FI112508B - Menetelmä selluloosan valmistamiseksi ja sivutuote - Google Patents

Description

112508

Menetelmä selluloosan valmistamiseksi ja sivutuote

Keksinnön tausta

Keksintö liittyy selluloosan valmistukseen. Erityisesti keksintö koskee sellaista selluloosan valmistusmenetelmää, jossa prosessivedet pystytään 5 täydellisesti kierrättämään ja keitto- ja valkaisukemikaalit joko kierrättämään tai hyödyntämään kaupallisiksi tuotteiksi. Myös ligniini ja muu sellun valmistuksesta sivutuotteena saatu orgaaninen aines on pystytty hyödyntämään. Keksintö koskee myös menetelmästä saatavaa sivutuotetta, joka on käyttökelpoinen lannoitteena, erityisesti kalilannoitteena. Keksintö koskee myös lannoit-10 teen valmistusta.

Selluloosaprosessin täydellistä kemikaali- ja prosessivesikiertoa ei ole vielä onnistuttu suorittamaan. Syyt ovat olleet sekä taloudellisia että teknisiä. Vaikka monia osittaisratkaisuja on otettu käyttöön, joudutaan sellutehtaan valkaisuvedet kuitenkin vielä erikseen käsittelemään esim. aktiivilietemenetel-15 mällä ennen niiden johtamista vesistöihin. Veden kulutus onkin vielä suhteellisen suurta sellu-ja paperiteollisuudessa.

Taloudellinen vesien käyttö on erityisen hankalaa aikalisissä olkiselluprosesseissa, sillä näissä kasvien piiyhdisteet vaikeuttavat kemikaalien talteenottoa aiheuttaen suuria ympäristöongelmia.

20 Fl-patenttihakemuksessa 960275 on kuvattu muurahaishappopoh- : . : jäinen sellunvalmistusprosessi, jossa on toteutettu suljettu kemikaali- ja vesi- kierto. Keittokemikaalina käytetään muurahaishappoa ja massa valkaistaan :· alkalisella peroksidimenetelmällä (alkalina käytetty NaOH:ta). Ravinteet ote- , taan talteen voimalaitoksen tuhkasta ja silikaattiyhdisteet erotetaan valkaisu- 25 vesistä natriumsilikaattina, joka on monipuolinen tuote kemian teollisuudessa. Natriumsilikaatin markkinat ovat kuitenkin rajoitetut.

Kalium on yksi lannoitteiden perusravinne. Kasvit tarvitsevat kaliumia monista syistä. Se osallistuu moniin kasvien toimintoihin mm. säätelemällä : kasvien vesitaloutta, kuljettamalla muita yhteyttämisessä tarvittavia tuotteita ja .,: 30 osallistumalla valkuaisainetuotantoon sekä toimimalla entsyymien aktivaattori- : ; na.

Sellun valmistuksessa saatujen sivutuotteiden höydyntämistä mm.

' “ lannoitetarkoituksiin on jo ehdotettu useilta tahoilta. Esim. julkaisussa Meier D.

t ‘ : et. ai., Conversion of Technical Lignins into Slow-release Nitrogenous Fertili- ,35 zers by Ammoxidation in Liquid Phase, Bioresource Technology 49 (1994) 2 112508 121 - 128 on kuvattu puunjalostusteollisuuden sivutuotteena saatavan jään-nösligniinin hyödyntäminen hitaasti vapautuvissa lannoitteissa.

Myös kaliumpohjaisissa sellunkeittoprosesseissa käytettävien ka-liumyhdisteiden talteenottoa ja hyödyntämistä lannoitteena on ehdotettu. Esi-5 merkiksi julkaisussa Wong, A. et. ai., Potassium-based Pulping of Wheat Straw, TAPPI Pulping Conference, 1989, s. 477 - 479 on kuvattu kaliumpoh-jainen sulfiittikeittoprosessi, jota voidaan soveltaa maatalousjätteisiin. Julkaisussa ehdotetaan myös, että jäteliemi käytettäisiin suoraan nestemäisessä muodossa peltomaan orgaanista ainetta sisältäväksi kalium-rikkilannoitteeksi. 10 Nestemäisenä käytettynä huomattava osa ravinteista ei tule kasvien käyttöön, vaan ravinteet huuhtoutuvat helposti pelloilta ja voivat joutua pohjavesiin. Sen lisäksi keittoliemen polttoainearvo menetetään kuljettamalla ligniini ja muut orgaaniset aineet pelloille keittoliemen mukana. Lisäksi menetelmän haittana on sen huono käytettävyys. Laimeiden nestemäisten lannoitteiden varastointi on 15 vaikeaa, koska lannoitekäyttö on kausiluonteista.

