SE514596C2 - Förfarande för behandling av vitlut för att minimera anrikning av metaller - Google Patents

Description

25 30 35 514 596 2 göra vitluten användbar för dessa applikationer är att oxidera vitluten med luft eller syre för att ta bort det mesta av natriumsulfiden genom att den omvandlas till oxiderade svavelföreningar.

Vitluten innehåller, förutom huvudsakligen natrium- sulfid, natriumhydroxid och vatten, också en hel del joner av övergångsmetaller och/eller alkaliska jordarts- eller i kombination med var- metaller, vilka var för sig, andra, kan ge upphov till utfällningar på massan.

En växande del av pappersmassan bleks idag med hjälp av väteperoxid, perättiksyra eller ozon. Dessa bleknings- förfarande störs på olika sätt av närvarande joner av övergångsmetaller och/eller alkaliska jordartsmetaller.

Därför föreligger det behov av att mängden joner av över- gångsmetaller och/eller alkaliska jordartsmetaller mini- meras i de avlutar, som àteranvänds på olika applika- tionsställen i processen.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande för att minimera mängden joner av övergångsmetaller och/eller alkaliska jordartsmetaller i vitlut.

Andra ändamål med, särdrag och fördelar hos förelig- gande uppfinning kommer att framgå från den följande beskrivningen.

Dessa ändamål uppnås med ett förfarande enligt efterföljande patentkrav l. Särskilt föredragna utfö- ringsformer är angivna i de osjälvständiga kraven.

Kort avser föreliggande uppfinning ett förfarande för behandling av vitlut, som förutom huvudsakligen natriumsulfid, natriumhydroxid och vatten även innehåller joner av övergångsmetaller och/eller alkaliska jordarts- metaller, i massa- och pappersfabriker. Enligt uppfin- ningen sätts ett magnesiumsalt till vitluten, och den bildade fällningen separeras från vitluten.

En fördel med föreliggande uppfinning är att mängden joner av övergångsmetaller och/eller alkaliska jordarts- metaller minimeras i den regenererade källan för alkali. (14 f f s: Xp2ÉESI/I2Z2i .dc 10 15 20 25 30 35 514 596 3 På detta sätt minskar man riskerna för anrikning av dessa metaller i massaprocessen och möjliggör för att tillsatt ren natriumhydroxid i blekeristeget kan ersättas med oxi- derad vitlut, uppfinning. som behandlats vidare enligt föreliggande Med uttrycket joner av övergångsmetaller och/eller alkaliska jordartsmetaller avses joner av metaller valda Ni, I en föredragen utföringsform av föreliggande upp- ur gruppen, som omfattar Al, Ca, Fe, Mn, Zn osv. finning sätts också en polymer, företrädesvis polyakryl- amid, till vitluten för att vid behov underlätta utfäll- ningen av metallföreningarna.

I ytterligare en föredragen utföringsform sätts mag- nesiumsulfat till vitluten för utfällning av joner av övergångsmetallerna och/eller de alkaliska jordartsmetal- lerna. Andra exempel på lämpliga magnesiumsalter omfattar alla lösliga salter av magnesium.

I ytterligare en föredragen utföringsform separeras den bildade fällningen genom flotation, filtrering eller sedimentering.

I ytterligare en föredragen utföringsform sätts den separerade fällningen till processvatten från ett bleke- risteg vid separation av utfällda, flockade metallföre- ningar, vilken separation görs genom flotation.

I ytterligare en föredragen utföringsform oxideras vitluten antingen före eller efter, företrädesvis efter förfarandet enligt föreliggande uppfinning.

Ytterligare föredragna utföringsformer av förelig- gande uppfinning kommer i det följande att beskrivas med hjälp av ett par exempel. Dessa fàr inte anses vara begränsande för föreliggande uppfinnings omfattning.

Enheten ppm, som används i exemplen nedan är vikt- baserat, dvs 1 kg/ton = l ppm.

