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DE1954267A1 - Verfahren zur Behandlung von cellulosehaltigen Materialien - Google Patents

Verfahren zur Behandlung von cellulosehaltigen Materialien

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DE1954267A1
DE1954267A1 DE19691954267 DE1954267A DE1954267A1 DE 1954267 A1 DE1954267 A1 DE 1954267A1 DE 19691954267 DE19691954267 DE 19691954267 DE 1954267 A DE1954267 A DE 1954267A DE 1954267 A1 DE1954267 A1 DE 1954267A1
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treatment
pulp
magnesium
oxygen
acid
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DE19691954267
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Noreus Sture Erik Olof
Samuelson Hans Olof
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Mo och Domsjo AB
Original Assignee
Mo och Domsjo AB
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Publication date
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/1026Other features in bleaching processes
    • D21C9/1036Use of compounds accelerating or improving the efficiency of the processes

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

HATENrANWA'/lE
dr. w. Schalk · dipl.-ing. p. Wirth · dipl.-ing. c. Dan ν en berg
DR.V.SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WEINHOLD
6 FRANKFURT AM MAIN ' ^ ^ T i. w» ι
OK. ItCHENHElMElI STR. 89
1173 Wd/Be
Mo och Domsjö Aktiebolag örnsköldsvik, Schweden
Verfahren zur Behandlung von cellulosehaltigen Materialien.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von cellulosehaltigen Materialien mit Alkali, während gleichzeitig Luft oder Sauerstoff dem Verfahrenssystem zugefügt wird. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf solche Verfahren, bei welchen Sauerstoff zur Ligninoxydation oder zur geregelten Auflösung von Hemicellulose angewendet wird,
Es ist bereits bekannt, daß zur Auflösung von Lignin und beim Bleichen von chemischen und halbchemischen Gellulosepulpen die Pulpe mit Sauerstoff in einem alkalischen Medium in der Anwesenheit von Bariumkarbonat, Calciumkarbonat, Magnesiumkarbonat oder Zinkkarbonat in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 3 Gew.56 des Gewichts der Pulpe behandelt wird. Im Falle von Magnesiumkarbonat, mit welchem man die besten Ergebnisse festgestellt hat, wurde bei einer Zugabe von.etwa 1$ ein optimales Ergebnis erreicht. Dieses Verfahren ist jedoch verhältnismäßig teuer (wobei man die geringere Wirksamkeit des ebenfalls verwendbaren Calciumkarbonats gar nicht berücksichtigt) und hat den Vorteil, daß ein pulverförmiges Material zugesetzt und mit der Cellulosepulpe vermischt werden muß.
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19 5% 2 6 7
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von cellulosehaltigen)"Material, z.B. Holzcellulose, mit Alkali, während gleichzeitig Luft oder Sauerstoffgas dem Verfahrenssystem zugeleitet wird, ohne daß die erwähn ten Nachteile entstehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß Magnesiumsalze und komplexbildende Mittel für Magnesiumionen, z.B. Salze der Hydroxycarbonsäuren und/oder vorgeforrate Magnesiumkomplexsalze, dem Verfahren zugesetzt
fc werden. Es wurde festgestellt, daß dieses Verfahren insbesondere in Verbindung mit der alkalischen Behandlung von ligninhaltiger Holzcellulose in Gegenwart von Sauerstoffgas (oder Luft) zur teilweisen Entfernung von Lignin, also bei dem sogenannten Sauerstoffgas-Bleichverfahren, besonders große Vorteile bietet. In dieser Beziehung wurde festgestellt, daß es erfindungsgemäß möglich ist, in einer Stufe den Ligningehalt um mehr als" 50$ auf eine einfache und wirtschaftlich ·" vorteilhafte Weise zu erniedrigen, ohne daß ein schädlicher Abbau der Cellulose verursacht wird. Das Verfahren kann für ungebleichte Cellulosepulpenf z.B. Sulfatpulpe, Sulfitpulpe und halbchemische Pulpef angewendet werden und bietet besonders dann Vorteile, wenn ein Abbau der Cellulose verhindert werden