Julkaisussa Sameshima, K. & Ohtani, Y., What should be done between Forestry and Agriculture? A Need for Research and Development on Kenaf as a new Model, TAPPI Pulping Conference 1995, s. 273 - 276 ehdotetaan, että mikäli alkalinen vetyperoksidipohjainen sellunkeitto suoritetaan 20 KOH:ta käyttäen, muodostunutta jätemateriaalia voitaisiin hyödyntää kalium-lannoitteena ja ammoniumoksalaattia typpilannoitteena. Julkaisussa ei ole tarkempaa kuvausta jätemateriaalin käsittelystä kaliumlannoitteeksi.

Alan tunnetussa tekniikassa ei ole kuitenkaan kuvattu menetelmää, jossa kaikki sellunkeitossa käytetyt keittokemikaalit regeneroitaisiin ja sivutuot-; 25 teenä muodostunut jätemateriaali käytettäisiin tehokkaasti hyväksi joko ener gian tuotantoon tai lannoitteeksi samalla kun valkaisukemikaalit hyödynnetään ja valkaisuvedet kierrätetään.

Keksinnön lyhyt selostus

Keksintö perustuu siihen, että sellun alkalisessa valkaisussa käytet-30 tävä natriumhydroksidi korvataan ainakin osittain kaliumhydroksidilla, jolloin valkaisuvesien käsittelystä saadaan runsaasti kaliumia sisältävä valkaisuvesi-konsentraatti. Tämä konsentraatti yhdistetään sitten ligniinin poltosta ja sellun valmistuksesta sivutuotteena talteenotetun muun orgaanisen aineksen poltosta saatuun tuhkaan käytettäväksi raaka-aineena kalilannoitetta varten.

35 Keksinnön mukaisessa menetelmässä keitossa liuenneet orgaani set yhdisteet on hyödynnetty energian tuotannossa (ligniinin poltto) tehtaan 3 112508 voimalaitoksessa, ja voimalaitoksen tuhka ja valkaisukemikaalit on hyödynnetty lannoitetuotannossa. Myös valkaisuvedet on kierrätetty täydellisesti.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus 5 Keksinnön kohteena on menetelmä selluloosan ja lannoitesivutuot- teen valmistamiseksi suljettua keittokemikaali- ja prosessivesikiertoa käyttäen, joka menetelmä käsittää (1) selluloosan keiton, pesun ja aikalisiä vaiheita sisältävän valkaisun, 10 (2) keittokemikaalien ja pesuvesien sekä ligniinin ja sellun valmis tuksessa sivutuotteena muodostuneen muun orgaanisen aineksen talteenoton, (3) talteenotettujen keittokemikaalien ja prosessivesien kierrätyksen, ja 15 (4) talteenotetun ligniinin ja sellun valmistuksesta sivutuotteena tal teenotetun muun orgaanisen aineksen polton.

Menetelmälle on tunnusomaista, että (i) valkaisussa käytetään alkalina ainakin osittain kaliumhydroksidia, (ii) käytetty valkaisuliemi erotetaan vesifraktioksi ja kaliumpitoiseksi 20 valkaisukonsentraatiksi, (iii) vesifraktio palautetaan valkaisuun ja (iv) kaliumpitoinen valkaisukonsentraatti sekoitetaan ligniinin poltos- • ta ja mahdollisesti muun, sellun valmistuksesta sivutuotteena talteenotetun or gaanisen aineksen poltosta saatuun tuhkaan käytettäväksi raaka-aineena kali- 25 lannoitetta varten.

