SE467666B - Foerfarande foer blekning av mekanisk massa med vaeteperoxid - Google Patents

Description

467 666 10 15 20 25 30 35 intensiv pressning av massan till en torrhet, 50 %, som kan uppgå till uppnås och recirkuleras uppströms. Detta förfarande möjlig- gör att vitheten kan ökas flera grader för en given reell förbruk- ning av väteperoxid.

Recirkulering av icke förbrukad väteperoxid beskrives exempelvis av J. Hook i Pulp and Paper International, vol 17, nr 6, sid 45 och framåt (1975). De aktuella förfarandena medger att man kan utföra en sådan recirkulering under anpassade betingelser.

Fastän förfaranden med recirkulering har utvecklats har emellertid få studier ägnats åt problemet med reell förbrukning av väteperoxid under blekningsoperationen. Emellertid är det denna, som i ett sådant system bestämmer ekonomin för blekningsför- farandet och inte längre den ursprungliga satsningen av peroxid.

Det har blivit nödvändigt att bestämma betingelserna för peroxid- användning, vilka minimerar dess reella förbrukning under blek- ningen.

Utan att framhäva problemet med förbrukning av peroxid utlär den franska patentskriften, som är publicerad med numret 2 467 261, att inverkan av väteperoxid i surt medium på ett ligno- cellulosamaterial tolkas som samtidigt angrepp på ligninet och cellulosan.

Om man fortskrider enligt den uppfinning, som beskrives i detta patent, vilken består i att utsätta cellulosamaterialet för en behandling medelst väteperoxid i surt medium i närvaro av en bestämd mängd komplexbildande medel, och i att utföra en alkalisk extraktion omedelbart efter denna behandling, kan angreppet på cellulosan kontrolleras relativt väl.

Detta gäller inte för angreppet på ligninet. I själva verket, ånyo med hänvisning till det nämnda patentet, leder det beskrivna förfarandet till en stor modifiering av ligninet under syrabehandlingen, vilken gör det i hög grad lösligt i ett alkaliskt medium.

Man kunde inte tänka sig att använda ett sådant förfarande, som var kant för att förorsaka en delignifiering, som betecknas som betydande, vid blekning av mekaniska massor, vilken blekning kännetecknas av ett så högt materialutbyte som möjligt.

Förfarandet enligt uppfinningen medför en förbättrad blek- ning av mekaniska massor med hjälp av väteperoxid med bibehållande av materialutbytet och med en stark minskning av den mängd väte- 10 15 20 25 30 Lu UI 467 666 peroxid, som verkligen förbrukas.

Detta förfarande för blekning av mekaniska massor med hjälp av väteperoxid kännetecknas av att man i ett första steg utsätter den mekaniska massan för inverkan av väteperoxid i surt medium i frånvaro av sàväl komplexbildare som stabiliseringsmedel för väteperoxiden och att man i ett andra steg bleker massan med väteperoxid i alkaliskt medium i närvaro av åtminstone ett stabiliseringsmedel för väteperoxiden.

Behandlingen i surt medium utföres vanligtvis vid ett pH åtminstone lika med 2.

Mediets aciditet kan bero pà antingen väteperoxidens egen aciditet eller oftare pà närvaro av en praktiskt taget gentemot väteperoxiden inert mineral- eller organisk syra i mediet, såsom exempelvis svavelsyra.

Den totala mängden väteperoxid som användes ligger vanligt- vis mellan 0,5 och 12 viktprocent av den absolut torra massan, vanligtvis över 3 %.

Mängden väteperoxid som användes vid behandlingen i surt medium kan vara den totala mängden väteperoxid, som användes i förfarandet. Företrädesvis representerar den vanligtvis en ofta ringa del av denna totala mängd, exempelvis 10 % eller mindre; varvid den áterstáende delen tillsättes pà samma gang som de andra reaktanterna för alkalisk blekning.