Ψ soll (was für die meisten Sorten von Papierpulpen zutrifft) und wenn ein einheitlicher, geregelter Abbau, z.B. bei der Herstellung von Viskosepulpen von gewünschter Viskosität, erhalten werden soll. Eine besondere Eigenschaft der dem erfindungsgemäßen Verfahr ens syst em zugesetzten Magnesiumkomplexsalze ist darin zu sehen, daß der Sauerstoffangriff auf die Kohlehydrate verhindert oder reduziert wird, ohne daß die > Oxydation des Lignins und dessen Lösung während des Verfahrens im großen Ausmaß beeinträchtigt wird. Diese Schutzwirkung ist überwiegend gegenüber dem Sauerstoffangriff auf die Cellulosemoleküle und hauptsächlich hinsichtlich des Angriffs entlang
* Pulpen = Holzstoff, Papiermasse
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dieser Moleküle gegeben, wae bei Abwesenheit der Magnesiumkotnplexverbindungen unter anderem an einer schnellen Herabsetzung der Viskosität der Pulpe ersiohtlioh ist ι
Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung wird das Verfahren für Cellulose angewendet, die in bekannter Weise gebleicht oder teilweise gebleicht worden ist. In Fällen, in denen das AusgangBmaterial frei von Lignin ist oder der "iiigningehalt in den Ausgangsmaterial niedrig ist, wird das erfindungsgetnäße Verfahren angewendet, um Hemicellulose zu entfernen und die Oxydation der End gruppen der Cellulose bei geregelter Herabsetzung von dessen Viskosität zu bewirken. In diese« Fall werden die in dem Verfahren eingesetzten Komplexverbindungen hauptsächlich dazu verwendet, um die Cellulosenolekttle gegen unkontrollierten Abbau zu schützen.
Erfindungsgeoäß geeignete komplexbildende Mittel für Magnesium sind beispielsweise aliphatisohe Hydroxyeäuren mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen und 1-10 Hydroxylgruppen, wie z.B. Glykolsäure, Milchsäure, Dihydroxybuttersäure, Zuckersäuren und Aldonsäuren, wie Gluconsäure und Mannonsäure. Es können auch andere organische Säuren mit zwei oder mehr Carboxylgruppen verwendet werden, z.B. Oxalsäure, Weinsäure, Zitronensäure, Oder anorganische komplexbildende Mittel, wie z.B. Polyphosphorsäuren· Bie er findung agem äß verwendeten komplexbildenden Mittel können in reiner Form vor oder während des Verfahrens zugeführt werden· Ss ist jedoch von besonderem Vorteil, wenn solche Sauren koeplexbildender Art verwendet werden, die in Ablaugen von der alkalischen Behandlung der cellulosehaltigen Materialien vorhanden sind. Solche für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten kovplexbildendenSäuren werden nämlich in einer Anzahl von verschiedenen Arten an Celluloseablauge gefunden,
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wie z.B. in Laugen aus der Behandlung der Cellulose mit heißem Alkali, Laugen von.Sulfitkochverfahren und Laugen von Sulfatkoch verfahr en. Bs können auch Laugen von alkalischen Saue rs to ff blei ch verfahr en oder alkalischen Peroxydbleichverfahren verwendet werden, wobei diese Art der Zuführung von koinplexbildenden Mitteln als besonders vorteilhaft festgestellt wurde. In'diesem Fall kann die Alkalilauge im Anschluß an die Sauerstoffbehandlungsstufe oder während des tatsächlichen Behandlungsverfahrens entnommen werden.
