NO770384L

NO770384L - PROCEDURES FOR THE PREPARATION OF CELLULOSE.

Info

Publication number: NO770384L
Application number: NO770384A
Authority: NO
Inventors: Goeran Erik Annergren; Per-Olov Lindblad; Tjell-Aake Haegglund
Original assignee: Sca Development Ab
Priority date: 1976-02-05
Filing date: 1977-02-04
Publication date: 1977-08-08
Also published as: DE2704758B2; AU2157077A; NZ183120A; SE407091B; AT357864B; BR7700715A; FI770150A; ATA50877A; SE7601285L; JPS5296204A; DE2704758A1; FR2340399A1

Description

"Fremgangsmåce ved fremstilling av cellulose" "Procedure in the production of cellulose"

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til bleking av cellulosemasse, nærmere bestemt en fremgangsmåte til ved hjelp av peroksyd å bleke masse som er fremstilt ved raffinering av flis. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er særlig hensiktsmessig for bleking av såkalt termomekanisk masse, dvs. masse som fremstilles av flis som på forhånd er oppvarmet med damp, hvor det ved blekingen tilsettes silikat, fortrinnsvis natriumsilikat. The present invention relates to a method for bleaching cellulose pulp, more specifically a method for using peroxide to bleach pulp produced by refining wood chips. The method according to the invention is particularly suitable for bleaching so-called thermomechanical pulp, i.e. pulp produced from wood chips that have been previously heated with steam, where silicate, preferably sodium silicate, is added during the bleaching.

Peroksydblekning av slipemas.se har lenge vært anvendtPeroxide bleaching of slipemas.se has long been used

i industrien og har ved optimalisering av blekemetoden gjort det mulig å fremstille slipemasser med lysheter i nærheten av 80% in the industry and by optimizing the bleaching method has made it possible to produce abrasive compounds with lightnesses close to 80%

SCAN (målt i henhold til normen SCAN-C 11:62 som er akseptert av Scandinavian Pulp, Paper and Board, Testing Committee, mai 1962). Disse masser har spesiell interesse fordi de også synes å kunne anvendes i finere trykkpapir. Ifølge angivelser i literaturen skulle det ved denne type peroksydblekning være optimalt å starte blekningen med en pH på ca. 10,5 og avslutte den ved ca. 9,0. Temperaturen bør normalt ligge i området mellom 40 og 60°C, kanskje med en viss preferanse for den lavere temperaturen. Tiden av-henger i høy grad av omstendighetene, men kan normalt velges i området mellom 0,5 og 2 timer. Det har i alminnelighet vært an-sett vesentlig at det tilsettes store mengder natriumsilikat for å eliminere virkningen av forstyrrende forurensninger, i første rekke tungmetaller. Det har vist seg at blekningen forbedres ved økende tilsetning av natriumsilikat. Et alvorlig problem er imidlertid at blekningen forstyrres av en alkalisk misfargning, som ved de her beskrevne generelle prosessbetingelser raskt synes å inntreffe når start-pH forhøyes fra den nevnte 10,5 og blir betydelig eksempelvis opp mot pH 11. SCAN (measured according to the standard SCAN-C 11:62 accepted by the Scandinavian Pulp, Paper and Board, Testing Committee, May 1962). These pulps are of particular interest because they also seem to be able to be used in finer printing paper. According to information in the literature, it should be optimal for this type of peroxide bleaching to start the bleaching with a pH of approx. 10.5 and end it at approx. 9.0. The temperature should normally be in the range between 40 and 60°C, perhaps with a certain preference for the lower temperature. The time depends to a large extent on the circumstances, but can normally be chosen in the range between 0.5 and 2 hours. It has generally been considered essential that large quantities of sodium silicate are added in order to eliminate the effect of disturbing pollutants, primarily heavy metals. It has been shown that the bleaching is improved by increasing the addition of sodium silicate. A serious problem, however, is that the bleaching is disturbed by an alkaline discoloration, which, under the general process conditions described here, quickly appears to occur when the starting pH is raised from the aforementioned 10.5 and becomes significant, for example up to pH 11.

