DE69206313T2 - Verfahren zum Bleichen von Lignocellulose enthaltendem Material. - Google Patents

Verfahren zum Bleichen von Lignocellulose enthaltendem Material.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Delignifizierung und zum Bleichen von chemisch aufgeschlossenem, Lignocellulose enthaltendem Zellstoff (Pulpe), wobei der Zellstoff bei einem pH-Wert zwischen 3,1 und 9,0 mit einem Komplexbildner behandelt und anschließend mit Ozon gebleicht wird. Durch die anfängliche Behandlung mit einem Komplexbildner werden die für die nachfolgende Ozonbleiche nachteiligen Ionen bestimmter Metalle entfernt während die im Zellstoff erwünschten Ionen, in erster Linie der Erdalkalimetalle, verbleiben. Dadurch wird die Selektivität der Delignifizierung erhöht. Der Zellstoff wird vor und nach dem Ozonschriff mit Peroxid gebleicht, um den gewünschten endgültigen Weißgrad zu erreichen und die Erzeugung und den Austrag chlorierter organischer Verbindungen vollständig zu vermeiden.
    • Hintergrund
  • Bei der Herstellung von Chemiezellstoff mit hohem Weißgrad werden die Holzschnitzel zuerst gekocht, um die Cellulosefasern abzutrennen. Ein Teil des Lignins, das die Fasern zusammenhält, wird dabei derart abgebaut und verändert, daß es durch das nachfolgende Waschen entfernt werden kann. Um einen ausreichenden Weißgrad zu erreichen, muß jedoch mehr Lignin zusammen mit weißgradverschlechternden (chromophoren) Resten entfernt werden. Dies wird häufig durch Delignifizierung mit Sauerstoff gefolgt von Bleichen in mehreren Schritten, bewirkt.
  • Aus Umweltgründen wurde es zunehmend üblich, Zellstoff mit chlorfreien Bleichmitteln bereits in den ersten Bleichschritten zu behandeln, und dadurch den Austrag von für die Umwelt schädlichen, chlorierten, organischen Verbindungen deutlich zu verringern. Vom Blickpunkt der Umweltverträglichkeft aus ist Ozon ein sehr geeignetes Bleichmittel. Ferner ist Ozon beim Angriff des Lignins sehr wirksam, aber auch beim Angriff der Cellulosekeften im Zellstoff Demgemäß weist der erhaltene Zellstoff einen äußerst hohen Weißgrad au?, aber auch eine kleine Menge Ozon, und die schlechte Selektivität bei der Delignifizierung ergibt einen Zellstoff mit ungenügender Festigkeit.
  • Es ist bekannt, chlorfreie Bleichmittel, wie Wasserstoffperoxid und Ozon, bereits beim Vorbleichen einzusetzen. Sofern der Zellstoff nicht vorbehandelt wird, wird die Delignifizierung und der Verbrauch des Bleichmittels jedoch weniger effektiv als mit chlorhaltigen Bleichmitteln. Folglich wird die Ozonbehandlung durch die Gegenwart von Ionen bestimmter Metalle im Zellstoff, wie Mn, Cu und Fe, gestört. Diese Metallionen verursachen den Zerfall des Ozons und/oder der Abbauprodukte, was dazu beiträgt, daß die Festigkeitseigenschaften des Zellstoffs, wie die Viskosität, beträchtlich verringert werden. Dem kann durch die Vorbehandlung des Zellstoffs bei niederem pH-Wert mittels einer sogenannten Säurewäsche entgegengewirkt werden nach z.B. Germgård et al., Svensk Papperstidning 88(15)(1985), R127 - 132. Der Zellstoff kann auch direkt bei einem niederen pH-Wert im ersten Schritt der Bleichabfolge durch Bleichen mit chlorhaltigen Chemikalien, wie Chlordioxid, behandelt werden, nach z.B. US-A-4 959 124. Eine solche Behandlung verringert die Konzentrationen aller Metallionenarten.