Die als komplexbildende Mittel verwendete Ablauge wird esfindungsgemäß vor der Einführung in das Verfahrenssystem zweckmäßig mit den Magnesiumsalzen zusammengegeben, obwohl es auch möglich ist, das Magnesiumsalz der Pulpe zuzufügen und dann die Pulpe mit den komplexbildenden Mitteln in Kontakt zu bringen. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, zuerst das komplexbildende Mittel mit der Pulpe zusammen zu bringen und dann die Magnesiumionen hinzuzufügen, wenn auch dieses Verfahren in der Praxis oft weniger vorteilhaft ist. Ein hoher Gehalt an Magnesiumverbindungen, z.B. 1$, berechnet als MgO bezogen auf das Gewicht der Pulpe» beeinträchtigt das Verfahren nicht, obwohl es natürlich aus wirtschaftlichen Gründen wünschenswert ist, so wenig Magnesium wie möglich zu verwenden. Eine sehr gute Wirkung wird erreicht, wenn Magnesium in Mengen, die etwa 0,005 i* MgO bezogen..auf das Trockengewicht der Pulpe entsprechen, verwendet wird. Normalerweise werden etwa 0,01 0,5#,berechnet als MgO bezogen auf das Trockengewicht der Pulpe jrerwendet.
Bei Anwendung einer Ausführungsform, bei welcher Ablauge von einem Teil des Sauerstoffbehandlungssystems zurückgeführt und für weiteres Bleichen der Pulpe einer neuen Beschickung verwendet wurde, war der Verbrauch an Magnesium sal z besonders niedrig. Auf diese Weise gelangte ein großer Teil der Magnesiumverbindungen in das Behandlungssystem zurück. Bei Pulpen,
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die "besonders reich an Magnesiumionen sind, z.B. bei einer unge-.bleichten Pulpe, die durch Aufschlämmung von Holz mit Magnesiumbisulf it oder Magnesiumsulfat hergestellt wurde, ist eine besondere Zugabe von Magnesiumverbindungen in der Regel nicht nötig, jedoch müssen die in der Pulpe verbleibenden Magnesiumione in Anwesenheit eines komplexbildenden Mittels einen ausreichenden Schutz gegen einen schädlichen Angriff auf die Pulpe gewährleisten. Magnesiumverbindungen müssen aber normalerweise auch dann zugefügt werden, wenn Lauge aus dem Verfahrenssystem zurückgeführt wird, damit ein ausreichender Schutz gegen oxy- · dativen Abbau der Zellulose erhalten wird. Aus praktischer Erwägung ist es der einfachste Weg, wasserlösliche Magnesiumsalze als Quelle für Magnesiumionen, wie z.3. MgSO., MgCl« oder Mg(NO,)« zu verwenden. Damit jedoch die Lauge vorteilhaft nach dem Eindampfen zurückgewonnen werden kann, ist es besonders günstig, Magnesiumsulfat zu verwenden. Gegen die Verwendung von Magnesiumverbindungen f die nicht leicht in Wasser gelöst werden, wie z.B. MgO, Mg(OH)2 oder MgOO^, ist nichts einzuwenden, falls man diesen genügend Zeit läßt, sich mit dem komplexbildenden Mittel umzusetzen, bevor die Umsetzung mit Luft oder Sauerstoffgas begonnen wird.
Um eine schnelle Umsetzung zwischen dem cellulosehaltigen Material und dem in das System eingeführten Sauerstoffgas (oder Luft) zu erreichen, sollte der Partialdruck des Sauerstoffs zu Beginn der Behandlung wenigstens etwa 1 atm sein. Niedrigere Drücke sind jedoch auch möglich. Bei Verwendung von reinem Sauerstoffgae kann das Verfahren bei etwa atmosphärischen Drücken durchgeführt werden, während bei Verwendung von Luft überatmosphärische Drücke angewendet werden sollten. Pur die Behandlung mit Sauerstoffgas liegt eine praktische obere Grenze bei Drücken von etwa 20 atü, während die praktische Grenze bei Verwendung von Luft etwa 60 atü beträgt. Je höher die Drücke sind, umso schneller erfolgei die chemischen Reaktionen. Normalerweise wird ein Sauerstoffgasdruck von etwa 2-12 atm bevorzugt. Es ist oft zweckmäßig, das Sauerstoffgas oder die Luft während des Verfahrens zuzufügen und
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mit inertem Gas angereicherte Luft während des Verfahrens abzuziehen.
