PT846199E

PT846199E - TREATMENT OF PASTE WITH CHELATING AGENT AT LEAST TWO STEPS OF MIXTURE WITHOUT INTERMEDIATE WASHING

Info

Publication number: PT846199E
Application number: PT96928765T
Authority: PT
Inventors: Ulf Germgard; Jonas Lindquist
Original assignee: Valmet Fibertech Ab
Priority date: 1995-08-24
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 2001-06-29
Also published as: ES2153593T3; EP0846199B1; SE504803C2; EP0846199A1; DE69611680T2; DE69611680D1; AU6839996A; NO980753D0; SE9502962L; ATE198916T1; BR9610199A; CA2229212A1; NO980753L; WO1997008380A1; SE9502962D0

Abstract

A method of chlorine-free bleaching of pulp where metals are removed by means of a chelating agent. The chelating agent is admixed to the pulp in at least two subsequent mixing steps without intermediate washing. The stay-time between the mixing steps shall be less than 15 minutes, and the pulp is washed after the last mixing step.

Description

85 297 ΕΡ Ο 846 199/ΡΤ85 297 ΕΡ Ο 846 199 / ΡΤ

DESCRICÃO “Tratamento de pasta com agente quelante em pelo menos dois passos de mistura sem lavagem intermédia”DESCRIPTION OF THE INVENTION "Treatment of pulp with chelating agent in at least two mixing steps without intermediate washing"

Este invento refere-se ao branqueamento de pasta química com produtos químicos branqueadores isentos de cloro. Mais precisamente, o invento refere-se ao tratamento de pasta por agentes quelantes em ligação com o branqueamento. O branqueamento totalmente isento de cloro (TCF) no fabrico de papel a partir de pasta química tomou-se um grande sucesso, e o fabrico mundial de pasta isenta de cloro atingirá em breve os cinco milhões de toneladas por ano, o que constitui um desenvolvimento verdadeiramente excepcional considerando que este processo de branqueamento foi introduzido há menos de cinco anos. O branqueamento é realizado na maior parte dos casos por tratamento da pasta de papel a branquear com um agente quelante do tipo de EDTA ou DTP A. O agente quelante tem por objectivo a remoção de certos iões metálicos da pasta, em particular manganês, cobre, ferro, entre outros que poderiam afectar negativamente o resultado do branqueamento se permanecessem na pasta. O passo do agente quelante é habitualmente designado pela letra Q.This invention relates to bleaching chemical pulp with chlorine-free bleaching chemicals. More precisely, the invention relates to the treatment of pulp by chelating agents in connection with bleaching. Totally chlorine-free bleaching (TCF) in the manufacture of paper from chemical pulp has been a great success, and global manufacture of chlorine-free pulp will soon reach 5 million tonnes per year, which is a development truly exceptional considering that this laundering process was introduced less than five years ago. The bleaching is carried out in most cases by treatment of the paper pulp to be bleached with an EDTA or DTP A type chelating agent. The chelating agent is for the removal of certain metal ions from the pulp, in particular manganese, copper, iron, among others that could negatively affect the bleaching result if they remained in the pulp. The chelating agent step is usually designated by the letter Q.

Depois do passo Q, a pasta é lavada para eliminar da pasta, tão completamente quanto possível, os iões metálicos expostos. A seguir segue-se o branqueamento, que é normalmente realizado com peróxido de hidrogénio, por vezes em combinação com outros passos de branqueamento e passos intermédios de lavagem em que podem ser utilizados ozono ou perácidos. Os passos do peróxido de hidrogénio são habitualmeOte designados pela letra P. De acordo com uma regra prática, quanto mais iões metálicos perigosos tiverem sido eliminados da pasta no passo Q, mais eficaz será o branqueamento subsequente.After step Q, the slurry is washed to remove the exposed metal ions from the pulp as completely as possible. Bleaching, which is usually carried out with hydrogen peroxide, sometimes in combination with other bleaching steps and intermediate washing steps in which ozone or peracids may be used is followed. The steps of the hydrogen peroxide are customarily designated by the letter P. According to a practical rule, the more dangerous metal ions have been removed from the pulp in step Q, the more effective the subsequent bleaching will be.

