressingen i pressestasjonen 19' fortrinnsvis gjennom-føres etter trinn 18. In the preferred embodiment of the invention, the mechanical mass is pressed between the P^ and P2 steps. This is shown schematically in figure 2, where a pressing station 19 is located between the peroxide bleaching sequence steps 12 and 18. In the pressing station 19, the pulp is pressed to a high consistency (e.g. in the order of 30-50%) before the bleaching liquor for the subsequent peroxide step 18 are added. Also indicated in Figure 2 is that the pressing in the pressing station 19' is preferably carried out after step 18.

Etter det andre (eller etterfølgende, nemlig siste) peroksydblekesekvens underkastes massen en hydrosulfitt-bleking som vist skjematisk ved henvisningstallet 20 i figur 1. Betingelsene i hydrosulfittbleketrinnet 20 er konvensjonelle (f.eks. 40-90°C, 10-60 minutter), bortsett fra at det er foretrukket at blekingen gjennomføres med en massekonsi-stens på mellom 8 og 30%, fortrinnsvis mellom 8 og 15%. Hydrosulfittblekingen av middelskonsistensmekaniske masser er vist i den paralleltløpende US-SN 589 938 og det utstyr og de prosesser som der er vist kan benyttes ved gjennomføring av blekingen 20. Figur 4 viser skjematisk en form av det typiske utstyr som kan benyttes ved gjennom-føring av trinnet 20, hvori massen etter å ha vært presset og fortynnet til 8-15%, blandes med hydrogensulfitt eller andre kjemikalier slik som bufrings-, chelaterings- og sek-vesteringsmidler. Massen fluidiseres ved hjelp av en blander 22 og føres til et konvensjonelt oppstrømstårn 24. After the second (or subsequent, namely last) peroxide bleaching sequence, the pulp is subjected to a hydrosulphite bleaching as shown schematically at reference number 20 in Figure 1. The conditions in the hydrosulphite bleaching step 20 are conventional (e.g. 40-90°C, 10-60 minutes), except that it is preferred that the bleaching is carried out with a pulp consistency of between 8 and 30%, preferably between 8 and 15%. The hydrosulphite bleaching of medium-consistency mechanical pulps is shown in the parallel US-SN 589 938 and the equipment and the processes shown there can be used when carrying out the bleaching 20. Figure 4 schematically shows a form of the typical equipment that can be used when carrying out step 20, in which the pulp, after being pressed and diluted to 8-15%, is mixed with hydrogen sulphite or other chemicals such as buffering, chelating and sequestering agents. The mass is fluidized by means of a mixer 22 and fed to a conventional upstream tower 24.

Mellom stasjonene 18 og 20 er det også ønskelig å redusere pH-verdien (f.eks. til 5,5-6,0) i den mekaniske masse. Dette gjennomføres karakteristisk ved innføring av SC^-vann. Mens tilsetningen av SC^-vann vil fortynne massekonsistensen til under det ønskede nivå for stasjonen 20 kan pressing av massen gjennomføres mellom stasjonene 18 og 20, fortrinnsvis før pH-reduksjonsstasjonen 26, se presstasjonen 191 vist i figur 2. Between stations 18 and 20, it is also desirable to reduce the pH value (eg to 5.5-6.0) in the mechanical pulp. This is typically carried out by introducing SC^ water. While the addition of SC^ water will dilute the pulp consistency to below the desired level for station 20, pressing of the pulp can be carried out between stations 18 and 20, preferably before the pH reduction station 26, see pressing station 191 shown in figure 2.

Den blekede mekaniske masse fremstilt ifølge sekvensen illustrert i figur 1 har høy lyshet, lysheter i størrel-sesorden ca. 83% ISO-enheter eller mer kan oppnås. The bleached mechanical pulp produced according to the sequence illustrated in figure 1 has high brightness, brightness in the order of magnitude approx. 83% ISO units or more can be achieved.

De følgende eksempler illustrerer den økede lyshet som kan oppnås ved å gjennomføre oppfinnelsens fremgangsmåte. The following examples illustrate the increased brightness that can be achieved by carrying out the method of the invention.

Eksemp_el_2_-_K2ent_teknikki Example_el_2_-_K2ent_technique

An P-T-sekvens ble gjennomført på ubleket CTMP-masse med 53,5% ISO, 160/110 (kold/varm) ml C.S.F. (millimeter, kanadisk standard frihet) inneholdende 0,4% DCM-ekstrakt (et mål på mengden harpiks), 92 ppm mangan og 0 ppm jern. For peroksydtrinnet ble massen forbehandlet med 0,2% DTPA An P-T sequence was carried out on unbleached CTMP pulp with 53.5% ISO, 160/110 (cold/warm) ml C.S.F. (millimeter, Canadian standard freedom) containing 0.4% DCM extract (a measure of the amount of resin), 92 ppm manganese and 0 ppm iron. For the peroxide step, the pulp was pretreated with 0.2% DTPA