: Keksinnön mukainen menetelmä käsittää sinänsä tunnetut keitto-, pesu- ja valkaisuvaiheet. Menetelmässä käytetään valkaisusekvenssiä, joka sisältää aikalisiä vaiheita. Keittokemikaalit ja pesuvedet otetaan talteen sinänsä tunnetuilla tavoilla ja kierrätetään keitto- ja pesuvaiheeseen. Keitto- ja pe-30 suvaiheesta talteenotettu ligniinifraktio, joka voi sisältää myös muita orgaanisia aineita, johdetaan sellutehtaan biovoimalaitokseen poltettavaksi. Biovoimalai-tokseen johdetaan tyypillisesti myös orgaaninen jäte, joka on saatu selluloosa-raaka-aineen esikäsittelystä, kuten olkien lajittelusta. Biovoimalaitoksesta saadaan energiaa, joka hyödynnetään tyypillisesti höyrynä prosessissa, sekä tuh-35 kafraktio. Tuhka hyödynnetään keksinnön mukaisessa menetelmässä lannoitteen valmistukseen.

4 112508

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään aikalisiä vaiheita sisältävää valkaisusekvenssiä. Valkaisu on tyypillisesti alkalinen vetyperoksidi-valkaisu. Valkaisusekvenssi voi lisäksi sisältää happivaiheen, otsonivaiheen (pH = 1,5-3) tai peretikkahappovaiheen (ph = 1,5-7) ennen peroksidivaihet-5 ta.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että valkaisun aikalisissä vaiheissa yleensä käytetty natriumhydroksidi korvataan joko kokonaan tai osittain kaliumhydroksidilla (vaihe i). Kaliumhydroksidia voidaan myös käyttää pH:n nostoon ennen valkaisua. Kun pH:n nostoon tai valkaisu-10 kemikaalina käytetään natriumhydroksidin tilalla kaliumhydroksidia, valkaisu-liemen fraktioinnista saadaan kaliumpitoinen konsentraatti, joka sisältää runsaasti kasvien tarvitsemia kaliravinteita.

Kaliumhydroksidin lisäksi voidaan käyttää myös muita kaliumyhdis- teitä.

15 Osittainen natriumhydroksidin käyttö on kuitenkin paikallaan esim.

silloin, kun halutaan sokerikasveille tarkoitettu lannoite, sillä natrium sopivassa määrin käytettynä parantaa sokerin saantoa. Sopiva kalium/natrium-suhde on esim. 3:1. Natriumilla on myönteinen vaikutus myös rehun sulatukseen.

Kaliumin lisäksi valkaisun yhteydessä voidaan käyttää myös mag-20 nesiumyhdisteitä, sillä myös magnesiumyhdisteillä on ravinnearvoa lannoite-käytössä. Magnesium on lehtivihreän rakennusaine ja vaikuttaa sadon mää-; rään. Se toimii myös monien entsyymien aktivaattorina.

! Yleisin tapa käyttää magnesiumyhdisteitä sellun valkaisussa on • käyttää magnesiumsulfaattia stabilaattorina. Magnesiumia voidaan käyttää : 25 myös ennen valkaisua happaman massan pH:n nostamiseen Mg(OH)2:lla. Se toimii samalla stabilaattorina happipohjaisissa valkaisuvaiheissa, kuten vetyperoksidi- ja peretikkavalkaisussa.

Kalium- ja magnesiumyhdisteiden lisäksi voidaan käyttää myös esim. N02:ta valkaisun aktivaattorina, jolloin lannoitteen ravinnearvo kohoaa 30 typen suhteen.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on lisäksi tunnusomaista, että valkaisun jälkeen käytetty valkaisuliemi erotetaan vesifraktioksi ja kaliumpitoi-; seksi valkaisukonsentraatiksi vaiheessa (ii). Erotus suoritetaan tyypillisesti en sin suodattamalla ja sen jälkeen haihduttamalla, tyypillisesti vakuumihaihdu-35 tuksella. Haihdutus voi olla yksi- tai monivaiheinen. Haihdutuksen pH on tyypil-: lisesti 7-13, edullisesti 9-11.