Um processo em que a pasta é tratada num passo Q e depois num passo P, é designado normalmente por processo “Lignox”, tal como divulgado em, por exemplo, EP-A-402335. ··-·· A pasta original é normalmente deslenhificada por oxigénio até um índice kapa relativamente baixo, antes do branqueamento Q-P. Um baixo índice kapa implica que a brancura máxima obtenível aumenta e que diminui a demanda química de branqueamento. O branqueamento Q-P é frequentemente realizado deste modo em fábricas, em que a 2 85 297 ΕΡ Ο 846 199/ΡΤ pasta é passada primeiro por uma bomba, que bombeia a suspensão de pasta ao longo dos passos de tratamento. A seguir, o agente quelante é misturado homogeneamente com a pasta num misturador. O passo seguinte c uma torre de branqueamento, por onde a pasta sem activação adicional passa lentamente e onde tem lugar toda a restante reacção. A pasta é por fim dirigida a um passo de lavagem onde os iões metálicos expostos e complexados são removidos por lavagem. O líquido exposto e enriquecido em iões metálicos é descartado na maior parte das vezes.A process in which the pulp is treated in a step Q and then in a step P, is usually designated by the "Lignox" process, as disclosed in, for example, EP-A-402335. The original stock is usually oxygen delignified to a relatively low kappa number prior to Q-P bleaching. A low kappa content implies that the maximum obtainable whiteness increases and that the chemical demand for bleaching decreases. Bleaching Q-P is often carried out in this way in factories, where the pulp is first passed by a pump, which pumps the slurry through the treatment steps. Thereafter, the chelating agent is homogeneously mixed with the paste in a blender. The next step is a bleach tower, whereby the pulp without further activation passes slowly and where all the remaining reaction takes place. The slurry is ultimately directed to a washing step where the exposed and complexed metal ions are removed by washing. The liquid exposed and enriched in metal ions is discarded most of the time.

As condições normalmente aplicadas num passo Q são uma temperatura de 70-90°C, um tempo de permanência de 1-2 horas, uma concentração de pasta de 10-40%, um pH de 5-7 e uma carga de agente quelante de 1-3 kg/ton de pasta. O passo Q, estritamente do ponto de vista do branqueamento, é na realidade um passo de tratamento desnecessário, porque não ocorre aqui nenhum aumento na brancura. Contudo, o tratamento Q é necessário para um branqueamento isento de cloro com sucesso, como é evidente a partir do anteriormente dito. Se o passo Q pudesse ser simplificado sem reduzir a eficácia da eliminação metálica, poderiam ser conseguidas grandes poupanças, porque um passo de branqueamento completo sem torre de branqueamento é caro. O presente invento é dirigido para uma solução dos problemas anteriormente mencionados. Assim, através do invento, o passo Q é tomado mais eficiente pela eliminação eficaz dos metais ao mesmo tempo que o passo Q é simplificado, resultando em custos de investimento reduzidos em relação a um passo Q convencional. O invento baseia-se na verificação surpreendente de que a eficiência do passo Q é consideravelmente menos afectada por um aumento na temperatura reaccional do que por um aumento no tempo de retenção. De acordo com a cinética química clássica, isto indica que o passo Q é controlado pela difusão e não pela reacção. Consequentemente, o passo Q deveria ser realizado dé modo a facilitar a difusão. Se isto for feito eficazmente, o tempo total de retenção poderá assim ser reduzido consideravelmente.The conditions normally applied in a step Q are a temperature of 70-90 ° C, a residence time of 1-2 hours, a slurry concentration of 10-40%, a pH of 5-7 and a charge of chelating agent of 1-3 kg / ton of pulp. Step Q, strictly from the bleaching point of view, is in reality an unnecessary treatment step because no whiteness increase occurs here. However, the treatment Q is required for a successful chlorine-free bleaching, as is apparent from the above. If step Q could be simplified without reducing the effectiveness of metal disposal, large savings could be achieved because a complete bleaching step without a bleach tower is expensive. The present invention is directed to a solution of the above-mentioned problems. Thus, by the invention, step Q is taken more efficiently by the effective removal of metals at the same time as step Q is simplified, resulting in reduced investment costs relative to a conventional Q step. The invention is based on the surprising finding that the efficiency of step Q is considerably less affected by an increase in reaction temperature than by an increase in retention time. According to classical chemical kinetics, this indicates that step Q is controlled by diffusion and not by reaction. Accordingly, step Q should be carried out in order to facilitate diffusion. If this is done effectively, the total retention time can thus be reduced considerably.

As características que definem o invento são evidentes a partir das reivindicações em anexo. A melhor maneira de reduzir a resistência à difusão é através da diminuição da distância de difusão para reagentes activos e produtos de reacção libertados.The features defining the invention are apparent from the appended claims. The best way to reduce diffusion resistance is by decreasing the diffusion distance for active reagents and released reaction products.