  • Unsere eigene Europäische Patentveröffentlichung EP-A-0 402 335 betrifft ein zweistufiges Verfahren, wobei der Zellstoff mit einem Komplexbildner behandelt wird und nachfolgend mit einer peroxidhaftigen Substanz gebleicht wird. Die einzigen, zusätzlich zu Peroxid vorgeschlagenen Bleichmittel sind Chlor und Chlordioxid. EP-A-0 402 335 enthält keinerlei Anmerkungen die Ozonbleiche betreffend, und es gibt demgemäß in dieser Offenlegungsschrift keine Anzeichen dafür, daß Ozon ein geeignetes Bleichmittel in einem Bleichschritt, der unmittelbar auf den Anfangsschritt mit Peroxid folgt, sein könnte.
  • Die US-A-4 372 812 betrifft das allgemeine Problem der Erzeugung und des Austrags chlorierter organischer Verbindungen beim Bleichen von Lignocellulosezellstoffen. Dieses US-Patent betrifft insbesondere die Verwendung von ausschließlich chlorfrieien Bleichmitteln zum Bleichen von Zellstoffen auf Weißgrade oberhalb 80%G.E. Aus Tabelle H dieser Veröffentlichung kann ersehen werden, daß bei Anwendung der in dieser Tabelle illustrierten Bleichschritte die Viskosität des Zellstoffs im Vergleich mit Kraft-Zellstoff als Ausgangsmaterial aus nördlichem Hartholz beträchtlich verringert wird. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Viskositätswerte des gebleichten Zellstoffs deutlich weniger stark verringert wohingegen im letzten Schritt eine starke Zunahme der Weißgradwerte eintritt.
    • Die Erfindung
  • Die Erfindung stellt ein Verfahren bereit, bei dem Lignocellulose enthaltender Zellstoff unter den in den Patenansprüchen offenbarten Bedingungen behandelt wird, wobei durch die anfangliche Behandlung mit einem Komplexbildner die für die nachfolgende Ozonbleiche nachteihgen Metallionen wirksam entfernt werden, wahrend die erwunschten Metallionen im Zellstoff verbleiben. Durch dieses Verfahren wird das Lignin im Zellstoff bei der nachfolgenden Ozonbleiche selektiver angegriffen.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Delignifizierung und zum Bleichen von che misch aufgeschlossenem, Lignocellulose enthaltendem Zellstoff, wobei das Spurenmetallprofil des Zellstoffs durch Behandlung mit einem Komplexbildner bei einem pH-Wert im Bereich von 3,1 bis 9,0 verandert wird, woraufhin man den Zellstoff wascht, um unerwünschte, komplexierte Metallionen zu entfernen, dann einen Bleichschritt mit einer peroxidhaltigen Verbindung bei einem pH-Wert im Bereich von etwa 8 bis etwa 12 durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Peroxidbleichschritt der Zellstoff mit Ozon gebleicht wird, und schließlich mit einer peroxidhaltigen Verbindung in alkalischer Lösung gebleicht wird.
  • Der Hauptunterschied zwischen dem Ozonverfahren nach dem Stand der Technik und sder Erfindung ist daß es das vorliegende Verfahren ermöglicht die Zellstoffestigkeft, beispielsweise als Viskosität gemessen, beizubehalten, während ein hoher Weißgrad erhaften wird. Es wurde festgestellt, daß die Behandlung mit einem Komplexbildner bei nahezu neutraiem pH-Wert anstelle der stark sauren Behandlung bei der Säurewäsche oder bei den chlorhaltigen Bleichschritten zur Folge hat, daß bestimmte erwünschte Ionen im Zellstoff sowohl bezüglich der Konzentration als auch der Position verbleiben. Diese Ionen, in erster Linie der Erdalkalimetalle, wie Magnesium und Calcium, verlangsamen den Ozonangriff und insbesondere seiner Abbauprodukte an den Celluloseketten. Demzufolge wird die Selektivität der Delignifizierung erhöht und der Verkürzung der Celluloseketten wird entgegengewirkt, wobei letzteres zu einem festeren Zellstoff führt. Trotz der Verlangsamung des Ozonangriffs bedeutet die Anwendung des vorliegenden Verfahrens einen schnellen Bleichverlauf, da das Ozon selbst eine der energiereichsten, bisher bekannten Bleichchemikalien ist.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Behandlung mit einem Komplexbildner bei einem pH-Wert von 3,1 bis 9,0, geeigneterweise von 4 bis 8, vorzugsweise von 5 bis 7, durchgeführt. Die Ozonbleiche wird bei einem pH-Wert im Bereich von etwa 1 bis etwa 8, geeigneterweise im Bereich von 1 bis 4, durchgeführt.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem auf die Anfangsbleichung mit Ozon ein Bleichschritt mit einer peroxidhaftigen Verbindung folgt, wird der pH-Wert bei der Behandlung mit einem Komplexbildner geeigneterweise im Bereich von 5 bis 7 gehalten. Beim Bleichen mit Ozon wird der pH-Wert in geeigneter Weise im Bereich von 5 bis 7 gehalten, um das bestmögliche Spurenmetallprofil für die nachfolgende Behandlung mit einer peroxidhaltigen Verbindung beizubehaken. Die Behandlung mit einer peroxidhaltigen Verbindung erfolgt im Bereich von 8 bis 12.