5 112508

Valkaisusuodoksen konsentroinnissa piipitoisuus toimii rajoittavana tekijänä siten, että maksimikuiva-ainepitoisuus määräytyy piipitoisuden mukaan. Yleensä ongelmia aiheutuu, kun piipitoisuus nousee konsentraatissa 1 - 1,5 %:iin. Vaikealiukoisia silikaattiyhdisteitä ei kuitenkaan muodostu valkaisus-5 sa, koska happamat keitto-olosuhteet poistavat metalliyhdisteet massasta ja valkaisu pidetään aikalisissä olosuhteissa alueella, jossa pii on liukoisessa muodossa. Tämä toteutuu normaaleissa aikalisissä happipohjaisissa valkai-susysteemeissä. Lämpötilan kohotessa piin liukoisuus paranee ja viskositeetti laskee. Seuraavassa vaiheessa (iv) eli lietteen jäähtyessä ja mahdollisesti tuh-10 kaan sekoitettaessa tapahtuu kiteytymistä, joka voidaan hyödyntää rakeistuk-sessa.

Tarvittaessa haihdutuskonsentraatista voidaan vesimäärää kuitenkin vielä vähentää esim. pH.ta alentamalla, jolloin silikaatit saostuvat ja halutut ravinteet, kuten kalium jäävät silikaattisakkaan. Tällöin saadaan enemmän 15 vettä kierrätykseen sekä pienennetään lannoitteen valmistukseen menevän konsentraatin vesipitoisuutta. Silikaattien saostus suoritetaan tyypillisesti säätämällä pH esim. 8:aan lisäämällä happoa, kuten muurahaishappoa tai hiilidioksidia, jolloin pii ja sen mukana muut käyttökelpoiset ravinteet saostuvat lähes täysin. Sakka erotetaan esim. sentrifugoimalla. Tällöin saadaan sakka 20 (sentrifugoinnin alite), jota käytetään keksinnön mukaisesti lannoitteen valmistukseen.

Sentrifugoinnin ylite, jossa ei ole enää piitä mukana, voidaan johtaa toiseen haihdutusvaiheeseen (monivaiheinen haihdutus), jolloin konsentrointi voidaan tehdä korkeampaan kuiva-ainepitoisuuteen. Tällöin konsentraatista 25 saadaan lannoitteeseen lisää kaliumia ja muita ravinteita.

Haihdutusvaiheiden lukumäärä riippuu täten lähinnä raaka-aineen - sisältämän piin määrästä. Alhaisilla piipitoisuuksilla riittää yksi konsentrointi- vaihe (yksi haihdutus), kun taas suurilla piipitoisuuksilla tarvitaan mahdollisesti useampia konsentrointivaiheita.

30 Saadaan valkaisukonsentraatti, jonka kuiva-ainepitoisuus on tyy pillisesti alueella 5 - 50 %. Kuiva-ainepitoisuus riippuu käytetystä raaka-aineesta ja konsentrointivaiheiden määrästä.

. Vaiheessa (ii) saatu vesifraktio eli suodatuksessa erotettu ja haih dutettu vesi palautetaan valkaistun massan pesuun (vaihe iii).

' 35 Keksinnön mukaisen menetelmän vaiheessa (iv) näin saatu kalium- ! pitoinen valkaisukonsentraatti sekoitetaan tuhkaan, joka on saatu ligniinin ja 6 112508 mahdollisesti muun orgaanisen aineen poltosta. Tällöin kalium-, magnesium-ym. ravinteet saadaan hyödynnetyksi lannoitteena yhdessä ligniinin ja muun orgaanisen aineksen poltosta saadun tuhkan kanssa.

Mainittu tuhkajae sisältää ravinteita (K, Ca, P, Mg, Fe ja muita hap-5 poliukoisia komponentteja), jotka ovat erottuneet keitossa keittoliemeen ja edelleen keittokemikaalina toimineen muurahaishapon talteenotossa orgaaniseen ainekseen (ligniini-hemiselluloosajakeeseen). Poltettaessa tätä ligniini-hemiselluloosajaetta ravinteet jäävät voimalaitoksen tuhkaan. Tuhkassa voi olla mukana myös selluloosaraaka-aineen, kuten olkien lajittelujätteen poltosta 10 saatu tuhkakomponentti.

Menetelmässä voidaan hyödyntää myös muun energian tuotannossa syntyvää biopohjaista tuhkaa. Tällainen tuhka voi olla peräisin esim. tavanomaisen sellutehtaan lisäenergiaa tuottavasta laitoksesta, jossa poltetaan esim. puiden kuoria ja vastaavaa jätemateriaalia.