Isto é conseguido à escala técnica por meio de mistura eficaz, preferivelmente num misturador. O tempo de retenção no passo Q pode assim ser reduzido por meio de mistura eficaz repetida. O número de passos de mistura deveria ser pelo menos de dois, preferivelmente de pelo menos três. Contudo, por razões económicas, o número de passos de 3 85 297 ΕΡΟ 846 199/PT mistura, e portanto o número de misturadores, deverá ser mantido num nível razoável. Um número razoável poderá ser de 2-4 passos. É de bom uso um certo tempo de retenção entre os passos dc mistura, mas cstc tempo não precisa de ser longo, porque a velocidade de difusão sem mistura ainda é muito mais lenta do que é obtenível por mistura, por exemplo num misturador. O tempo de permanência entre os passos de mistura será assim curto, menos de 15 minutos, adequadamente menos de 10 minutos, e preferivelmente menos de 5 minutos, os passos de mistura deveriam ser realizados um após o outro, sem lavagem intermédia. A lavagem requerida para remoção dos metais da suspensão de pasta será realizada após o último passo de mistura. O agente quelante é preferivelmente do tipo de EDTA (ácido etileno-diamino-tetra-acético) ou DTPA (ácido dietileno-triamino-penta-acético), mas podem ser utilizados outros tipos de agente quelante, por exemplo NTA (ácido nitrilo-tri-acético) ou DTPMP (ácido dietileno-triamino-pentametileno-fosfónico). A quantidade total de agente quelante adicionado deveria ser de 0,5-5 kg/ton de pasta (contada como agente quelante puro), preferivelmente de 1-3 kg/ton de pasta. A totalidade da carga de agente quelante pode ser adicionada no primeiro passo de mistura, pelo que passos de mistura subsequentes apenas aportam repetição da mistura. Em alternativa, o agente quelante pode ser adicionado em diversos passos de mistura. A carga deveria então ser feita substancialmente no primeiro passo, e em passos subsequentes a quantidade adicionada deveria ser inferior a 2 kg/ton de pasta por passo. A temperatura nos passos de mistura deveria ser superior a 70°C e adequadamente acima de 80°C. Um intervalo de temperatura preferível é de 80-120°C. A. pressão em todo o passo Q deveria ser preferivelmente de 1-10 bar. Uma mistura especialmente eficaz pode ser conseguida utilizando misturadores de alta intensidade, os quais quebram a rede de fibras na pasta e promovem o contacto íntimo entre as fibras e o agente quelante. E claro que o invento não está restrito às concretizações descritas anteriormente, e pode ser modificado dentro do âmbito da ideia inventiva.This is achieved on a technical scale by effective mixing, preferably in a blender. The retention time in step Q can thus be reduced by repeated effective mixing. The number of mixing steps should be at least two, preferably at least three. However, for economic reasons, the number of mixing steps, and therefore the number of mixers, should be kept at a reasonable level. A reasonable number may be 2-4 steps. A certain retention time between the mixing steps is well used, but this time need not be long, because the diffusion speed without mixing is still much slower than is obtainable by mixing, for example in a mixer. The residence time between the mixing steps will thus be short, less than 15 minutes, suitably less than 10 minutes, and preferably less than 5 minutes, the mixing steps should be performed one after the other, without intermediate washing. The wash required to remove the metals from the slurry slurry will be performed after the last blending step. The chelating agent is preferably of the type of EDTA (ethylene diamine tetraacetic acid) or DTPA (diethylene triamine pentaacetic acid), but other types of chelating agent may be used, for example NTA (nitrile-tri -acetic acid) or DTPMP (diethylene triamine-pentamethylene phosphonic acid). The total amount of chelating agent added should be 0.5-5 kg / ton of pulp (counted as pure chelating agent), preferably 1-3 kg / ton of pulp. The entire chelating agent load may be added in the first mixing step, whereby subsequent mixing steps only provide repetition of the blend. Alternatively, the chelating agent may be added in several mixing steps. The filler should then be made substantially in the first step, and in subsequent steps the added amount should be less than 2 kg / ton pulp per step. The temperature in the mixing steps should be above 70øC and suitably above 80øC. A preferred temperature range is 80-120 ° C. The pressure in the entire step Q should preferably be 1-10 bar. A particularly effective blend can be achieved using high intensity mixers which break the fiber network into the pulp and promote intimate contact between the fibers and the chelating agent. Of course, the invention is not restricted to the embodiments described above, and may be modified within the scope of the inventive idea.

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Por VALMET FIBERTECH AKTffiBOLAG - O AGENTE OFICIAL -By VALMET FIBERTECH AKTffiBOLAG - THE OFFICIAL AGENT -

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Rua das Flores, 7-4---4.° . 1200-195 LISBOARua das Flores, 7-4 --- 4th. 1200-195 LISBON

Claims

A process for bleaching pulp free of chlorine, wherein the metals are removed by means of a chelating agent, characterized in that the chelating agent is mixed in the pulp without the use of a tower at least two subsequent mixing steps without washing, the residence time between the mixing steps being less than 15 minutes, and the slurry being washed after the last mixing step.

Process according to claim 1, characterized in that the entire charge of the chelating agent is carried out in the first mixing step, whereby subsequent mixing steps only provide repetition of the mixture.

A process according to claim 1, characterized in that the chelating agent is added in several mixing steps.

A process as claimed in any one of the preceding claims, wherein the entire chelating agent batch amounts to 0.5-5 kg / ton of pulp, preferably 1-3 kg / ton of pulp,

A process according to any one of the preceding claims, characterized in that the temperature in the mixing step is greater than 70 ° C.

A process according to any one of the preceding claims, characterized in that the chelating agent is of the EDTA or DTPA type.

A process according to any one of claims 1-5, characterized in that the chelating agent is of the NTA or DTPMP type.

A process as claimed in any one of the preceding claims, wherein the chelating agent is blended by high intensity blenders, which break the fiber network into the pulp and promote intimate contact between the fibers and the chelating agent. Lisbon, 2S MAR. 201) 1 By VALMET FIBERTECH AKTIEBOLAG

Ç5Õ7ANTÔNIO JOÂO DA CUNHA FERREIRA Ag. Of Pr. Ind. Rua das Flores,