  • Die erfindungsgemäße Behandlung wird in einem Bleichschritt mit einer peroxidhaltigen Verbindung vor dem Bleichen des Zellstoffs mit Ozon durchgeführt. Es wurde entdeckt, daß die nachteilige Wirkung des Ozons auf die Viskosität des Zellstoffs bemerkenswert verringert wird, wenn dem Ozonschritt ein Peroxidschritt vorausgeht. Zudem wird der Weißgrad des Zellstoffs weiter verbessert.
  • Peroxidhaltige Verbindungen stehen für anorganische Peroxidverbindungen, wie Wasserstoffperoxid und Natriumperoxid, sowie für organische Peroxidverbindungen, wie Peressigsäure, getrennt oder gegebenenfalls als Gemische. Die Wirkung der peroxidhaltigen Verbindung kann auch durch die Gegenwart von Sauerstoff verstärkt werden. Vorzugsweise wird Wasserstoffperoxid oder ein Gemisch aus Wasserstoffperoxid und Sauerstoff eingesetzt.
  • Wenn die peroxidhaltige Verbindung Wasserstoffperoxid ist, wird der Zellstoff geeigneterweise bei einem pH-Wert von etwa 8 bis etwa 12, vorzugsweise bei einem pH-Wert von 10 bis 12 gebleicht. Eine Behandlung mit den anderen, vorstehend erwähnten, peroxidhaltigen Verbindungen wird innerhalb des normalen, einem Fachmann bekannten pH-Bereichs des jeweiligen Bleichmittels durchgeführt.
  • Der eingesetzte Komplexbildner wird in erster Linie aus den stickstoffhaltigen Polycarbonsäuren, geeigneterweise Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA), Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) oder Nitrilotriessigsäure (NTA), vorzugsweise DTPA oder EDTA, den Polycarbonsäuren, geeigneterweise Oxalsäure, Citronensäure oder Weinsäure, oder den Phosphonsäuren, geeigneterweise Diethylentriaminpentaphosphonsäure, gewählt.
  • Die erfindungsgemäße Behandlung wird mit einem Waschschritt nach der Behandlung mit dem Komplexbildner durchgeführt, derart, daß die unerwünschten, komplexierten Ionen bestimmter Metalle vor der Behandlung mit Ozon oder gegebenenfalls mit einer peroxidhaltigen Verbindung so vollständig wie möglich aus der Zellstoffsuspension entfernt werden.
  • Nach der erfindungsgemäßen Behandlung kann der Zellstoff entwässert werden, und die Ablauge kann dem Kreislauf wieder zugeführt werden, um die Zellstoffkonzentration vor dem Ozonschritt zu verringern. Nach dem Ozonschritt kann der Zellstoff auch mit Wasser gewaschen werden, und dieses Waschwasser kann ebenfalls dem Kreislauf an einer Stelle vor dem Ozonschritt wieder zugeführt werden.
  • Die Behandlung mit einem Komplexbildner, einem Peroxid und Ozon kann entweder unmittelbar nach dem Aufschluß des Zellstoffs oder nach einem Sauerstoffschritt durchgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise bei Zellstoff angewandt, bei dem vor der Behandlung in einem Sauerstoffschritt Lignin entfernt wurde.
  • Lignocellulose enthaltende Zellstoffe betreffen Zellstoffe von Weichholz und/oder Hartholz, das nach dem Sulfit- Sulfat-, Sodaverfahren oder nach Verfahren mit organischen Lösemitteln oder Abänderungen und/oder deren Kombinationen aufgeschlossen wurde. Geeigneterweise wird nach dem Sulfatverfahren aufgeschlossenes Weichholz und/oder Hartholz, vorzugsweise Hartholzsulfatzellstoff, verwendet.
