SE511794C2 - Sätt att reducera halten kalcium i vätskefasen i en pappersmassasuspension - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 511 794 2 givits, kalciumjonerna. vid 'pH över ca 8-9 är bundna till massan och kommer att följa med denna ut ur fabriken. Helt alkaliska bleksekvenser har dock inte hitintills varit lika effektiva som traditionella sekvenser med både alkaliska och sura bleksteg och det finns skäl att ifrågasätta om det ens är möjligt att uppnå samma effektivitet med helt alkaliska bleksteg.

En teoretisk möjlighet att lösa problemet skulle kunna vara att pappersmassan efter ett surt bleksteg åter alkalise- ras till ett pH över ca 8 för att återadsorbera de utlösta kalciumjonerna på massan och på så sätt uppnå en naturlig ut- stötning av dessa joner ur bleksteget. Ett förfarande baserat på pH-ändringar beskrivs i WO 95/09944 som anger att inkrust- bildning på grund av salter, i första. hand kalciumoxalat, reduceras eller elimineras genom att man för massa, som un- derkastas en bleksekvens med åtminstone ett alkaliskt steg och åtminstone ett surt steg, genererar en filtratström som innehåller lösta salter och kombinerar denna eller en del därav med alkaliskt material och massa för att få salterna att kombineras med massan och avlägsnas från filtratströmmen.

Normalt kan man dock inte återadsorbera alla joner som fri- gjorts genom att endast höja pH utan ofta återstår en bety- dande del av jonerna i lösningen även efter en pH-höjning till en nivå avsevärt över 8. En möjlig förklaring till detta är att i ursprungsmassan finns kalciumjoner dels bundna till massan i form av elektrostatiska bindningar dels antas att en del joner finns bundna i form av komplex. Dessa komplex åter- bildas inte efter surgörning.

Föreliggande uppfinning erbjuder en lösning av ovan- stående problem och gör att kalcium effektivare kan överföras till och/eller bindas till massan i ett blekningsförfarande som innefattar steg vid olika pH-värden. Det faktum att kal- cium enligt föreliggande förfarande effektivare och i högre utsträckning överförs från vätskefasen till massan, fibrerna, och kvarhålls i denna i stor utsträckning i form av kalcium- karbonat ger minskade risker för inkrustbildning och indirekt minskad miljöbelastning genom att slutningsgraden kan ökas.

Samtidigt uppkommer ingen negativ inverkan på slutprodukten, dvs pappersmassan eller det slutliga pappret, då ju kalcium- 10 15 20 25 30 35 511i794iå 3 karbonat är ett konventionellt fyllmedel för papper och de i förhållande till detta mindre mängder som erhålles i massan vid föreliggande förfarande har således ingen negativ inver- kan.

Föreliggande uppfinning avser således ett förfarande så- som närmare definierats i de efterföljande patentkraven.

Enligt föreliggande uppfinning reduceras halten kalcium i vätskefasen för en suspension av kemisk pappersmassa, vilken underkastas ett blekningsförfarande där massasuspensionen i ett steg utsatts för en pH-sänkning under pH 7, genom att suspensionen dels alkaliseras till ett pH över 8 dels till- förs karbonatjoner så att kalciumföreningary i huvudsak i form av kalciumkarbonat, bildas i suspensionen och adsorberas till massan och därmed överförs med massan till nästa steg i processen.

I synnerhet är föreliggande förfarande tillämpligt då massasuspension i ett steg utsatts för en pH-sänkning till ett pH under 6, såsom i ett bleksteg med perättiksyra, klor- dioxid eller ozon, speciellt under 4, och därefter skall al- kaliseras till ett pH överstigande 8, speciellt ett pH av minst 10, för att till exempel underkastas ett väteperoxid- steg. I anslutning till alkaliseringen behandlas massasuspen- sionen enligt föreliggande uppfinning genom tillförsel av karbonatjoner, vilket företrädesvis kan göras genom tillsats av en karbonathaltig lösning. Även en tillsats av koldioxid är möjlig men då krävs också en viss alkalitillsats för att undvika sänkt pH.

