SE500353C2 - Peroxidblekning av sulfatmassa med tillsats av magnesium före blekningen - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 01 CD CE CJ 01 Od 2 Ett av de tidigare blekningsstegen för exempelvis sulfat- massa utföres genom syrgasblekning i alkalisk miljö av denna vilket brukar kallas oxygendelignifiering.

För peroxidblekning av oxygendelignifierad sulfatmassa har man utvecklat ett förfarande i. vilket man förbehandlar massan med komplexbildare vid förhöjd temperatur och ett pH mellan 6 och 7 varefter massan tvättas och peroxidbleks, vanligen utan speciella skyddande tillsatser i peroxidste- get. Förbehandlingen syftar till att ge peroxidsteget stabilitet, större nedbrytning av kolhydrater, d v s att blekningen blir selektiv och utan någon vilka utgör cellulosan. Det som anses vara viktigt för denna stabilitet är frånvaron av väsentliga mängder övergångsmetaller såsom mangan och järn i massan och närvaro av magnesium.

TEKNISKA PROBLEMET: Såväl oxygensteget som ozonsteget verkar nedbrytande på kolhydraterna, vilket gör att utrymmet för kolhydratned- brytning i peroxidsteget blir mycket begränsat. En mycket Vid begränsade blekinsatser torde alla rimliga peroxidsteg vara god stabilitet krävs därför för peroxidblekning. stabila, vilket bl a framgår av att sänkningen i massavis- kositet med ökande ljushet är låg. När blekinsatsen skärps uppnås så småningom en kritisk ljushet över vilken viskosi- tetssänkningen ökar dramatiskt. Ju mer stabilt systemet är, desto högre tycks den kritiska ljusheten bli. En bestämning av den kritiska ljusheten skulle sålunda karaktärisera stabiliteten hos peroxidblekningen.

En förbehandling enligt ovan med komplexbildare vid pH 6 till 7 och hög temperatur ger i många fall erforderlig stabilitet men har den miljömässiga nackdelen att vattnet från förbehandlingen måste avlägsnas ur systemet vilket försvårar en utveckling av långtgående inneslutning av systemet och ger därför avlopp som innehåller komplex- 10 15 20 25 30 35 (_) I CD C. 3 (JJ 01 QJ 3 bildare vilka ur miljösynpunkt är icke önskvärda. Man kan också stabilisera systemet vid blekning av mekanisk massa genom tillsättning av silikat och en mindre mängd magne- siumsalt till peroxidsteget. Satsningen av silikat för- svårar emellertid allvarligt möjligheten att använda peroxidbakvatten (med bakvatten menas det vatten som efter blekningen avskiljes ur systemet) i det slutna systemet i anslutning till utvinning av avlut för kemikalieåtervinning eftersom toleranserna för silikat.i återvinningssystemet är mycket låga.

Om därför peroxidsteget som oxiderande steg kommer direkt efter oxygendelignifieringssteget och liksom ovan nämnda förbehandlingssteg måste bedrivas i. ett relativt öppet system uppfylls knappast det ovan nämnda kravet för en väsentlig positiv miljöeffekt på en ordentlig reduktion av utsläppet av organisk substans.

LösNINGEN: Genom föreliggande uppfinning har man löst problemen vid de ovan nämnda stabiliseringsförfarandena och åstadkommit ett förfarande vid peroxidblekning av sulfatmassa som förblekts i ett surt oxidativt steg och sedan tvättats till en ligninhalt av mindre än 1,3% och en manganhalt av högst 30 ppm, företrädesvis högst 20 ppm, vilket förfarande känne- tecknas av att under den sista tvättningen eller i ett sista separat steg före peroxidtillsatsen tillsättes magnesium vid högt pH i en mängd av 0,1 till 10 kg Mg** per ton massa, företrädesvis mer än 2 kg per ton massa under god blandning och upp till 1 minut före peroxidtillsatsen.

Det är enligt uppfinningen fördelaktigt att magnesiumet tillsättes i form av ett salt, exempelvis Mg SQ,eller som oxid Mg0. 10 15 20 25 30 35 63 0 (Fl CN 4 Tvättningen kan lämpligen enligt uppfinningen utföras på ett filter på en roterande trumma, varvid tvättvätska tillförs genom efter varandra följande spritsrör och att magnesiumlösningen tillföres genom de senare spritsrören.

Det är också möjligt att tillföra magnesiumlösningen som spädvätska omedelbart före peroxidblekningssteget.

Magnesiumsaltet eller -oxiden kan lösas i surt bakvatten från senare bleksteg i blekningsprocessen eller i ett svagt alkaliskt bakvatten från bleksteg innehållande med Mg** komplexbildande bakvatten- substanser, för att förhindra att Mg”'fälls ut till följd av högt pH. neutralt eller senare Så som framgår av det ovan nämnda kan tillsatsen av magnesium i motsats till den tidigare diskuterade förbe- handlingen varieras inom relativt vida gränser. Temperatu- ren är ej kritisk. Såsom ovan nämnts räcker det också med en mycket kort behandlingstid. Valet av pH påverkas i viss utsträckning av magnesiumsaltets löslighet eftersom viss risk för utfällning förefinnes vid högt pH.