på bentørr (BD) masse ved 3% konsistens og 60°C. Tempera- on bone dry (BD) pulp at 3% consistency and 60°C. Temperature

turen både i P- og T-trinnet var 80°C og massekonsistensen var 15% i begge trinn. Behandlingstiden i peroksydtrinnet var 180 minutter ved bruk av 3% natriumsilikat og 0,2% MgS04 for bufring og stabilisering av peroksydvæsken. I T-trinnet var reaksjonstiden 30 minutter ved bruk av 1% hydrosulfitt som alt ble forbrukt. De følgende resultater ble oppnådd: the trip in both the P and T stages was 80°C and the pulp consistency was 15% in both stages. The treatment time in the peroxide step was 180 minutes using 3% sodium silicate and 0.2% MgSO4 for buffering and stabilizing the peroxide liquid. In the T stage, the reaction time was 30 minutes using 1% hydrosulphite, all of which was consumed. The following results were obtained:

Eksemp_el_2 Example_el_2

Ved å gjennomføre oppfinnelsen ved bruk av den samme massen som beskrevet i eksempel 1 forbehandlet på samme måte, med de samme bufrings- og stabiliseringsmidler, ved de samme temperaturer (dvs. 80°C) og konsistens (dvs. 15% i alle trinn), og med en reaksjonstid på 180 minutter i hvert peroksydtrinn og 30 minutter i hydrosulfittrinnet (1% som alt ble forbrukt) , ble følgende resultater oppnådd: By carrying out the invention using the same mass as described in example 1 pre-treated in the same way, with the same buffering and stabilizing agents, at the same temperatures (i.e. 80°C) and consistency (i.e. 15% in all stages) , and with a reaction time of 180 minutes in each peroxide step and 30 minutes in the hydrosulphite step (1% of which was all consumed), the following results were obtained:

Mellom det andre peroksydtrinn og hydrosulfittrinnet ble massen presset og pH-verdien ble redusert ved tilsetning av SC^-vann, reduksjonen gjennomført slik at pH-verdien var Between the second peroxide stage and the hydrosulphite stage, the mass was pressed and the pH value was reduced by adding SC^ water, the reduction being carried out so that the pH value was

5,5-6,0 akkurat før hydrosulfittrinnet, og massen ble fortynnet etter behov for å holde konsistensen i bleke-trinnene ved ca. 15%. 5.5-6.0 just before the hydrosulphite step, and the mass was diluted as needed to keep the consistency in the bleaching steps at approx. 15%.

Eksemgel_3 Eczema gel_3

I dette eksempel var hydrosulfittrinnet mellom to peroksydtrinn (se figur 5). Massen og de generelle betingel-ser var som i eksempel 2 og man oppnådde følgende resultater: In this example, the hydrosulphite step was between two peroxide steps (see Figure 5). The mass and general conditions were as in example 2 and the following results were obtained:

Sluttmasselysheten på ca. 83% ISO (82,6) var overraskende høy, selv om den ikke var så høy som for sekvensen i eksempel 2. The final mass lightness of approx. 83% ISO (82.6) was surprisingly high, although not as high as for the sequence in Example 2.

Man ser således at ifølge oppfinnelsen fremstilles det en mekanisk masse med høy lyshet, der en synergistisk virkning oppnås når det gjelder masselysheten ved å anvende multiperoksydtrinn før et hydrosulfittrinn. It can thus be seen that according to the invention a mechanical pulp with high brightness is produced, where a synergistic effect is achieved in terms of pulp brightness by using a multiperoxide step before a hydrosulphite step.

Claims

1. Method for obtaining bright lignocellulosic pulp comprising subjecting a mechanical lignocellulosic pulp to peroxide bleaching and a hydrosulfite bleaching sequence (20), characterized by: subjecting the mechanical pulp to a first peroxide bleaching (12) and then a second peroxide bleaching (18) and then the hydrosulfite bleaching sequence (20) thereby to produce a bleached, mechanical pulp.

2. Procedure According to claim 1, characterized in that the consistency of the mass during each of the steps is within the range 8-30#.

3. Method According to claim 2, characterized in that the consistency of the mass during the hydrosulphite bleaching sequence lies within the range 8-15SÉ.

4. Method according to claim 3, characterized in that the pH value in the mechanical mass before the hydrosulphite bleaching sequence is reduced to between 5.5 and 6.0 (26).

5. Method according to claim 1, characterized in that the mechanical mass between the peroxide bleaching layers is pressed (19).

6. Method according to claim 1, characterized in that the first and second peroxide bleaching steps and the hydrosulphite bleaching sequence are the only bleaching steps carried out during the treatment of the mechanical pulp.

7. High-light mechanical lignocellulosic pulp, characterized in that it is produced by the steps: (a) subjecting a mechanical lignocellulosic pulp to a first peroxide bleaching sequence (12); (b) subjecting the mechanical pulp to a second peroxide bleaching sequence (18); and (c) subjecting the mechanical pulp to a hydrosulfite bleaching sequence (20).

8. Mass according to claim 7, characterized in that it has a lightness of approx. 83% ISO.