I steget med det alkaliska mediet àstadkommes alkaliniteten genom tillsats, vid slutet av steget med det sura mediet, av föreningar, som vanligen användes vid blekning med peroxid i alkaliskt medium, såsom natriumhydroxid och natriumsilikat, vilka vardera användes i samma mängder som vanligt, exempelvis fràn 0,5 till 6 viktprocent av den absolut torra massan. pH i den alkaliska fasen ligger vanligtvis mellan 8 och 12. De vanliga komplexbil- darna, sasom de vanligaste dietylentriaminpentaättiksyra (DTPA) och etylendiamintetraättiksyra (EDTA>, kan likaledes införas i det alkaliska steget, i mängder som vanligtvis användes vid massablek- ning med väteperoxid i alkaliskt medium, exempelvis fràn 0,05 till 0,5 viktprocent av den absolut torra massan. Som stabiliserings- medel för vateperoxid i det alkaliska steget kan exempelvis näm- nas, utöver natriumsilikat, magnesiumsalter sàsom exempelvis magnesiumsulfat, som ar det mest använda, i en halt av fràn 0,05 till 0,5 viktprocent av den absolut torra massan. sura Den temperatur, vid vilken behandlingen utföres 1 det 467 666 10 20 25 35 4 mediet, ligger vanligtvis mellan cirka 25°C och 90°C. Den tempera- tur, vid vilken blekningen i alkaliskt medium utföres, ligger vanligtvis mellan cirka 40°C och 90°C. Det kan vara föredraget att i de bada stegen arbeta vid samma temperatur.

Tiden för förfarandet kan variera inom ganska stora gränser, frän 2 timmar till 6 timmar är det mest vanliga, tiden för steget i det sura mediet kan ofta vara fràn 5 till 10 gånger kortare än steget i alkaliskt medium.

Konsistensen hos massan kan vara densamma eller inte densamma under hela förfarandet, företrädesvis väsentligen och oftast, ligga mellan 10 % och 25 %. konstant under hela förfarandet, i det sura steget såväl som i det alkaliska steget, Det är uppenbarligen särskilt föredraget att recirkulera den icke förbrukade väteperoxiden i det alkaliska steget, och vid behov i det sura steget, med kända hjälpmedel.

De exempel som följer, som givits i illustrerande men icke begränsande syfte och som endast visar en särskild utföringsform av uppfinningen, illustrerar användbarheten av förfarandet enligt uppfinningen.

Exempel 1: (jämförelse) En mekanisk slipstensmassa av gran med vithetsgrad 59 % blekes under de betingelser, som vanligtvis användes inom industrin, dvs. med en konsistens av 15 %, vid 55°C i 4 timmar, i närvaro av 0,25 % av sekvestreringsmedlet DTPA och 4 % natrium- silikat (i viktprocent av den absolut torra massan) som stabili- seringsmedel för väteperoxiden. Mängderna av väteperoxid och natriumhydroxid (i viktprocent av den absolut torra massan) fast- ställdes pà flera nivàer för att erhålla variabla vithetsgrader, såsom visas i Tabell 1. Efter denna blekningsbe- handling bestämdes förbrukningen av väteperoxid (i viktprocent av den absolut torra massan) genom uppmätning av den àterstáende mängden peroxid i vätskan med hjälp av en konventionell jodo- metrisk analys. Vithetsgraden uppmättes med en Elrepho~apparat, (RDA>, gäller inom massaindustrin (NF~normen AFNOR Q-03 039). De erhållna som salufores av företaget Karl Zeiss enligt den norm som resultaten är samlade i Tabell 1. 10 15 20 25 35 467 666 Exempel 2: Den mekaniska slipstensmassan, som användes i Exempel 1, med konsistensen 15 %, behandlades med hjälp av en sur lösning av väteperoxid innehållande 0,5 % svavelsyra (i viktprocent av den absolut torra massan), vid 55°C i 30 minuter, därefter sasom i Exempel 1. Mängden väteperoxid representerar 0,2 viktprocent av den absolut torra massan. Efter detta steg med sur behandling och för att simulera en industriell operation vid väsentligen konstant koncentration uttogs en del av den sura vätskan medan man till- satte produkter frán blekningen i det alkaliska steget i mängder som var ekvivalenta med dem i Exempel 1. Resultaten från blekningen anges i Tabell 1.