Genom tvättningen efter det sura oxidativa förbleknings- steget får massan en låg metallhalt och lignínhalten hos massan blir samtidigt låg, mindre än 1,3%.

Genom föreliggande uppfinning har det således visat sig möjligt att i tillräcklig utsträckning stabilisera.peroxid- blekningen med enbart en enkel tillsats av Mgfi-för att man i ett flerstegsförfarande av exempelvis typen peroxid-ozon- peroxid skall kunna bleka sulfatmassa (även barrvedsulfat- massa) till full ljushet enligt traditionell standard utan alltför allvarlig kolhydratnedbrytning totalt sett och med Det första peroxidsteget förväntas därvid klara en ljushetshöj- mycket liten kolhydratnedbrytning i_ peroxidstegen. 10 15 20 25 30 35 5 ning på drygt 20 enheter utan att man når den kritiska ljushet där ljushetshöjningen retarderas medan kolhydrat- nedbrytningen fortsätter med oförminskad eller till och med ökad hastighet. Förfarandet lämpar sig i första hand för s k medelkoncentrations- (MC) blekning men är i och för sig inte begränsat till denna nivå på massakoncentrationen. Med medelkoncentration menas en koncentration massa av stor- leksordningen 10-15% i vatten.

Som ovan nämnts kan det vara lämpligt att göra magnesium- tillsatsen i ett relativt sent stadium av det sista tvättsteget för att huvuddelen av magnesiumjonerna skall stanna i massan eller i det vatten som går ut med massan från tvätten. Vid presstvätt eller annan tvätt som tillåter en spädning efter tvätten innan massan bleks i peroxidste- get, kan magnesiumtillsatsen ske med spädvätska efter tvätten. Det är mycket viktigt att magnesiumjonerna fördelas homogent i massan varför lämplig apparatur för åstadkommande av detta måste användas.

En fördel med föreliggande förfarande är att stabilise- ringen i motsats till stabilisering med komplexbildare med hög temperatur och pH 6-7 inte behöver ett speciellt steg för behandlingen utan man kan i mycket hög grad integrera förfarandet i apparaturen för övriga steg.

Uppfinningen beskrivs nedan under hänvisning till bifogade diagram.

Diagram 1 visar ljusheten i procent enligt ISO-standard i beroende av förbrukad väteperoxid per ton massa. Blekningen utfördes i alla diagrammen vid en massakoncentration av 12%. På diagrammet visas två kurvor, kurvan A för icke stabiliserad massa, och kurvan B för stabiliserad. 10 15 20 25 12,71 C) ( 'J (_31 6 Så som framgår av diagrammet erhölls en kraftig ökning av ljusheten för den magnesiumstabiliserade massan i för- hållande till den icke stabiliserade vid en väteperoxidför- brukning av från 3 kg per ton massa och uppåt.

Diagram 2 visar värdet på gränsviskositeten i förhållande till förbrukad väteperoxid per ton massa. Såsom framgår av diagrammet sjunker gränsviskositeten för den magnesiumsta- biliserade massan mycket långsammare än för den icke stabiliserade, vilket är ett uttryck för att cellulosan inte har brutits ned i samma grad för den stabiliserade massan.

Diagram 3 visar hur ljusheten ökar vid ökad användning av magnesiumjoner upp till en användning av ca 2 kg magnesium per ton massa varefter kurvan planar ut.

Diagram 4 visar förändringen i gränsviskositet vid ökad användning av magnesiumjoner i massan. På samma sätt som vid kurvan över ljushet i diagram 3, stiger kurvan för gränsviskositeten till en användning av ca 2 kg magnesium per ton massa för att sedan plana ut.

Uppfinningen är inte begränsad till det visade förfarandet utan kan varieras på olika sätt inom patentkravens ram.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 (_11 (_ J LJ CJ UW CN PATENTKRAV:

1. Förfarande vid peroxidblekning av sulfatmassa som förblekts i ett surt oxidativt steg och sedan tvättats till en ligninhalt av < 1,3% och en Mn-halt av högst 30 ppm, företrädesvis högst 20 ppm, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att under den sista tvättningen eller i ett sista separat steg före peroxidtillsatsen tillsättes magnesium vid högt pH i en mängd av 0,1-10 kg Mg** per ton massa, företrädesvis mer än 2 kg per ton massa under god blandning och upp till 1 minut före peroxidtillsatsen.

2. Förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t d ä r a V, att magnesiumet tillsättes i form av ett salt, exempelvis Mg SO4eller som oxid MgO.

3. Förfarande enligt något av kraven 1 eller 2, varvid tvättningen utföres på ett filter på en roterande trumma där tvättvätska tillföres genom efter varandra följande spritsrör, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att magne- siumlösningen tillföres genom de senare spritsrören.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-2, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v,attnmgnesiumlösningen tillföres som spädvätska omedelbart före peroxidbleknings- steget.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att magnesiumsaltet eller -oxiden löses i surt bakvatten från senare bleksteg i blekningsprocessen. 10 (fl F) CI) (N 01 LN 8

6. Förfarande enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att magnesiumsaltet eller -oxiden löses i ett neutralt eller svagt alkaliskt bakvatten från senare bleksteg innehållande med magnesium- joner komplexbildande bakvattensubstanser.

7. Förfarande enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att temperaturen vid MgH-behandlingen är 20-90°C .