15 Lopullinen kalilannoitetuote valmistetaan siten, että vaiheesta (iv) saatu kaliumpitoinen valkaisukonsentraatti seoksena ligniinin ja mahdollisesti muun, selluloosan valmistuksesta sivutuotteena talteenotetun orgaanisen aineen poltosta saadun tuhkan kanssa, saatetaan kiinteään muotoon. Tämä voidaan suorittaa esim. granuloimalla tai kuivaamalla.

20 Tuhkan metalliyhdisteet saostavat valkaisukonsentraatissa olevat silikaattiyhdisteet ja muodostavat valkaisukonsentraatin jäännösligniinin ja hemiselluloosan kanssa seoksen, joka voidaan helposti rakeistaa lannoite-. ; käyttöön. Silikaatit ja ligniini toimivat molemmat sideaineina.

; * Keksinnön kohteena on täten myös menetelmä kalilannoitteen val- : : 25 mistamiseksi, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että sellun valkaisusuo- : doksesta saatu kaliumpitoinen valkaisukonsentraatti sekoitetaan tuhkaan, jo ka on saatu ligniinin ja mahdollisesti muun, sellun valmistuksesta sivutuotteena talteenotetun orgaanisen aineksen poltosta, ja seos saatetaan kiinteään muotoon. Tämä voidaan suorittaa esim. granuloimalla ja kuivaamalla.

30 Keksinnön kohteena on myös näin saatu kalilannoite.

Keksinnön mukainen uusi kalilannoite on emäksinen ja nostaa maan pH:ta parantaen kasvien mahdollisuuksia ottaa ravinteita maaperästä.

: Keksinnön mukainen lannoite sisältää myös ligniiniä ja hemiselluloosaa ja nollakuituja sekä rejektejä. Ne tuovat maahan tarpeellista orgaanista ainetta 35 mikrobien ravinnoksi.

7 112508

Olkisellun valmistuksessa keksinnön mukaisella menetelmällä on näin olkien mukana sellutehtaaseen tulevat ravinteet saatu kerätyksi hyötykäyttöön ja lannoitteen ravintoarvoa on voitu parantaa valkaisussa käytettävillä kemikaaleilla. Prosessi on luontoa säästävä, koska koko kasvi on voitu hyö-5 dyntää mahdollisimman vähäisillä päästöillä. Maatalouden jäännösmateriaa-lista on tuotettu selluloosaa, energiaa, kemikaaleja (esim. etikkahappoa) ja lannoitteita.

Keksinnön mukaisesti havaittiin yllättäen, että pelkästään alkalises-sa valkaisussa käytetyt kaliumyhdisteet riittävät selluloosatuotantoa vastaa-10 vaan viljelytarpeeseen ja lisäksi voidaan hyötykäyttää kloorittomia lannoitteita korvaavaan tarpeeseen. Rakeistettuna lannoitteet ovat ympäristöystävällisem-piä ja säästävät lannoitteen kuljetuskustannuksia verrattuna esim. edellä kuvattuun Wongin et. ai. menetelmään, jossa kaliumia sisältävät sellutehtaan jäteliemet johdetaan sellaisenaan pelloille. Lisäksi keksinnön mukaisen me-15 netelmän suljettu valkaisuvesien kierto säästää prosessivesien kulutusta. Myös energiataloudellisesti keksinnön mukainen menetelmä on edullinen, koska ligniini voidaan hyödyntää energiana ja kaliumin kemikaalikustannus on pienempi.

Keksinnön mukaisesta prosessista saatava kalilannoite sisältää ka-20 liumia parhaassa tapauksessa noin 40 % (K20:na ilmaistuna). Kalilannoitteen K20-pitoisuus on tyypillisesti 5 - 40 %. Ilman valkaisun suljettua vesikiertoa ·’ pelkkä voimalaitoksen tuhkan kalipitoisuus on vain noin 5 %. Esimerkiksi i 50 000 t/a sellutehtaasta saadaan kalilannoitetta 7000 t/a. Se vastaa 70 000 • ha:n kalilannoitetarvetta. Tällaiselta alueelta saadaan 280 000 t/a vehnän ol- : 25 kea ja yli 100 000 t/a sellua.