Bei Betrieb "bei niedrigen Temperaturen, z.B. 5O0G, sind die Umsetzungen langsam und ein großes Reaktionsgefäß ist erforderlich. Um kurze Reaktionszeiten zu erreichen, wird die Behandlung normalerweise hei einer Temperatur von etwa 800C Ms 1300C durchgeführt. Wenn eine beträchtliche Herabsetzung ,der Viskosität der Pulpe gewünscht wird, kann eine etwas höhere Temperatur angewendet werden, z.B. im Bereich von 14O0C. Bei Sulfat-Papierpulpen wird die Behandlung vorteilhaft zwischen etwa 900C und 1000C durchgeführt.
Bei der Behandlung von Sulfat-Papierpulpen wird eine niedrigere Temperatur angewendet, wenn eine Reduzierung des Hemizellulosegehalts nicht gewünscht wird. Die Temperatur kann während des Verfahrens stufenweise oder kontinuierlich geändert werden. Dabei iat es zweckmäßig, bei einer niedrigen Temperatur zu beginnen. Dies ist insbesondere für den EaIl zutreffend, wenn Pulpen behandelt werden, die Hemizellulose enthalten, welche in nieht-oxydiertem Zustand durch Alkali angegriffen werden, wie z.B. Sulfit-Papierpulpen und halbchemische Pulpen.
Die Konzentration des Cellulosematerials kann innerhalb eines weiten Bereichs variieren, ohne die Reaktion zu gefährden, z.B. zwischen etwa 3 und 45$. Es wurde jedoch festgestellt, daß die Behandlung vorteilhaft mit einer Konzentration über 10$ an Cellulosematerial, vorzugsweise zwischen etwa 15 und 35$, durchgeführt werden kann. Wenn Pulpen hoher Konzentration behandelt werden, sollte die Pulpe nach der Zugabe der Chemika- / lien gleichzeitig mit dieser mechanisch zerkleinert werden.
Gemäß einer Ausführungsform, welche sehr einheitliche Ergebnisse lieferte, wird das cellulosehaltige Material mit einer wässrigen Lösung von Magnesiumkomplexsalzen oder wässrigen
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Lösungen von solchen Komponenten, die beim Zusammenmischen but Bildung von MagneBiumkoraplexsalzen führen, imprägniert, bevor es mit Luft oder Sauerstoff behandelt wird. In diesem Fall ist es oft von Vorteil, einen Teil der Lösung, z.B. durch Filtern und/oder Pressen zu entfernen, bevor mit Luft *"' oder Sauerstoff behandelt wird. Die entfernte Lösung wird eum Imprägnieren, von frischem Material, gegebenenfalls nach einer weiteren Zugabe von Chemikalien, verwendet.
Die für das Verfahren erforderliche Menge an Alkali ist von der Menge an Lignin und Hemicellulose, die entfernt werden Bollen, abhängig. Normalerweise beträgt die Alkalibeechickung (als NaOH berechnet)0,5, bis 10% bezogen auf das Gewicht des zugeführten cellulosehaltigen Materials. Zugaben innerhalb eines Bereichs von etwa 7 - 12?6 sind nur anwendbar, wenn große Mengen an Lignin und/oder Hemicellulose während des Behandlungsverfahrens entfernt werden sollen. Wenn Pulpen mit einem niedrigen Ligningehalt behandelt werden sollen, werden Mengen von etwa 0,5 bis Tf> verwendet. Dabei sollte berücksichtigt werden, daß die Lösung der Hemicellulose bei verminderter Alkalizugabe verringert wird. Es kann vorteilhaft sein, nur einen Teil der Alkalimenge zu Beginn des Prozesses zuzufügen und weiteres Alkali im Verlauf des Verfahrens. Auf solche Weise ist es möglich, die Cellulose und Hemicellulose schonend zu behandeln, wenn es erforderlich ist. Die gewünschte Beschaffenheit der Pulpe kann somit durch die Art, in welcher das Alkali dem System zugegeben wird, und durch die Höhe der Zugabe bestimmt werden.
Die gesamte Alkalimenge oder ein Teil davon kann der Pulpe entweder vor» während oder nach der Einführung des komplexbildenden Mittels für die Magnesiumioneaoder der die Magnesiumkomplexe enthaltenden Lösung dem System zugefügt werden. Das Vermischen kann bei der gewählten Behandlungstemperatur oder bei einer niedrigeren Temperatur durchgeführt werden, was oft günstiger ist.