  • Die erfindungsgemäße Behandlung kann auf Lignocellulose enthaltende Zellstoffe mit einer anfänglichen Kappa-Zahl im Bereich von etwa 5 bis etwa 40, geeigneterweise von 7 bis 32, vorzugsweise von 10 bis 20 angewandt werden. Die Kappa-Zahl wird hier gemäß dem Standardverfahren SCAN-C 1:77 bestimmt.
  • Die Menge des zugegebenen Komplexbildners (100% Produkt) hegt im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 10 kg/t des trockenen Zellstoffs, geeigneterweise im Bereich von 0,5 bis 5 kg/t des trockenen Zellstoffs und vorzugsweise im Bereich von 1 bis 2,5 kg/t des trockenen Zellstoffs.
  • Die Menge des zugegebenen Ozons hegt im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 20 kg/t des trockenen Zellstoffs, geeigneterweise im Bereich von 0,5 bis 10 kg/t des trockenen Zellstoffs und vorzugsweise im Bereich von 2 bis 10 kg/t des trockenen Zellstoffs.
  • In bevorzugten Ausführungsformen, bei denen Wasserstoffperoxid als peroxidhaltige Verbindung vor dem Ozonschritt eingesetzt wird, liegt die Menge des Wasserstoffperoxids im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 50 kg/t des trockenen Zellstoffs, berechnet als 100%iges Wasserstoffperoxid. Die Obergrenze ist nicht kritisch, aber wird aus ökonomischen Gründen angegeben. Die Menge des Wasserstoffperoxids liegt geeigneterweise im Bereich von etwa 2 bis etwa 50 kg/t des trockenen Zellstoffs und vorzugsweise von 3 bis 35 kg/t des trockenen Zellstoffs, berechnet als 100%iges Wasserstoffperoxid. Besonders bevorzugt wird eine Menge des Wasserstoffperoxids im Bereich von 4 bis 25 kg/t des trockenen Zellstoffs, berechnet als 100%iges Wasserstoffperoxid. Wasserstoffperoxid wird auch nach dem Ozonschritt eingesetzt, für den die Zugaben von Wasserstoffperoxid in beiden Schritten angepaßt sind, um den gewünschten Weißgrad des Zellstoffs zu ergeben.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Behandlung mit einem Komplexbildner bei einer Temperatur von etwa 10 bis etwa 100ºC, geeigneterweise von 26 bis 95ºC, vorzugsweise von 40 bis 90ºC über einen Zeitraum von etwa einer bis etwa 360 Minuten, vorzugsweise von 5 bis 60 Minuten durchgeführt. Die Ozonbleiche wird bei einer Temperatur von etwa 10 bis etwa 100ºC, vorzugsweise von 25 bis etwa 90ºC und über eine Gesamtverweildauer von etwa einer bis etwa 120 Minuten, vorzugsweise von 10 bis 60 Minuten durchgeführt. Die Kontaktdauer zwischen dem Ozon und dem Zellstoff beeinflußt den Weißgrad ebenso wie die Viskosität und ist neben anderen Dingen von der Zellstoffkonzentration abhängig. Demgemäß ist eine Kontaktdauer von etwa einer bis etwa 2 Minuten bei einer Zellstoffkonzentration von etwa 35 Gew.-% geeignet. Die Kontaktdauer beträgt geeigneterweise etwa 10 bis etwa 30 Sekunden bei einer Zellstoffkonzentration von etwa 10 Gew.-%. Bei der Behandlung mit einem Komplexbildner und bei der Ozonbleiche kann die Zellstoffkonzentration von etwa einem bis etwa 40 Gew.-%, geeigneterweise von 3 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise von 5 bis 15 Gew.-% betragen.