Behovet av metallrenad, totaloxiderad eller icke- oxiderad vitlut beror pà fabrikens storlek och vilka bleksekvenser som används i blekeriet. En "normalstor" k* K) ..

H) L .i I k* (I) ._ U) C) ~ J 'u " . : et"~.ca<;*-.ans*~.p29S2221.do (7 10 15 20 25 514 596 4 massafabrik kan tänkas förbruka ca 5-l0 m3vitlut per timme i blekeriet.

Exempel 1 Vitlut med en temperatur av ca 70°C från ett kausti- seringssteg pumpades via ett rör till en sedimenterings- tratt. ppm MgSO4 (beräknat som Mgæ).

I röret före sedimenteringstratten tillsattes 200 Direkt efter tillsatspunk- ten för magnesiumsaltet finns en statisk blandare instal- lerad för att ombesörja god inblandning av magnesiumsal- tet. sedan lO ppm polyakrylamid för att påskynda sedimente- De bildade metall- flockarna sedimenterades bort i sedimenteringstratten och Direkt framför sedimenteringstratten tillsattes ringen av de bildade metallflockarna. den renade, klara vitluten pumpades till en lagringstank för att sedan användas i blekeriet eller på annat behöv- ligt ställe i processen. Resultaten av metallreningen framgår av tabell l nedan.

Exempel 2 Försöket utfördes såsom beskrivits i exempel l med undantaget att 400 ppm MgS04(beräknat som Mgæ) och 15 ppm polyakrylamid sattes till vitluten istället för 200 ppm MgSO4 resp l0 ppm polyakrylamid. Resultaten av metallreningen framgår av tabell l nedan.

Tabell l Metaller Vitlut Vitlut Reduktion Vitlut Reduktion (mg/l) (in) (ut) Ex.l (%) Ex.l (ut) Ex.2 (%) EX.2 Al 3,3 2 39,4 1,2 63,6 Ca 13 8,1 37,7 5,3 59,2 Cu Fe 3 0,9 70,0 0,3 90,0 Mn 3,2 0,4 87,5 0,1 96,9 Ni 0,5 0,4 20,0 0,4 20,0 Zn 0,7 0,5 28,6 0,5 28,6 10 15 20 25 514 596 Exempel 3 Försöket utfördes såsom beskrivits i exempel 1 med undantaget att man utgick från oxiderad vitlut. Resulta- ten av metallreningen framgår av tabell 2 nedan.

Exempel 4 Försöket utfördes såsom beskrivits i exempel l med undantaget att 400 ppm MgSO4 (beräknat som Mgæ) och 15 ppm polyakrylamid sattes till den oxiderade vitluten.

Resultaten av metallreningen framgår av tabell 2 nedan.

Tabell 2 Metaller Ox Vitlut Ox Vitlut Reduktion Ox Vitlut Reduktion (mg/1) (in) (ut) Ex.3 (%) Ex.3 (ut) Ex.4 (%) Ex.4 Al 3,8 2,1 44,7 2,1 44,7 Ca 15 10 33,3 7,3 51,3 Cu Fe 2,6 61,5 0,5 80,8 Mn 4,9 0,7 85,7 0,1 98,0 Ni 0,5 0,4 20,0 0,4 20,0 Zn 0,5 0,5 0,0 0,5 0,0 Såsom framgår av tabell 1 och tabell 2 ovan erhölls en klar reduktion av mängden kvarvarande joner av över- gångsmetaller och/eller alkaliska jordartsmetaller med förfarandet enligt föreliggande uppfinning.

Vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning till- och (beräk- företrädesvis sätts minst 20 ppm, företrädesvis minst 200 ppm, högst 1000 ppm, företrädesvis högst 600 ppm MgSO4 nat som Mgfi). Vidare tillsätts 0-25 ppm, 10-15 ppm polymer.

