SE507505C2 - Blekning av pappersmassa varvid en avskild vätskefas oxideras för inaktivering av komplexbundna metalljoner - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 4 CÖ »Q Sfckš i fl:- 2 blekning av pappersmassa, vilket före ett peroxidbleksteg innefattar ett steg i vilket massan behandlas med komplex- bildare, följt av avskiljning av en vätskefas och en behand- ling av den avskilda vätskefasen, såsom närmare definierat i de efterföljande patentkraven.

Förfarandet enligt uppfinningen är tillämpligt vid vilken som helst bleksekvens eller vid vilket som helst bleksystem som innefattar ett peroxidbleksteg och kan tillämpas vid vil- ken som helst massa som skall blekas, t ex kemisk massa eller returfibermassa. Företrädesvis utnyttjas förfarandet för blekning av kemisk massa som i sig kan vara uppsluten enligt vilken som helst process och utgöras av barr- eller lövveds- massa eller massa av ettårs växter såsom halm och bagass.

Företrädesvis utnyttjas förfarandet vid blekning av sulfat- massa.

Vid förfarandet enligt uppfinningen behandlas massan före peroxidsteget, antingen direkt före detta eller på ett tidi- gare stadium, t ex före ett syrgassteg om sådant ingår före ett peroxidsteg i den aktuella bleksekvensen, med en komplex- bildare. Som komplexbildare kan användas vilken som helst sådan som binder de aktuella störande spårmetallerna, främst mangan, koppar och järn. Lämpliga komplexbildare är amino- såsom t ex etylendiamintetraättiksyra (EDTA), (DTPA) aminofosfonsyror, karboxylsyror, dietylentriaminpentaättiksyra och, trietylentetramin- (TTHA), diamintetrametylenfosfonsyra, hexaättiksyra såsom 1: ex etylen- fosfonsyror, såsom t ex hyd- roxietyldifosfonsyror, och polyfosfater. I praktiken användes som komplexbildare vanligen EDTA eller DTPA. Komplexbildar- steget genomföres vanligen vid förhöjd temperatur, från ca 50°C upp till 95°C och vid ett pH som kan variera från 4 till 11. Mängden komplexbildare, räknad som ren produkt, bör vara minst 0,5 kg/ton massa och kan uppgå till 5 kg/ton. Företrä- desvis ligger den inom intervallet från 1 till 2 kg/ton.

Massakoncentrationen vid komplexbildarsteget är inte kritisk utan kan variera till exempel från 2 'till 20 viktprocent cellulosahaltigt material. Lämpligen ligger dock koncentra- tionen inom intervallet från 10 till 14 % för att passa kon- ventionell processutrustning. Behandlingstiden i Q-steget är beroende av bland annat temperaturen och bör vara minst 5 10 15 20 25 30 35 585 3 minuter och helst minst 60 minuter och kan om så erfordras uppgå till flera timmar.

Enligt föreliggande uppfinning genomförs inte någon kon- ventionell uttvättning med nytt vatten av de komplexbundna metallerna från massan till vätskefasen där den senare leds bort från massan. I stället görs en avskiljning av vätskefas från den med komplexbildare behandlade massan. I steget av- skiljes en betydande mängd vatten. Lämpligen avskiljes minst 1/3 av den ursprungliga mängden vatten. Man strävar efter att avskilja så stor mängd vatten som möjligt och beroende på typ av utrustning och den behandlade massans koncentration kan man till exempel avskilja vätskefas i sådana mängder att den resulterande massan når torrhalter av upp till ca 12 till 50 procent.

Den avskilda vätskefasen förs till en separat reaktor där den behandlas för oxidation av metalljonerna. Denna behand- ling göres med ett oxiderande medel under sådana betingelser som krävs för att det oxiderande medlet skall ge tillfreds- ställande oxiderande effekt. Lämpligen genomföres behandling- en av vätskefasen med ozon eller peroxid. Behandlingen genom- föres företrädesvis med peroxid och i den efterföljande be- skrivningen kommer förfarandet att beskrivas mer i detalj för peroxidbehandling av den avskilda vätskefasen. Genom peroxid- behandlingen, eller behandling med annat oxiderande ämne, bland aktiveras därmed helt eller delvis, oxideras annat de störande metallerna och de in- dvs deras förmåga att Peroxidbe- 92' nomföres vanligen med väteperoxid även om det principiellt är orsaka sönderfall av peroxid minskas påtagligt. handlingen av vätskefasen, såväl som peroxidbleksteget, möjligt att använda andra peroxider. Då peroxidmängder anges i det följande skall dessa förstås avse mängd väteperoxid eller motsvarande mängd annan peroxid. Den mängd peroxid som bör all komplexbunden metall och normalt utnyttjas minst 1 kg per ton tillsättes för behandling av den avskilda vätskefasen vara tillräcklig för att åtminstone oxidera väsentligen behandlad massa och mängden tillsatt peroxid kan uppgå till 10 kg/ton. företrädesvis överstiger den inte 3 kg/t.