  • Bei der Behandlung mit einem Komplexbildner und bei der Ozonbleiche kann der pH- Wert mittels Schwefelsäure oder Restsäuren aus einem Chlordioxid-Reaktor eingestellt werden. Bei der Ozonbleiche kann der pH-Wert auch durch dem Kreislauf zurückgeführte, saure, verbrauchte Bleichlauge aus dem Ozonschritt eingestellt werden. Bei der Peroxidbehandlung in alkalischem Milieu wird der pH-Wert geeigneterweise durch Zugabe einer Base oder einer basenhaltigen Flüssigkeit, z. B. Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Natriumhydro- xid, oxidierter weißer Lauge oder Magnesiumhydroxidaufschlämmung, zum Zellstoff eingestellt. Geeigneterweise wird die Magnesiumhydroxidaufschlämmung dem chemischen Bearbeitungssystem bei der Herstellung des Suffitzellstoffs mit Magnesium als Base, dem sogenannten Magnesiumbisulfit ("magnefite-") Zellstoff entnommen
  • Beim Bleichen mit Wasserstoffperoxid als peroxidhaltiger Verbindung vor und nach dem Ozonschritt wird der Zellstoff bei einer Temperatur von etwa 30 bis etwa 100ºC, vorzugsweise von 60 bis 90 ºC, und uber einen Zeitraum von etwa 30 bis etwa 300 Minuten, geeigneterweise von 60 bis 240 Minuten gebleicht. Die Zellstoffkonzentration kann etwa 3 bis etwa 35 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 25 Gew.-% betragen. Die Behandlung mit anderen vorstehend erwähnten, peroxidhaltigen Verbindungen wird innerhalb der normalen, einem Fachmann gut bekannten Temperatur-, Zeit- und Zellstoffkonzentrationsbereiche für das jeweilige Bieichmittel durchgeführt.
  • Der Zellstoff wird schließlich durch Behandlung mit chlorfreien Bleich- und Extraktionsmitteln in einem oder mehreren Schritten auf den gewünschten, höheren Weißgrad gebleicht. Auf diese Weise wird die Erzeugung und der Austrag chlorierter, organischer Verbindungen vollständig beseitigt. Das Endbleichen wird durch eine peroxidhaltige Verbindung in alkalischer Lösung in einem oder mehreren Schritten, gegebenenfalls durch Verstärkung mit Sauerstoff durchgeführt. Durch die erfindungsgemäße Behandlung wurde der Ligningehalt bevor irgendwelche chlorhaltigen Bleichmittel verwendet werden auf einen genügend niedrigen Gehalt verringert. Daher können in einem oder mehreren Endbleichschritten auch Chlordioxid und/oder Hypochlorit gut eingesetzt werden, ohne zur Erzeugung einer großen Menge an chlorierten, organischen Produkten zu führen.
  • Bei einem Bleichverfahren voll Zellstoffen ist ein hoher Weißgrad, eine niedrige Kappa- Zahl und eine genügend hohe Viskosität das Ziel, wobei letzteres bedeutet, daß die Festigkeit des Zellstoffs den Anforderungen des Markts entspricht. Wenn das erfindungsgemäße Verfahren angewandt wird, ist die Festigkeit des Zellstoffs, gemessen als Viskosität, höher als bei Ozonbleichverfahren nach dem Stand der Technik. Dies bedeutet, daß der Zellstoff derartig lange Celluloseketten enthält, daß ein ausreichend festes Produkt erhaken werden kann. Ferner besitzt der entstandene Zellstoff einen höheren Weißgrad und eine niedrigere Kappa- Zahl als Zellstoffe aus Verfahren, bei denen das Spurenmetallprofil vor der Ozonbehandlung nicht oder auf einen pH-Wert außerhalb des Bereichs ders vorliegenden Verfahrens eingestellt wurde. Wie aus Beispiel 1 ersichtlich, ermöglicht demgemäß die Anwendung des vorliegenden Verfahrens durch die Abfolge Schritt 1 - P&sub1; - Z - P&sub2; einen Sulfatzellstoff aus Hartholz mit einem endgüftigen Weißgrad von mehr als 89%ISO bei einer Viskosftät, die 800 dm³/kg übersteigt, zu erhalten. In jedem Bleichschritt wurden hierbei nur chlorfreie Bleichmittel eingesetzt, das bedeutet, daß dieses Verfahren den Bleichverfahren nach dem Stand der Technik vom Blickpunkt der Umweitverträglichkeit aus überlegen ist.
  • Die Erfindung und ihre Vorteile werden durch die Beispiele unten ausführlich veranschaulicht, die jedoch lediglich die Erfindung veranschaulichen sollen und nicht als Begrenzung derselben gemeint sind. Die Kappa-Zahl, die Viskosität und den Weißgrad des Zellstoffs wurden gemäß den SCAN-Standardverfahren bestimmt. Die in der Beschriebung, den Patentansprüchen und den Beispielen angegebenen Prozentsätze und Teile stehen für Gewichtsprozente beziehungsweise Gewichtsteile, sofern nichts anderes angegeben ist.