Med uttrycket "vitlut" avses, förutom vitlut enligt konventionell mening, också den vitlut som erhålls vid utkristallisering av natriumkarbonat ut grönlut, t ex enligt förfarandet, som beskrivits i US-A-5 607 549, där man efter utkristalliseringen erhåller natriumkarbonat- vilka blandas med Ca(OH)2, vitlut. Denna typen av vitlut innehåller inte natriumsul- kristaller, för bildning av 10 15 20 25 30 35 514 596 6 fid till skillnad frán konventionell vitlut och därför behöver denna typen av vitlut inte utsättas för ett oxi- dationsförfarande. Denna typen av vitlut innehåller dock joner av övergångsmetaller och/eller alkaliska jordarts- metaller. Således kan ett förfarande enligt föreliggande uppfinning vara användbart även för denna typ av vitlut.

För att göra den konventionella vitluten, som inne- håller natriumsulfid, än mer användbar kan vitluten antingen före eller efter förfarandet enligt föreliggande uppfinning utsättas för oxidation, såsom nämnts ovan.

Enligt känd teknik oxideras vitluten medelst luft eller syre för att ta bort det mesta av natriumsulfiden genom att den omvandlas till oxiderade svavelföreningar.

När vitlut bringas i kontakt med luft, oxideras nat- rimsulfid till natriumtiosulfat. Natriumtiosulfat är dock inte heller önskvärd i ett flertal applikationsställen med behov av alkali.

Vitlut innehållande natriumtiosulfat kan t ex inte tillföras blekeristeg där väteperoxid används som blek- kemikalie. I det fallet kommer väteperoxiden i första hand att reagera med natriumtiosulfatet och bilda radika- ler, vilka på olika sätt påverkar pappersmassans kvalitet negativt.

När vitlut oxideras med syre, erhålls en total oxi- dation av natriumsulfid till natriumsulfat, och den vit- lut som oxiderats på detta sätt kan användas vid ett flertal applikationsställen för alkali.

Kostnaderna, som uppkommer, dels vid ombyggnation av befintlig anläggning och dels vid drift, med oxidation medelst syre är emellertid omfattande, vilket inte gör detta förfarande ekonomiskt försvarbart.

I en föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning utförs oxidationen ovan genom att vitluten först bringas i kontakt med en syreinnehàllande gas för oxida- tion av natriumsulfid till natriumtiosulfat, varefter vitluten bringas i kontakt med väteperoxid för oxidation av natriumtiosulfat till natriumsulfat. I en ytterligare 15292-113 1-18 13 z 'li-E- g: 514 596 7 föredragen utföringsform omfattar den syreinnehållande gasen luft.

Claims (6)

10 15 20 25 30 514 596 PATENTKRAV

1. Förfarande för behandling av vitlut, som förutom huvudsakligen natriumsulfid, natriumhydroxid och vatten även innehåller joner av övergàngsmetaller och/eller alkaliska jordartsmetaller, i massa- och pappersfabriker, k ä n n e t e c k n a t därav a) att vitluten oxideras genom att den först bringas i kontakt med en syreinnehållande gas för oxidation av natriumsulfid till natriumtiosulfat, varefter den bringas i kontakt med väteperoxid för oxidation av natriumtiosulfat till natriumsulfat, och b) att ett magnesiumsalt sätts till vitluten och att den bildade fàllningen separeras från vitluten, varvid stegen a) och b) kan utföras i valfri ordning.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att en polymer också sätts till vitluten.

3. Förfarande enligt krav 1 eller krav 2, k ä n - n e t e c k n a t av att magnesiumsulfat tillsätts som magnesiumsalt.

4. Förfarande enligt krav 2 eller 3, k ä n n e - t e c k n a t av att polyakrylamid tillsätts som poly- mer.

5. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att fàllningen separeras genom flotation, filtrering eller sedimentering.

6. Förfarande enligt något av föregående krav, k å n n e t e c k n a t av att den separerade fàllningen sätts till processvatten från ett blekeristeg vid separa- tion av utfällda, flockade metallföreningar, vilken sepa- ration görs genom flotation.