Mängden bör lämpligen inte överstiga 5 kg/t och Reaktionen genom- föres under alkaliska betingelser och lämpligen vid ett pH 10 15 20 25 30 35 (T.

CD -J 01 35:19 4 inom intervallet från 9 till 13 och företrädesvis inom inter- vallet från 10 till 12. lämpligen minst 5 och företrädesvis minst 10 minuter.

Reaktionstiden bör vara minst 1 mi- nut, Helst är reaktionstiden minst 1 timme och det är lämpligt att genomföra reaktionen vid en temperatur av minst 50°C upp till 110°C. Temperaturen är helst minst 70°C och ännu hellre minst 80°C. Speciellt lämpligt är att genomföra peroxidbehandlingen av vätskefasen vid ett pH av 10 till 12 och en temperatur av 80 till 95°C för att med konventionell processutrustning sä- kerställa så fullständig oxidation av metalljonerna som möj- ligt på kortast möjliga tid.

Efter oxidation av metalljonerna, företrädesvis genom peroxidbehandling, eller med annat oxiderande medel såsom ozon, kan vätskefasen återföras till systemet utan att ge upphov till nämnvärda problem vid efterföljande peroxidblek- steg då de störande metalljonerna inaktiverats. Punkterna för återföring väljes med hänsyn till den aktuella bleksekvensen och vattenbalansen i denna. Enligt ett alternativ' kan av- skiljningen av vätskefas göras såsom en avvattning av massan efter Q-steget, och en sådan avvattning kan då göras med kon- ett filter, Vätskefasen kan efter oxidationsbehandlingen ventionell utrustning såsom en avvattningspress, en skruv etc. helt eller delvis, den efter avvattningen efter Q-steget resulterande massan. lämpligen, återföras som spädvätska till Enligt ett annat alternativ kan avskiljning av vätskefas från massan efter Q-steget göras i en konventionell tvättapparat, vanligen av trumfiltertyp, varvid den till apparaturen till- förda vätskan dock ej utgöres av nytt vatten, som är normalt i konventionella tvättsteg, utan av från detta steg tidigare avdragen vätska och den i steget avskilda vätskan behandlas med peroxid såsom tidigare beskrivits eller med annat oxide- rande medel.

Efter den ovan angivna avskiljningen av vätskefas, be- handling av denna i separat steg för oxidering och återföring av den behandlade vätskan kan massan genomgå ett peroxidblek- steg> som genomföres på :i sig' konventionellt sätt, dvs vid alkaliskt pH, av från ca 50 till ca 110°C och med en peroxidsatsning som vanligen inom intervallet 10-12, en temperatur vanligen ligger inom intervallet 5 till 50 kg/ton massa. Per- 10 15 20 25 30 35 5 oxidsteget kan, om så önskas, kompletteras med en syrgastill- sats och då lämpligen av minst 1 kg/ton massa. Syrgastill- satsen i detta steg uppgår lämpligen till högst 10 kg/ton massa och företrädesvis till högst 5 kg/ton massa. Massans koncentration i P-steget kan variera, bland annat beroende på mängd återförd vätska, huruvida Q-steget och avskiljning av vätskefas genomförs direkt före P-steget eller ej etc, den ligger normalt inom intervallet från 8 till 16% och lämp- och ligen inom intervallet från 10 till 14%.

I en bleksekvens kan P-steget föregås av andra bleksteg, t ex föregås det oftast av ett syrgassteg, och behandlingen med kelatbildare och behandling av avskild vätskefas enligt uppfinningen, företrädesvis med peroxid, kan då insättas före syrgassteget. Det föredrages dock att Q-steget, avvattning och behandling av vätskefas för oxidation genomföres direkt före peroxidbleksteget för att på så sätt minska risken att de oxiderande metalljonerna ånyo hinner reduceras till sitt lägre oxidationstillstånd, varvid risken för peroxidsönder- fall påtagligt ökar i det egentliga peroxidsteget.