    • Beispiel 1
  • Sulfatzellstoff aus Birkenholz, dem mit Sauerstoff Lignin entfernt wurde und der eine Kappa-Zahl von 13,0, einen Weißgrad von 47,1%ISO und eine Viskosität von 1120 dm³/kg besitzt, wurde erfindungsgemäß in der Abfolge Schritt 1 - P&sub1; - Z - P&sub2; behandelt, wobei P&sub2; die Endbleichung mit Wasserstoffperoxid bedeutet. Die Bedingungen des Schritts 1 und Z sowie P&sub1;, wobei Schritt 1 einen Komplexbildner bedeutet, P&sub1; Wasserstoffperoxid bedeutet, und Z Ozon (O&sub3;) bedeutet, waren folgendermaßen:
  • Bei der Behandlung mit einem Komplexbildner wurden 2 kg EDTA/t des trockenen Zellstoffs zugeben die Temperatur betrug 70ºC, der pH-Wert lag bei 6, die Verweildauer war 60 Minuten und die Zellstoffkonzentration betrug 10 Gew.-%. Der Zellstoff wurde nach Schritt 1 gewaschen, worauffhin er in Schritt P&sub1; mit variablen Mengen zwischen 15 und 30 kg Wasserstoffperoxid/t des trockenen Zellstoffs 240 Minuten lang bei einem pH-Wert von 11,0 und einer Temperatur von 90ºC gebleicht wurde, wobei die Zellstoffkonzentration 10 Gew.-% betrug. Nach dem Waschen wurde der Zellstoff mit 5 kg Ozon/t des trockenen Zellstoffs bei einem pH-Wert von 2,0, einer Temperatur von 25ºC behandelt, wobei die Zellstoffkonzentration 30 Gew.-% betrug. Die Gesamtverweildauer, einschließlich des nachfolgenden Waschens, betrug 30 Minuten bei der Behandlung mit Ozon. Die Kontaktdauer zwischen dem Ozon und dem Zellstoff lag bei etwa einer Minute. Der Zellstoff wurde schließlich mit 5 kg Wasserstoffperoxid/t des trockenen Zellstoffs bei einem pH-Wert von 10,8, einer Temperatur von 60ºC 75 Minuten lang gebleicht (P&sub2;), wobei die Zellstoffkonzentration 10 Gew.-% betrug. Die Ergebnisse nach jedem Schritt sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt. Tabelle I Menge des in P&sub1; zugegebenen H&sub2;O&sub2; (kg/t des Zellstoffs) Schritt Kappa-Zahl Viskosität (dm³/kg) Weißgrad (%ISO)
  • Wie aus der Tabelle ersichtlich, kann ein Sulfatzellstoff aus Birkenholz durch eine Beladung mit 30 kg Wasserstoffperoxid/t des trockenen Zellstoffs in Schritt P&sub1; schließlich bis zum vollen Weißgrad gebleicht werden. Dies ist möglich, während gleichzeitig die normalerweise in den Bleichschritten, bei denen Ozon eingesetzt wird, eintretende Viskositätsverringerung vermindert wird und die normalerweise in den Endbleichschritten, bei denen Wassertoffperoxid eingesetzt wird, eintretende Viskositätverringerung beseitigt wird.