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Wenn bei hohem Sauerstoffgasdruck und hoher Temperatur gearbeitet wird, können sehr kurze Reaktionszeiten, z.B. 5 Minuten, angewendet werden. Das Verfahren ist einfach zu regeln, denn die Umsetzung hört praktisch auf, wenn die Alkaliraenge aufgebraucht ist. Um ein Arbeiten bei hohem Druck zu vermeiden,' ist es zum Beispiel möglich, Sauerstoffgas bei atmosphärischem Druck zu verwenden, wobei Behandlungszeiten von 10 Std. und wehr angewendet werden können. Die normalen Umsetzungszeiten ^Liegen im Bereich zwischen etwa 10 und 120 Minuten.
Die erfindungsgemäß behandelte Pulpe kann nach bekannten Verfahren weiter bearbeitet, wie zum Beispiel mit Chlor, Ohiorat und/oder Chlordioxyd gebleicht und gegebenenfalls einer kontinuierlichen Raffinierung nach bereits bekannten Verfahren unterzogen werden.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert:
' (pine sulphate pulp)
Ungebleichte Kiefernsulfatpulpe/mit einem Kappa-Wert von 35,9 und einer Viskosität von 1258 cm7g nach SCAN ( 177 CP nach TAPPl) wurde in der folgenden Weise behandelt:
Die Holzmasse wurde in einem.. Stabzerkleiner er ("peg shredder") bei 30$ Trockenstoffgehalt fein zerteilt, worauf Wasser und Natriumhydroxyd zugefügt wurden, so daß eine 3-prozentige Pulpenkonzentration erhalten wurde. Die Pulpensuspension wurde mit einem Propellerrührwerk heftig gerührt und die Zusätze wie nachstehend beschrieben zugegeben.
Die Pulpe wurde durch Filtration abgelaugt und dann auf einen Trocken st off gehalt von 24$ gepreßt. Die Sauerstoff gasbehandlung wurde mit einem Sauerstoff gasdruck von 9 kp/cm2 und bei einer Temperatur von 1000O für die Dauer von 15 Minuten durchgeführt, worauf die Pulpe entfernt und mit Wasser gewaschen wurde.
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T9 5 4 26 7
In Versuch 1, welcher ohne Zusätze mit Ausnahme von Wasser und NaOH durchgeführt wurde, enthielt die Pulpe 3,89$ NaOH bezogen auf die trockene Pulpe während der Sauerstoffgasbehandlung, wovon 0,40$ bezogen auf die Pulpe nach der Behandlung zurückblieben, was durch Titration mit Salzsäure auf pH 9 bestimmt wurde,-
In Versuch 2 wurde unter Anwendung des in der Einleitung erwähnten bekannten Verfahrens auch MgGO, zusammen mit Natriumhydroxyd und Wasser zugefügt, so daß die Pulpe 1 % MgGO, bezogen auf die trockene Pulpe und 4,56 % Natriumhydroxyd während der Sauerstoffgasbehandlung enthielt. 0,49$ Natriumhydroxyd blieben nach dem Behandlungsverfahren zurück.
In Versuch 3 und den nachfolgenden Versuchen wurde unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens Magnesiumsulfat der aus der Pulpe gepressten Ablauge zugesetzt, wobei die Pulpe nach Versuch 1 mit Sauerstoffgas behandelt worden war. Der Pressvorgang wurde vor dem Waschen der Pulpe durchgeführt. Die Ablauge, welcher Magnesiumsulfat zugesetzt worden war und die verwendet wurde, um 1/5 der zugesetzten Wassermenge in Versuch 1 zu ersetzen, wurde mit Wasser und Natriumhydroxyd in der Pulpe vermischt, worauf der Versuch in derselben Weise wie in Versuch 1 und 2 durchgeführt wurde. Während der Säuerst off behandlung enthielt die..Pulpe 4,75$ Natriumhydroxyd, wovon 0,58$ nach der Behandlung zurückblieben. Während der Behandlung enthielt die Pulpe 0,02$ MgO bezogen auf die Pulpe.