Alkaliseringen göres som konventionellt lämpligen med natriumhydroxid eller, där så är möjligt, med oxiderad vit- lut. till- föres karbonatjoner. Detta kan ske genom tillsats av en kar- bonathaltig lösning såsom t ex en lösning av natriumkarbonat I anslutning till denna, samtidigt eller efter, Satsningen bör ge minst lämpligen från 0,1 till eller genom tillförsel av koldioxid. 0,1 kg karbonatjoner per ton massa, 10 kg och företrädesvis 1 till 3 kg per ton massa.

Behandlingen med karbonatjoner kan genomföras på mycket kort tid, från några sekunder, upp till ett par timmar och tidsperioden för behandlingen ligger lämpligen i intervallet 0,1 till 120 minuter och företrädesvis inom intervallet 0,1 (511 794 10 15 20 25 4 till 15 minuter. Temperaturen vid behandlingen bör överstiga 40°C och helst överstiga 60°C, då lösligheten för CaC03 sjunker med ökad temperatur. Temperaturen kan uppgå till ca l10°C men är lämpligen ej högre än 90°C för att tryckkärl skall kunna undvikas.

Den tillsats som ger karbonatjoner görs lämpligen på så- dant sätt att den blir snabbt fördelad i massan för att und- vika höga karbonathalter vid väggytorna och därigenom minska risken för avsättning av till exempel kalciumkarbonat. Det är således lämpligt att tillsatsen görs i en speciell omrörare och företrädesvis i en högintensiv mixer, även om tillsats och inblandning även kan ske t ex i en pump. Om koldioxid tillsättes kan processutrustningen, om så önskas, trycksättas efter tíllsatsen, för att öka lösligheten av gasen.

Metoden enligt uppfinningen kan givetvis användas i vil- ket som helst system för blekning, t ex ECF eller TCP, av vilken som helst typ av massa, t ex barr- eller lövvedssul- fatmassa, där besvärande kalciumutfällningar kan uppkomma och där massasuspensionens pH-värden ändras för olika steg enligt vad som ovan angivits. Metoden kan givetvis även användas för de olika typerna av kemisk pappersmassa vilka, ursprunglig ved och/eller kokkemikalier innehåller kalcium i Vad gäller massa- på grund av sådana mängder att utfällningar riskeras. suspensionens konsistens vid behandlingen med karbonatjoner kan den vara den konventionella vid blekning av massa av me- diumkoncentration eller högkoncentration. Lämpligen ligger konsistensen inom intervallet från 8 till 16%.

Claims (8)

10 15 20 25 511 794 5 Patentkrav

1. Sätt att reducera halten kalcium i vätskefasen för en suspension av kemisk pappersmassa efter att den underkastats en pH-sänkning till ett pH under 7, kännetecknat av att massasuspensionen alkaliseras till ett pH över 8 och att massasuspensionen tillföres karbonatjoner i en mängd av minst 0,1 kg karbonatjoner per ton massa för bildning av kalcium- föreningar som adsorberas på massan.

2. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att karbonatjoner tillföres genom tillsats av en karbonatjonhaltig lösning.

3. Sätt enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att till- satsen av karbonatjoner göres i en högintensiv mixer.

4. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att karbonatjoner tillföres genom tillsats av koldioxid.

5. Sätt enligt något av föregående krav, kännetecknat av att massasuspensionen tillföres karbonatjoner i en mängd av från 0,1 till 10 kg karbonatjoner per ton massa.

6. Sätt enligt något av kraven 1 till 4, kännetecknat av att behandling med karbonatjoner göres vid en temperatur av lägst 4o°c.

7. Sätt enligt krav 6, ligger inom intervallet från 60 till l10°C.

8. Sätt enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den massa som behandlas underkastats en pH-sänkning under pH 6 och att massasuspensionen därefter alkaliseras till ett kännetecknat av att temperaturen pH över 10.