Termomekanisk masse har p.g.a. en bedre papirstyrkeThermomechanical mass has due to a better paper strength

fått et alminnelig gjennombrudd og erstatter i stadig høyere grad slipemasse når det gjelder ubleket mekanisk masse. Med hen-syn til bleket masse har det imidlertid vist seg at normal peroksydblekning gir betydelig dårligere lyshet for termomekanisk masse, slik at mer kvalifiserte praktiske anvendelser ikke har vært tenkbare for denne massetype. achieved a general breakthrough and increasingly replaces abrasive pulp when it comes to unbleached mechanical pulp. With regard to bleached pulp, however, it has been shown that normal peroxide bleaching gives significantly poorer brightness for thermomechanical pulp, so that more qualified practical applications have not been conceivable for this type of pulp.

Helt uventet har det nå vist seg at en samtidig for-høyelse av start-pH og en minskning av silikattilsetningen har gjort det mulig å oppnå høye lysheter endog for termomekanisk masse, til tross for at disse forholdsregler hver for seg ifølge tidligere erfaringer skulle gi negative virkninger på lysheten. Lysheter omkring 80% SCAN er herved blitt oppnåelige, og hindringen for en mer generell anvendelse av termomekanisk masse er således blitt eliminert. Virkningen er noe vanskelig å forklare. Tyde-ligvis har en høy stårt-pH en spesifikk positiv virkning på blekningen, men det virker samtidig nødvendig med en rask senkning av pH for å unngå høy pH i en sekundær fase av peroksyd-blekriingen. Denne raske pH-senkning kan ikke erholdes ved en høy tilsetning av silikat, ettersom blekeløsningen da blir kraf-tig pufret. Denne negative virkning av denne -pufring, som ytrer . seg i en alkalisk misfargning av ligninet, synes således å være av større betydning enn den positive virkning av en ekstra silikattilsetning. Det kari også være slik at en høy start-pH opp-hever behovet for større mengder silikat. Quite unexpectedly, it has now been shown that a simultaneous increase of the starting pH and a reduction of the silicate addition has made it possible to achieve high lightnesses even for thermomechanical pulp, despite the fact that, according to previous experience, these precautions individually should give negative effects on brightness. Lightnesses of around 80% SCAN have thereby become achievable, and the obstacle to a more general application of thermomechanical mass has thus been eliminated. The effect is somewhat difficult to explain. Evidently, a high initial pH has a specific positive effect on the bleaching, but at the same time a rapid lowering of the pH seems necessary to avoid a high pH in a secondary phase of the peroxide bleaching. This rapid pH lowering cannot be achieved with a high addition of silicate, as the bleaching solution is then heavily buffered. This negative effect of this buffering, which utters . itself in an alkaline discoloration of the lignin, thus seems to be of greater importance than the positive effect of an additional silicate addition. It could also be the case that a high initial pH negates the need for larger amounts of silicate.

Det vesentlige for oppfinnelsen består således i at peroksydblekningen av raffinørmasse utføres med en høyere start-pH enn hva som er normalt ved peroksydblekning, og at den vanlige silikattilsetning ved peroksydblekning begrenses i så høy grad at sluttfasen av peroksydblekningen kommer ned under et pH-nivå som er kritisk hva alkalisk misfargning av ligninet angår. Valget av slutt-pH må dog også avpasses slik at silikattilsetningen ikke kommer under det nivå ved hvilket akseptabel beskyttelse for peroksydblekningen mot forstyrrende tungmetaller og lignende erholdes. The essence of the invention thus consists in the fact that the peroxide bleaching of refiner pulp is carried out with a higher starting pH than is normal for peroxide bleaching, and that the usual addition of silicate in peroxide bleaching is limited to such a high extent that the final phase of the peroxide bleaching falls below a pH level which is critical as far as alkaline discoloration of the lignin is concerned. However, the choice of final pH must also be adjusted so that the silicate addition does not fall below the level at which acceptable protection for the peroxide bleaching against disturbing heavy metals and the like is obtained.