Versuch 4 wurde in der gleichen Weise wie Versuch 3 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die aus der Pulpe gepresste Ablauge mit Wasser auf 1/10 der in Versuch 3 verwendeten Menge verdünnt wurde. Während der Sauerstoffgasbehandlung enthielt die Pulpe 4,71$ Natriumhydroxyd, wovon 0,57$ nach Beendigung der Behandlung zurückblieben. Die Pulpe enthielt 0,33$ MgO während des Verfahrens.
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Versuch 5 wurde in der gleichen Weise wie Versuch 4, jedoch mit 0,17$ MgO während des Behandlungsverfahrens,durchgeführt.
Versuch 6 wurde in der gleichen Weise wie Versuch 4, jedoch mit zusätzlicher Verdünnung der Ablauge (1/3 Ablauge und 2/3 Wasser) durchgeführt. Während des Sauerstoffbehandlungsverfahrens enthielt die Pulpe 4,95$ Natriumhydroxyd, von welchem 0,59$ nach der Behandlung zurückblieben. Die Pulpe enthielt 0,46$ MgO während der Behandlung.
Versuch 7 wurde in der gleichen Weise wie Versuch 5, jedoch mit 0,20$ MgO während des Behandlungsverfahrens, durchgeführt.
Versuch 8 wurde in der gleichen Weise wie Versuch 5, jedoch mit 0,05$ MgO während des Behandlungsverfahrens, durchgeführt.
Tabelle
Versuch Kappa- ± Viskosität MgO _
Wert cm Vg (SCAN) cP (TAPPI) $ bezogen auf die Pulpe 0,48
1 15,7 890 55,5 0,02
2 16,8 1011 84,3 0,33
3 16,0 998 80,4 0,17
4 18,0 1035 91,5 0,46
VJl 17,3 996 79,8 0,20 .
6 18,1 1043 94,2 0,05
7 17,0 1032 90,6
8 18,3 996 79,8
Wie aus Beispiel 1 ersichtlich wird bei Behandlung mit Sauer-/ stoff gas in Abwesenheit von Magnesiumverbindungen eine starke Verminderung des Ligningehalts und dementsprechend eine Verminderung des Kappa-Werts von 35,9 auf 15,7 erhalten.
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Gleichzeitig tritt eine starke Lösung der Hemicellulose sowie ein "bedeutender Abbau der Cellulose, der sich in einem niedrigen Viskositätswert zeigt, auf. Die Festigkeitseigenschaften des aus der Pulpe hergestellten Papiers waren schlecht. In Versuch 2, der in der Anwesenheit von Magnesiumkarbonat nach bekannten Verfahren durchgeführt wurde, lag das Ausmaß, in dem Lignin gelöst wurde, nur gering unter dem von Versuch 1, während weniger Hemicellulose gelöst wurde und die Abnahme der Viskosität beträchtlich niedriger war. Ein Nachteil dieses Verfahrens sind die hohen Kosten von Magnesiumkarbonat. Ein weiterer Kachteil ist der, daß der Mischvorgang von pulverigem Material in dem System das Verfahren erschwert.
Weitere Versuche wurden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt und wie aus der Tabelle ersichtlich ist, sind die erhaltenen Ergebnisse mit denen der Sauerstoffbleichbehandlung mit 1# Magnesiumkarbonat vollkommen vergleichbar. Es wurden besonders gute Pestigkeitseigenschaften erzielt. Aus der Tabelle ist ebenfalls ersichtlich, daß nur äusserst geringe Mengen an Magnesiumkomplexverbindungen anwesend zu sein brauchen, um dem Angriff auf die Cellulose wirksam entgegen zu treten. In Anbetracht dessen, daß ein Teil der Magnesiumverbindungen beim fortgesetzten Bleichen von frischer Pulpe verwendet werden kann, ist der Verbrauch an Magnesium sehr niedrig*
Beispiel 2
Es wurden die folgenden Versuche mit der Absicht durchgeführt, die Wirkung von rückgeführter Magnesium enthaltender Ablauge aus dem Sauerstoffbleichverfahrenssystem zu untersuchen, wenn diese fortlaufend für erneutes Sauerstoffbleichen von frischen Beschickungen der gleichen ungebleichten Pulpe verwendet wird, ohne daß neue Zugaben von Magnesiumverbindungen erfolgen.