; : Maaperän ravinnetarpeista riippuen voidaan edellä kuvattua lan- , ; noitetta parantaa lisäämällä lannoitteen rakeistuksessa tai silikaattisaostuk- sessa esim. fosfori- ja typpiyhdisteitä. Tämä voi tapahtua käyttämällä esim. typpihappoa, fosforihappoa, ammoniumyhdisteitä ja/tai niiden suoloja.

30 Keksinnön mukainen menetelmä on erityisen sopiva muurahais- happopohjaisille sellunvalmistusprosesseille, joissa raaka-aineena on käytetty ruohovartisia kasveja ja vastaavia ei-puuperäisiä kuitulähteitä. Tärkeimmistä kuitulähteistä voidaan mainita olki, tyypillisesti viljan olki (vehnä, ruis, kaura, ohra, riisi), heinät, esim. esparto-, sabai- ja lemonheinä, ruo’ot, esim. papyrys, 35 järviruoko, sokeriruoko eli bagassi ja bambu, niinikuidut, esim. kuitupellavan 8 112508 varret, öljypellavan varret, kenaf, juutti ja hamppu, lehtikuidut, esim. manilla-hamppu ja sisal, sekä siemenkarvat, kuten puuvilla ja puuvillan lintterikuidut.

Suomessa kasvavista käyttökelpoisista ruohokasveista voidaan mainita mm. järviruoko, ruokohelpi, ruokonata ja timotei.

5 Keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa myös puumate riaaliin. Muurahaishappopohjaisten menetelmien lisäksi keksintö soveltuu myös muita orgaanisia ja/tai epäorgaanisia liuottimia käyttäviin sellunvalmis-tusprosesseihin sekä perinteisiin kraft-ja soodaprosesseihin.

10 Seuraavat esimerkit valaisevat esillä oleva keksintöä.

Esimerkki 1.

Muurahaishappopohjaisella menetelmällä valmistettu ruokohelpisel-luloosa valkaistiin alkalisella vetyperoksidivalkaisulla käyttäen KOH.ta pH:n säädössä. KOH:ta käytettiin 8,4 % kuivan massan määrästä ja vetyperoksidia 15 3 %. Valkaisun lämpötila oli 90 °C. Valkaisuaika oli 1,5 h, jona aikana vetyper oksidi oli kulunut loppuun ja pH laskenut 12,5:stä 11,0:aan. Valkaisun saanto oli 86 %. Valkaisun suodosta konsentroitiin vakuumihaihduttimella pH 10,5:ssä. Saadun konsentraatin kuiva-ainepitoisuus oli 6 %, josta tuhkaa 70 %.

20 Näin saatu konsentraatti kuivattiin kalilannoitteeksi. Saadun kuivan lannoitteen koostumus oli seuraava: orgaanista ainetta 30 %, S1O2 = 33 %, :. : K20 = 27 % ja muita 10 %.

Esimerkki 2.

;25 Selluloosan valmistus ja valkaisu suoritettiin samalla tavalla kuin

Tr esimerkissä 1, paitsi että KOH:ta käytettiin seuraavia määriä: 9,8 %, 11,2 % ja 12,6 % kuivan massan määrästä. Valkaisusaannot käytettäessä 1,5 tunnin valkaisuaikaa olivat vastaavasti 86 %, 82 % ja 82 % ja viskositeetit 800 : v, dm3/kg, 780 dm3/kg ja 780 dm3/kg.

’30 Lisäksi suoritettiin vertailukokeet käyttäen valkaisussa moolisuh- ;· teeltaan vastaavat määrät NaOH:ta KOH:n sijasta. NaOH:ta käytettiin seuraa- via määriä: 7 %, 8 % ja 9 %. Valkaisutulokset olivat lähes identtiset (esim. Ltt: käytettäessä 7 % NaOH:ta ja 1,5 tunnin valkaisuaikaa valkaisusaanto oli 86 % ja massan viskositeetti 820 dm3/kg). Valkaisussa ei siten ollut nähtävissä ero-. . 35 ja. Voidaan todeta, että kaliumhydroksidin käyttö ei heikentänyt saadun mas- 9 112508 san viskositeettiarvoja. Sekä NaOH:ta ja KOH:ta käytettässä saadun massan soveltuvuus paperin valmistukseen oli yhtä hyvä.