De visar, att i de tre fall som studerats, den mängd peroxid som effektivt förbrukats märkbart minskats som resultat av föregående acidifiering av massan.

Exempel 3: Den mekaniska slipstensmassa, (jämförelse) som användes i Exempel 1, blektes till en vithetsgrad 83 % under användning av en väte- peroxidmängd lika med 10 % av den absolut torra massan. Övriga betingelser är angivna i Tabell 2. Den förbrukade mängden peroxid representerar 6,5 viktprocent peroxid räknat pà vikten av den absolut torra massan.

'Exempel 4: _ ' Exempel 3 upprepades genom att man genomförde blekningsbe- handlingen med en acidifiering med 0,5 % H2SO4 och varierande mängder H2O2, varvid dessa mängder uttryckas i vikt av den rena Den alkaliska blek- ningsbehandlingen genomfördes under betingelserna i Exempel 3 produkten räknat pà den absolut torra massan. genom att man arbetade som i Exempel 2. I ett ytterligare försök uteslöts syran, varvid aciditeten för mediet beror pà aciditeten hos själva väteperoxiden. Resultaten i Tabell 2 visar, att för- brukning av väteperoxid minskar såsom ett resultat av att man ut- nyttjar en förbehandling av peroxiden. när inte Effekten kvarstår, nagon syra tillsättes för att öka den naturliga aciditeten för väteperoxiden.

Exempel 5: Exempel 3 upprepades genom att man genomförde blekningsbe- handlingen med ett acidifieringssteg med 0,5 % HZSO4 och i närvaro av 0,5 % H2O2, varvid dessa mängder uttrycktes i vikt ren produkt räknat pà vikten av den absolut torra massan. Temperaturen for 10 15 20 25 30 35 acidifieringssteget hölls pà tre nivàer, BOÜC, 55°C och 70°C. Det alkaliska blekningssteget utfördes såsom i Exempel 3. De erhållna resultaten anges i Tabell 3.

Exempel 6 I detta exempel genomfördes acidifieringssteget i närvaro av 0,5 % HZSO4 och 10,5 % HZO2 (i viktprocent av den absolut torra massan), under de betingelser, som beskrives i Exempel 2. Blek- ningssteget i alkaliskt medium utfördes sedan under betingelserna i Exempel 3, men utan tillsats av väteperoxid. Efter denna behand- ling är vithetsgraden 83,1 % och väteperoxidförbrukningen repre- senterar 6,1 viktprocent ren produkt räknat pà vikten av den absolut torra massan.

Dessa exempel visar att förfarandet enligt uppfinningen med- ger att man kan àstadkomma betydande besparingar av reaktanterna.

Förbrukningen av väteperoxid med förfarandet enligt uppfinningen kan vara mindre än från 25 till 30 % av förbrukningen av väte- peroxid i ett konventionellt blekningsförfarande. De visar också att de därigenom uppnådda höga vithetsgraderna medger detta utan någon materialutbytesförlust.

Tabell 1 Väteperoxidblekning av en mekanisk slipstensmassa Exempel 1 1 2 2 Sur fas % HZO2 - - 0,2 0,2 % HZSO4 - - 0,5 0,5 Temperatur UC - - 55 55 Tid, i minuter - - 30 30 Alkalisk fas % HZOZ 3 5 3 5 % NaOH 1,7 2,5 1,8 2,5 Temperatur OC '55 55 55 55 Tid, i timmar 4 4 4 4 % förbrukad H2O2 4.67 666 7 Vithetsgrad % 78,1 81,1 78,6 81,3 Utbyte % 96,4 96,0 96,5 96,6 Andra betingelser: massans konsistens 15 %, den alkaliska fasen framställdes i närvaro av 4 % 38 °Bé natriumsilikat och 0,25 % DTPA med 40 % aktivt material.