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Die Versuche wurden mit der gleichen ungebleichten Kiefern-Sulfatpulpe, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde,durchgeführt. Ira Anschluß an die Behandlung der Pulpe in Übereinstimmung mit Versuch 4 wurde diese mit Wasser auf eine Pulpenkonzentration von 3$ verdünnt. Die Pulpe wurde durch Filtration entfernt und auf eine Pulpenkonzentration von 25$ gepresst. Die rückgewonnene verdünnte Ablauge wurde im Sauerstoffgas-Bleichverfahren ohne weitere Zusätze von Magnesiumsalz verwendet, jedoch erfolgte eine Angleichung des Natriumhydroxydgehalts, so daß dieser dem in Versuch 4 verwendeten entsprach. Die Bedingungen waren in jeder -anderen Beziehung die gleichen wie in Versuch 4. Zur Sauerstoffbleichstufö wurde Ablauge weitere zweimal zurück-™ geführt, ohne daß Magnesiurasalze zugegeben wurden. Nach dieser wiederholten Rückführung von Ablauge wurde eine Pulpe mit dem gleichen Kappewert wie in Versuch 4 des Beispiels 1 erhalten.· Die Viskosität war etwas niedriger (993 cnr/g SCAN bzw. 78,9 cP nach TAPPl). Bei Zugabe von Magnesiumsulfat, die einer Zugabe von 0,1% MgO bezogen auf das Trockengewicht der Pulpe entsprach, wurde mit einer öfters verwendeten Ablauge die gleiche Viskosität erhalten wie mit einer Ablauge, die nur einmal verwendet worden war. Das Beispiel zeigt, daß Ablauge vorteilhaft mehrere Male in das System rückgeführt werden kann. —
Beispiel 3
Ungebleichte Kiefern sulfatpulpe mit einem Kappa-Wert von 32,7 und einer Viskosität von 1179 cm5/g nach SGAN (168 cP nach TAPPI) wurde in einer Chlorierungsstufe unter den folgenden Bedingungen behandelt:
Temperatur 200C
Zeit, Minuten 60
Konsistenz der Pulpe 3»5#
Chlorzugabe 7,9?6 der Pulpe
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Die Pulpe wurde nach der ChIorierungsstufe mit einem Alkali behandelt. Die Alkalibehandlung erfolgte an einem Teil
der Probe bei niedrigen Temperaturen unter den folgenden
Bedingungen, von denen man sagen kannf daß sie industriellen Betriebsbedingungen entsprechen: _
Temperatur 5O0O
Zeit, Minuten 120
Konsistenz der Pulpe
Alkalizugabe 3,
Die genannte Behandlung wurde an einem anderen Teil der
Probe bei hohen Temperaturen unter erhöhtem Druck der Luft durchgeführt. Die folgenden Bedingungen wurden angewendet:
Temperatur · . · 1000O
Zeit, Minuten 60
Konsistenz der Pulpe 6$
Luftdruck, kp/cm2 12
Natriumhydroxydzugabe 5,35» der Pulpe
Magnesiumsulfatzugabe, (als 0 bzw. 0,2$
MgO bezogen auf die Pulpe )
Magnesiumsulfat wurde mit einer Flüssigkeit vermischt, die von einer vorangegangenen Behandlung chlorierter Pulpe mit Luft unter unterschiedlichen Bedingungen erhalten worden war, wobei Magnesiumkomplexsalze-gebildet wurden.