    • Beispiel 2
  • Sulfatzellstoff aus Weichholz, dem mit Sauerstoff Lignin entfernt wurde und der eine Kappa-Zahl von 14,0, einen Weißgrad von 37%ISO und eine Viskosität von 1040 dm³/kg besitzt wurde in der Abfolge Schritt 1 - Z - P&sub1;, Schritt 1 - P&sub1; - Z und erfindungsgemäß Schritt 1 - P&sub1; - Z - P&sub2; behandelt. Bei der Behandlung mit einem Komplexbildner (Schritt 1) wurden 2 kg EDTA/t des trockenen Zellstoffs zugeben, die Temperatur betrug 60ºC, der pH- Wert lag bei etwa 6, die Zellstoffkonzentration betrug 10 Gew.-% und die Verweildauer war 30 Minuten lang. Im Ozonschritt (Z) wurden 3,5 kg Ozon/t des trockenen Zellstoffs zugegeben. wobei die Temperatur 25ºC betrug, der pH-Wert bei etwa 2 lag, die Zellstoffkonzentration etwa 35 Gew.-% betrug, und die Kontaktdauer zwischen dem Ozon und dem Zellstoff etwa eine Minute lang war. Im ersten Schritt mit Wasserstofperoxid (P&sub1;) wurden 20 kg Wasserstoffperoxid/t des trockenen Zellstoffs zugegeben, wobei die Temperatur 90ºC betrug, der pH-Wert bei 11 lag, die Zellstoffkonzentration 10 Gew.-% betrug, und die Verweildauer 240 Minuten lang war. Im zweiten Schritt mit Wasserstoffperoxid (P&sub2;) wurden 5 kg Wasserstoffperoxid/t des trockenen Zellstoffs zugegeben, wobei die Temperatur 70ºC betrug, der pH- Wert bei 11 lag, die Zellstoffkonzentration 10 Gew.-% betrug, und die Verweildauer 60 Minuten lang war. Um den Einfluß eines Komplexbildners Vor dem Ozonschritt aufzuzeigen, wurde für Vergleichszwecke der gleiche Zellstoff ebenfalls in der Abfolge Schritt 1 - Z - P&sub1; behandelt, ohne daß EDTA in Schritt 1 eingesetzt wurde. Die Ergebnisse nach jeder Abfolge sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt. Tabelle II Abfolge pH-Wert in Schritt Kappa-Zahl Viskosität (dm³/kg) Weißgrad (%ISO) Schritt Schritt 1 - Z - P* * ohne EDTA-Zugabe
  • Wie aus der Tabelle ersichtlich, ergibt die Behandlung des Zellstoffs mit einem Komplexbildner und Ozon gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in den Abfolgen, bei denen Wasserstoffperoxid vor und nach dem Ozonschritt verwendet wird, sehr gute Ergebnisse hinsichtlich der Kappa-Zahl, der Viskosität und des Weißgrads.

Claims (9)

1. Verfahren zur Delignifizierwig und zum Bleichen von chemisch aufgeschlossenem, Lignocellulose enthaltendem Zellstoff, wobei das Spurenmetallprofil des Zellstoffs durch Behandlung mit einem Komplexbildner bei einem pH-Wert im Bereich von 3,1 bis 9,0 verändert wird, woraufhin man den Zellstoff wäscht, um unerwünschte, komplexierte Metallionen zu entfernen, dann einen Bleichschritt mit einer peroxidhaltigen Verbindung bei einem pH-Wert im Bereich von etwa 8 bis etwa 12 durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Peroxidbleichschritt der Zellstoff mit Ozon gebleicht wird, und schließlich mit einer peroxidhaltigen Verbindung in alkalischer Lösung gebleicht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit einem Komplexbildner bei einem pH-Wert im Bereich von 4 bis 8 durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit einem Komplexbildner bei einem pH-Wert im Bereich von 5 bis 7 durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Komplexbildner aus einer stickstoffhaltigen Polycarbonsäure besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die peroxidhaltige Verbindung aus Wasserstoffperoxid oder einem Gemisch aus WWasserstoffperoxid und Sauerstoff besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bleichen mit einer peroxidhaltigen Verbindung bei einem pH-Wert im Bereich von 10 bis 12 durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellstoff ein Sulfatzellstoff ist vorzugsweise aus Harthoiz.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des bei der Ozonbleiche zugegebenen Ozons im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 20 kg/t, vorzugsweise von 0,5 bis 10 kg/t des trockenen Zellstoffs liegt.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ozonbleiche bei einem ph-Wert im Bereich von etwa 1 bis etwa 8, vorzugsweise von 1 bis 4 durchgeführt wird.
DE69206313T 1991-04-30 1992-04-08 Verfahren zum Bleichen von Lignocellulose enthaltendem Material. Expired - Fee Related DE69206313T2 (de)

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SE9101300A SE468355B (sv) 1991-04-30 1991-04-30 Blekning av kemisk massa genom behandling med komplexbildare och ozon

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DE69206313D1 DE69206313D1 (de) 1996-01-11
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