Tabell 2 Väteperoxidblekninq till en höq vithetsqrad av en mekanisk sligstensmassa Exempel 3 4 4 4 4 4 Sur fas % H2O2 _ 0,1 0,2 0,5 0 0,5 % HZSO4 '° 0,5 0,5 0,5 0,5 0 Temperatur °C - 55 55 55 55 55 Tid, i minuter - 30 30 30 30 30 Alkalisk fas % H2O2 10 10 10 10 10 10 % NaOH 5 5 5 5 5 5 Temperatur °C 55 55 55 55 55 55 Tid, i timmar 4 4 4 4 4 4 z förbrukad 6202 6,5 6,1 5,6 4,6 6,3 5,2 Vithêtsgrad % 83,1 83,2 84,3 83,5 82,9 84,0 Utbyte v, 95,6 96,1 96,3 96,0 95,0 95,7 Andra betingelser: massans konsistens 15 %, den alkaliska fasen framställdes i närvaro av 5 % 38 °Bé natriumsilikat och 0,25 DTPA 467 666 med 40 % aktivt material.

Tabell 3 5 Inverkan av temperaturen i acidifierinqssteqet Dà resultatet av vätegeroxidblekningen Exempel 5 5 5 10 Sur fas % HZO2 0,5 0,5 0,5 1 H2so4 0,5 0,5 0,5 Temperatur °C 30 55 70 15 Tid, i minuter 30 30 30 Alkalisk fas % HZOZ 10 10 10 % NaOH 5 5 5 20 Temperatur °C 55 55 55 Tid, i timmar 4 4 4 % förbrukad HZO2 5j2 4,6 4,4 Vithetsgrad % 83,2 83,6 83,6 25 Andra betingelser: massans konsistens 15 %, den alkaliska fasen framställdes i närvaro av 5 % 38 °Bé natriumsilikat och 0,25 % DTPA med 40 % aktivt material.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 467 666 Q PATENTKRAV

1. Förfarande för blekning av mekanisk massa med hjälp av väteperoxid, kânnetecknat av att man i ett första steg utsätter den mekaniska massan för inverkan av väteperoxid i surt medium i frànvaro av sàväl komplexbildare som stabiliseringsmedel för väteperoxiden och att man i ett andra steg bleker massan med väteperoxid i alkaliskt medium i närvaro av àtminstone ett stabiliseringsmedel för väteperoxiden.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att all väteperoxid införes i början av behandlingen.

3. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att den mängd väteperoxid, som införes i början av behandlingen, endast representerar en del av den totala mängden väteperoxid.

4. Förfarande enligt krav 3, kännetecknat av att den mängd väteperoxid, som införes i början av behandlingen, är mindre än eller lika med 10 % av den totala mängden väteperoxid.

5. Förfarande enligt nagot av kraven 1-4, kännetecknat av att den totala mängden väteperoxid representerar från 0,5 till 12 viktprocent räknat pà den absolut torra massan.

6. B. Förfarande enligt krav 5, kännetecknat av att den totala mängden väteperoxid är större än 3 viktprocent räknat pà den absolut torra massan.

7. Förfarande enligt nagot av kraven 1-6, kännetecknat av att temperaturen för det sura steget ligger mellan ca 25°C och QOOC.

8. Förfarande enligt nagot av kraven 1-7, kännetecknat av att pH i det sura steget är större än eller lika med 2.

9. Förfarande enligt nagot av kraven 1-8, kännetecknat av att temperaturen för det alkaliska och QOOC.

10. steget ligger mellan ca 40C Förfarande enligt nagot av kraven 1-9, kännetecknat av att pH i det alkaliska steget ligger mellan 8 och 12.