Nach diesen Behandlungen wiesen die Pulpe die folgenden Werte auf:
Behandlung in der Kappa-Wert ,. Viskosität
Alkalistufe cmVgISOAN) cP (TAPPIJ
500C 6,1 1189 176
1000O ohne Magnesiumkoraplex 2,0 937 64
1000C mit Magnesiumkomplex 2,1 1079 109
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Aus diesen Vierten ist ersichtlich, daß die Alkal !"behandlung in Anwesenheit von Luft unter Druck,eine stärkere Verminderung des Ligningehalts in der Pulpe verursacht, wodurch es möglich ist, eine Pulpe von großer Helligkeit während des fortgesetzten Bleichens zu erhalten. Die Behandlung "bewirkt jedoch " auch, daß die Viskosität der Pulpe stark afcniimnt, was zu einer Verschlechterung der Festigkeitseigenschaften der Pulpe führt. Wenn die Behandlung erfindungsgemäß in Anwesenheit des Magnesiumkomplexes durchgeführt wird, kann die Abnahme der Viskosität im großen Ausmaß verhindert werden.
•V
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Claims (12)

  1. Patenansprüche
    Verfahren zur Behandlung von cellulosehaltigen Materialien mit Alkali unter Einleitung von Luft oder Sauerstoffgas, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in Anwesenheit von einem Magnesiumsalz und einem komplex-"bildenden Mittel für Magnesiumionen durchgeführt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als cellulosehaltiges Material ligninhaltige Holzcellulose eingesetzt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß als komplexbildende Mittel eine Ablauge von der Behandlung eines cellulosehaltigen Materials mit Alkali verwendet wird.
  4. 4· Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Ahlauge von einem beliebigen Teil des Behandlungsverfahrens nach Anspruch 1 nach Rückführung verwendet wird, vorzugsweise nachdem diener vor Rückführung in das Verfahrens system ein Magnesiumsalζ zugegeben worden ist.
  5. 5» Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Partialdruck an Sauerstoff zu Beginn der Behandlung von etwa 1 atm oder mehr angewendet wird.
  6. 6« Verfahren nach Anspruch 1 - 51 dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei
    durchgeführt wird,
    die Behandlung bei einer Temperatur von etwa 80 bis 1300C
  7. 7· Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei einer Konzentration des Gellulosematerials über etwa 10#, vorzugsweise zwischen etwa 15 und 35?6, durchgeführt wird.
    00982G/2009
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das cellulosehaltige Material vor der Behandlung mit Luft oder Sauerstoff mit einer wässrigen Lösung von einem Magnesiumkomplexsalz oder einer wässrigen Lösung von solchen Komponenten, die beim Mischen Magnesiutakomplexsalze bilden, imprägniert wird, wobei gegebenenfalls ein Teil der Lösung vor der Behandlung mit Luft oder Sauerstoff entfernt wird.
  9. ,9. Verfahren nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Alkalimenge (als NaOH berechnet) von etwa 0,5 - 10$,bezogen auf das Trockenstoffgewicht des dem VerfahrensSystem zügeführten cellulosehaltigen Materials , verwendet wird,
  10. 10« Verfahren nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet,
    daß als Quelle für die Magnesiumionen MgSO., MgO, MgCl2, Mg(OH)2» HgCO* und / oder Mg(NO,)2 verwendet wird.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnesiumgehalt während der Behandlung von wenigstens etwa 0,005$, vorzugsweise zwischen etwa 0,01 und 0,5$, (als MgO berechnet) bezogen auf das Trockenstoffgewicht der Pulpe verwendet wird.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch .1 -11, dadurch gekennzeichnet, daß als kotnplexbildendes Mittel für Magnesium eine aliphatische Hydroxysäure mit etwa 2 bis 12 Kohlenstoffatomen und etwa 1-10 Hydroxylgruppen, vorzugsweise Glykolsäure, Milchsäure, Dihydroxybuttersäure, Zuckersäuren, Aldonsäuren, Weinsäure oder Oxalsäure oder Polyphosphorsäuren verwendet wird.
    009826/2C09
DE19691954267 1968-10-29 1969-10-28 Verfahren zur Behandlung von aufgeschlossenem cellulosehaltigen Materialien mit Alkali und Luft Expired DE1954267C3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1463868 1968-10-29
SE14638/68A SE314581B (de) 1968-10-29 1968-10-29

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DE1954267B2 DE1954267B2 (de) 1973-06-28
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