Efter P-steget tvättas massan och överförs eventuellt till ytterligare bleksteg, t ex ett klordioxidsteg, ett ozon- steg eller ett ytterligare peroxidsteg.

Uppfinningen illustreras närmare i följande, icke begrän- sande utföringsexempel. Delar och procent avser viktdelar respektive viktprocent såvida annat ej anges.

Exempel En syrgasdelignifierad barrvedssulfatmassa behandlades vid en koncentration av 5% med DTPA i en mängd av 2 kg/ton massa. Behandlingen gjordes under 60 minuter vid ett pH av 6 och en temperatur av 90°C. Därefter fördes massan till en press och en vätskefas avdrogs. Den resterande massan hade en koncentration av 12%. Vätskefasen behandlades separat i en reaktor med väteperoxid i en mängd av 3 kg per ton massa i processen. Behandlingen av vätskefasen gjordes vid ett pH av 11,5 och en temperatur av 80°C under 60 minuter. Vätskefasen återfördes därefter till massan vilken därefter underkastades konventionell peroxidblekning med väteperoxid i en mängd av 40 kg/ton. vid en temperatur av 105°C och ett pH av 10,2-11,3.

Bleksteget genomfördes under en tid av 2 timmar, 507 e 6 Den ingående syrgasdelignifierade massans ljushet var 41,9% ISO och efter den ovan beskrivna behandlingen med komplexbildare, avskiljning och separat behandling av vätska- fasen samt maximal återföring av denna fas och peroxidblek- 5 ning blev massans ljushet 77% ISO. Om i stället ooxiderad vätskefas återfördes, med i övrigt identiska betingelser, blev massans ljushet endast 70,53; ISO.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 fi: geo? eos 7 Patentkrav

1. Förfarande för blekning av pappersmassa innefattande ett behandlingssteg med komplexbildare och ett efterföljande bleksteg med peroxid, kännetecknat av att massan före ett peroxidsteg behandlas med komplexbildare för att binda stö- rande metalljoner, varefter en vätskefas avskiljs från den med komplexbildare behandlade massan och den avskilda vätske- fasen därefter föres till en reaktor och behandlas med ett oxiderande medel för oxidering av de störande jonerna, var- efter den behandlade vätskefasen återföres till bleksystemet.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att massan som behandlas med komplexbildare har en koncentration av 2 till 20 viktprocent.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, att kännetecknat av massan utgöres av kemisk massa.

4. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att komplex- bildaren utgöres av EDTA eller DTPA.

5. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att avskilj- att 1/3 vattenmängden avskiljes och underkastas oxiderande behand- ningen göres så åtminstone av den ursprungliga ling.

6. Förfarande enligt något av föregående krav känneteck- nat av att den avskilda vätskefasen behandlas med ozon eller peroxid.

7. Förfarande enligt något av föregående krav, känneteck- nat av att den avskilda vätskefasen behandlas med väteperoxid i en mängd av minst 1 kg/ton massa.

8. Förfarande enligt krav 7, kännetecknat av att vätske- fasen behandlas med väteperoxid i en mängd av från 1 till 10 kg/ton.

9. Förfarande enligt krav 7 eller 8, kännetecknat av att vätskefasen behandlas vid en temperatur av från 50°C till 1l0°C och ett pH av 9 till 13.

10. tecknat av att den avskilda vätskefasen separerats från den med komplexbildare behandlade massan i. ett avvattningssteg och att vätskefasen efter behandlingen med oxiderande medel Förfarande enligt något av föregående krav, känne- helt eller delvis återföres som spädvätska till den efter avvattningen erhållna massan. Vi 07 5:e 1; 8

11. Förfarande enligt krav 10, kännetecknat av att massan spädes med återförd vätskefas och direkt därefter underkastas ett peroxidbleksteg.

12. Förfarande enligt något av kraven 1 till 9, känne- tecknat av att den avskilda vätskefasen separerats från den med komplexbildare behandlade massan i en konventionell 'tvättapparatur av trumfiltertyp, till vilken den tillförda vätskan utgöres av i samma steg tidigare avskild och med oxi- derande medel behandlad vätska.