I det følgende skal oppfinnelsen belyses nærmere ved eksempler 1-3 som for oversiktens skyld er oppstillet i tabell-form. Ved forsøkene ble det anvendt en termomekanisk masse i en konsentrasjon på 12%. Blekningen ble utført ved en temperatur på 40°C i løpet av 2 timer, og mengden av tilført natriumsilikat var i samtlige eksempler 30 kg pr. tonn absolutt tørr masse, mens referansene for konvensjonell blekning hadde 50 kg pr. tonn absolutt tørr masse, dvs. tilsvarende hva som angis å være optimalt ved den konvensjonelle peroksydblekning. Dessuten ble det til-ført 0,5 kg magnesiumsulfat, også her regnet pr. tonn masse. Til sammenligning angis to forsøk som ble utført ifølge konvensjonell blekéteknikk med samme type masse. In what follows, the invention will be explained in more detail by means of examples 1-3 which, for the sake of overview, are set out in table form. In the experiments, a thermomechanical mass was used in a concentration of 12%. The bleaching was carried out at a temperature of 40°C during 2 hours, and the amount of added sodium silicate was in all examples 30 kg per tonnes of absolute dry mass, while the references for conventional bleaching had 50 kg per tonnes of absolute dry mass, i.e. equivalent to what is stated to be optimal for conventional peroxide bleaching. In addition, 0.5 kg of magnesium sulphate was added, also calculated per tons of mass. For comparison, two trials are given which were carried out according to conventional bleaching techniques with the same type of pulp.

For såvel lyset som luminans er det i tabellen angitt to måleverdier, nemlig måling henholdsvis direkte etter blekningen og etter at prøven var behandlet med SC>2 • Målingen ble utført i henhold til den. innledningsvis angitte SCAN-normen. For both light and luminance, two measurement values are indicated in the table, namely measurement respectively directly after bleaching and after the sample had been treated with SC>2 • The measurement was carried out in accordance with it. initially set the SCAN norm.

Som det fremgår av tabellens analyseresultat og sammen-ligningsforsøkene ble det ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppnådd en betydelig lyshetsforbedring. Ved blekemetoden ifølge oppfinnelsen er det mulig å bleke raffinørmasse til lysheter som på en avgjørende måte utvider raffinørmassens anvendelsesområde. As can be seen from the analysis results in the table and the comparison tests, a significant improvement in brightness was achieved by the method according to the invention. With the bleaching method according to the invention, it is possible to bleach refiner's pulp to lightnesses which decisively expand the refiner's pulp's area of application.

Oppfinnelsen er selvsagt ikke begrenset til de angitte eksempler, men kan varieres innen oppfinnelsestankens ramme. The invention is of course not limited to the examples given, but can be varied within the framework of the inventive idea.

Claims

1. Method for using peroxide to bleach cellulose pulp produced by refining wood chips, in particular so-called thermomechanical pulp, i.e. pulp produced from wood chips which is primarily heated with steam, with the addition of silicate, e.g. sodium silicate, characterized in that the bleaching, preferably after a pre-treatment with complexing agents, such as ethylenediaminetetraacetic acid or with calcium chloride, is carried out using a bleaching liquid whose alkalinity in the initial stage of bleaching is regulated so that the liquid's pH value measured in the mass suspension is 11.0-12, 0, preferably 11.5-12.0, in combination with the amount of added silicate being limited with the intention of reducing the system's buffer capacity, to no more than 50 kg, preferably no more than 40 kg, preferably 30 kg, calculated per tonne of absolute dry pulp, in order to achieve a pH value of 9.0-10.5, preferably 9.5-10.0, measured in the pulp suspension in the final bleaching stage.

2. Method according to claim 1, characterized in that the bleaching is carried out at a temperature of 40-80°C, preferably 40-60°C.

3. Method according to claim 1, characterized in that the bleaching is carried out over a period of 0.3-2 hours.

4. Method according to claim 1, characterized in that. the calcium chloride is added in an amount of 5-40 kg, for example 20 kg, calculated per tons of absolute dry mass.

5. Method according to claim 1, characterized in that the complexing agent is added in an amount of 0.5-5.0 kg, for example 2 kg, calculated per tons of absolute dry mass.

6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that magnesium sulfate is added to the bleaching liquid in an amount of up to 0.5 kg per tons of absolute dry mass.

7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the peroxide is added in the form of hydrogen peroxide or a mixture of hydrogen peroxide and sodium peroxide in an amount corresponding to 10-80 kg of hydrogen peroxide per tons of absolute dry mass.