Esimerkki 3 5 Muurahaishappopohjaisen selluloosan valmistuksessa käytettiin ruokohelpiä, jonka tuhkan ravinnepitoisuus oli Fe = 0,24 %, K = 3,5 %, Ca = 0,11 %, Mn = 0,35 %, Cu = 0,01 %, Mg = 1,37 % ja Na = 0,04 %. Saadun keit-toliemen (talteenotetun ligniinifraktion) poltosta saadun tuhkan ravinnepitoisuus oli Fe = 0,29 %, K = 9,48 %, Ca = 8,87 %, Mn = 0,62 %, Cu = 0,02 %, 10 Mg = 3,54 % ja Na = 0,66 %. Tämä tuhka sekoitettiin valkaisuliemen konsent-raattiin, joka oli saatu esimerkissä 1 kuvatulla tavalla.

Seoksesta otettiin näyte, joka kuivattiin uunissa ja ilmastoitiin 23 °C:n lämpötilassa ja 50 %:n suhteellisessa kosteudessa. Näytteen kuiva-ainepitoisuus ilmastoinnin jälkeen oli 99,4 %. Hivenaineanalyysin mukaan ka-15 liumin osuus oli 23 % ja silikaattien määrä 68 %. Muut mitatut komponentit olivat Ca = 4,9 %, Mg = 1,5 %, Na = 1,6 %, Mn = 0,8 %, Fe = 0,14 % ja Cu = 0,02 %.

Todettiin, että ravinnearvot olivat kalilannoitteelle sopivat.

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksin-20 nön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritus-i ;muodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdel-; la patenttivaatimusten puitteissa.

* « * * I * » t t e i · i

Claims (10)

1. Menetelmä selluloosan ja lannoitesivutuotteen valmistamiseksi suljettua keittokemikaali- ja prosessivesikiertoa käyttäen, joka menetelmä käsittää 5 (1) selluloosan keiton, pesun ja aikalisiä vaiheita sisältävän valkai sun, (2) keittokemikaalien ja pesuvesien sekä ligniinin ja sellun valmistuksessa sivutuotteena muodostuvan muun orgaanisen aineksen talteenoton, (3) talteenotettujen keittokemikaalien ja prosessivesien kierrätyk- 10 sen, ja (4) talteenotetun ligniinin ja sellun valmistuksessa sivutuotteena talteenotetun muun orgaanisen aineksen polton, tunnettu siitä, että (i) valkaisussa käytetään alkalina ainakin osittain kaliumhydroksidia, 15 (ii) käytetty valkaisuliemi erotetaan vesifraktioksi ja kaliumpitoiseksi valkaisukonsentraatiksi, (iii) vesifraktio palautetaan valkaisuun ja (iv) kaliumpitoinen valkaisukonsentraatti sekoitetaan ligniinin poltosta ja mahdollisesti muun, sellun valmistuksesta sivutuotteena talteenotetun 20 orgaanisen aineksen poltosta saatuun tuhkaan käytettäväksi raaka-aineena : kalilannoitettavarten.

1° 112508

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ; että valkaisu käsittää sellaisen alkalisen valkaisun, jossa käytetään kaliumyh- disteitä pH:n nostoon tai valkaisukemikaalina.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valkaisuliemen erotus vesifraktioksi ja kaliumpitoiseksi valkaisukonsentraatiksi suoritetaan suodattamalla ja haihduttamalla.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haihdutuksen jälkeen suoritetaan lisäksi saostus ja kiintoaineen erotus.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, t u n - v, n e 11 u siitä, että valkaisussa käytetään lisäksi magnesiumyhdisteitä ja/tai , i · muita kaliumyhdisteitä.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheesta (ii) saadun valkaisukonsentraatin kuiva-(: 35 ainepitoisuus on 5 - 50 %. 11 112508

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheesta (iv) saatu seos saatetaan kiinteään muotoon kalilannoitteen valmistamiseksi.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 5 että seos saatetaan kiinteään muotoon granuloimalla ja kuivaamalla.

9. Kalilannoite, tunnettu siitä, että se on valmistettu patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukaisella menetelmällä.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen kalilannoite, tunnettu siitä, että sen kaliumpitoisuus on 5 - 40 % (K20:na laskettuna). 12 1 12508