[go: up one dir, main page]

SE508227C2 - Extraction agents included essential oils and process for using them - Google Patents

Extraction agents included essential oils and process for using them

Info

Publication number
SE508227C2
SE508227C2 SE9702067A SE9702067A SE508227C2 SE 508227 C2 SE508227 C2 SE 508227C2 SE 9702067 A SE9702067 A SE 9702067A SE 9702067 A SE9702067 A SE 9702067A SE 508227 C2 SE508227 C2 SE 508227C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
extraction
organophilic
bleaching
turpentine
acid
Prior art date
Application number
SE9702067A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9702067D0 (en
SE9702067L (en
Inventor
Arne Elofson
Arne Nordgren
Original Assignee
Hampshire Chemical Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hampshire Chemical Ab filed Critical Hampshire Chemical Ab
Priority to SE9702067A priority Critical patent/SE9702067L/en
Publication of SE9702067D0 publication Critical patent/SE9702067D0/en
Priority to AU77928/98A priority patent/AU7792898A/en
Priority to PCT/SE1998/000953 priority patent/WO1998053893A1/en
Publication of SE508227C2 publication Critical patent/SE508227C2/en
Publication of SE9702067L publication Critical patent/SE9702067L/en

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • D21C9/001Modification of pulp properties
    • D21C9/002Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives
    • D21C9/005Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives organic compounds
    • 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
    • D21C9/1042Use of chelating agents

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Liquid extraction agents for ions comprising one or more components with ion exchange properties selected from the group natural or synthetic ethereal oils, preferably turpentine oils, and distillation and/or hydrogenation and/or rearrangement products of these, optionally in combination with one or more organic solvents and optionally also comprising organophilic chelating agents and/or hydrophilic chelating agents and/or organophilic ion active compounds. The extraction agent preferably is essentially water insoluble or has a restricted solubility in water and is useful for extraction of ions from both solid and liquid phase, especially metal ions from lignocellulose, preferably with simultaneous metal ion extraction and/or anion extraction and delignification and bleaching of lignocellulose. A special application is to remove from lignocellulose incrust forming and bleaching retardant metal ions with simultaneous delignification in closed system under EFM (Effluent Free Mill) conditions.

Description

508 227 2 klordioxid använts för blekning-delignifiering av kemiska massor. 508 227 2 chlorine dioxide has been used for bleaching-delignification of chemical pulps.

Detta medför dock utsläpp till recipienterna av klororganiska föreningar, definierade och kvantifierade som s.k. adsorberbara organiska halogener (AOX). Av de nämnda blekkemikalierna ger klordioxid minst AOX under samma premisser och de tillåtna nivåerna av AOX i utsläpp från blekerier har gradvis sänkts så mycket och är nu pà så låga nivåer att massafabrikerna i åtminstone skandinavien och övriga Europa har fått gå över till enbart klordioxid i. ECF-(Elementally Chlorine Free)-blekning- delignifieringför att kunna uppfylla målen. Men även användning av klordioxid har ifrågasätts genom trycket från olika konsumentorganisationer, som kräver pappersprodukter blekta helt utan klorbaserade kemikalier överhuvudtaget och dessutom har restriktionerna mot utsläpp av klororganiska föreningar blivit så stränga i vissa länder, att kraven på låga AOX-nivåer i utsläppen svårligen kunnat uppfyllas även om enbart klordioxd användes.However, this entails emissions to the recipients of organochlorine compounds, defined and quantified as so-called adsorbable organic halogens (AOX). Of the mentioned bleaching chemicals, chlorine dioxide gives at least AOX under the same conditions and the permitted levels of AOX in emissions from bleachers have been gradually reduced so much and are now at such low levels that the pulp mills in at least Scandinavia and the rest of Europe have switched to chlorine dioxide alone. ECF- (Elementally Chlorine Free) -bleaching- delignification to be able to meet the goals. However, the use of chlorine dioxide has also been questioned by the pressure from various consumer organizations, which require paper products bleached completely without chlorine-based chemicals at all, and in addition, restrictions on emissions of organochlorine compounds have become so strict in some countries that the requirements for low AOX levels are difficult to meet. even if only chlorine dioxide was used.

ECF- och TCF-blekning De ökande miljömässiga betänkligheterna mot utsläpp innehållande dessa organiska klorföreningar, AOX, har därigenom under detta decennium påskyndat en snabb utveckling av klorfria processteg inkluderande syrgas (0), ozon (Z) och väteperoxid (P) som komple- ment till klordioxdisteg (D) vid s.k. ECF-(elementally chlorine free)-blekning-delignifiering av sulfatmassor i t.ex. sekvensen [ODQPD], där Q är ett steg för behandling med komplexbildare, men också i att helt klordioxiden vid TCF-blekning-delignifiering, för att sänka AOX viss utsträckning kommit ersätta även till närmare noll i t.ex. sekvensen [OQPPP].ECF and TCF bleaching The growing environmental concerns about emissions containing these organic chlorine compounds, AOX, have thus during this decade accelerated the rapid development of chlorine-free process steps including oxygen (0), ozone (Z) and hydrogen peroxide (P) as a complement. to chlorine dioxide step (D) at so-called ECF (elementally chlorine free) bleaching delignification of sulphate pulps in e.g. the sequence [ODQPD], where Q is a step for treatment with complexing agents, but also in that the chlorine dioxide in TCF bleaching delignification, to lower AOX to some extent has also come to replace even closer to zero in e.g. the sequence [OQPPP].

Q-steget har införts därför att de klorfria alternativen kräver en mycket god metalljonkontroll. Genom introduktion även av nya kokmetoder, t.ex. s.k. "Modified Continous Cooking" (MCC), "Iso Thermal Cooking" (ITC) och "Superbatch Cooking", och tillämpning av sekventiell blekning med syrgas, ozon och väteperoxid i t.ex. sekvensen [OZQ(EOP)P] i TCF blekning/delignifiering har det varit möjligt att uppnå ljushetsnivåer jämförbara med syrgas och klor- dioxid [ODD] i ECF blekning - delignifiering, d.v.s. omkring 90 508 227 3 % ISO, utan att väsentligt försämra massans CED- (kuprietylendiamin)-viskositet, vanligtvis enligt TAPPI eller SCAN, med vilken graden av cellulosans nedbrytning i de olika processtegen kan mätas.The Q-step has been introduced because the chlorine-free alternatives require very good metal ion control. Through the introduction of new cooking methods, e.g. s.k. "Modified Continous Cooking" (MCC), "Iso Thermal Cooking" (ITC) and "Superbatch Cooking", and application of sequential bleaching with oxygen, ozone and hydrogen peroxide in e.g. sequence [OZQ (EOP) P] in TCF bleaching / delignification, it has been possible to achieve brightness levels comparable to oxygen and chlorine dioxide [ODD] in ECF bleaching - delignification, i.e. about 90 508 227 3% ISO, without significantly impairing the CED (cupriethylenediamine) viscosity of the pulp, usually according to TAPPI or SCAN, with which the degree of degradation of the cellulose in the various process steps can be measured.

Qvergångsmetaller En nyckelfaktor för uppnående av detta i TCF produktion är att nivåerna av joner av övergångsmetaller i massan i ovan nämnda klorfria bleksteg är låga, helst nära nollnivå i. åtminstone peroxidsteget (P), eftersom i synnerhet mangan ger allvarliga störningar vid blekning med peroxid genom att katalysera vissa bireaktioner, där fria radikaler är inblandade, vilka angriper kolhydratkedjorna. Detta innebär att man måste avlägsna mangan före P-steget, vanligen genom tillsats av komplexbildare i ett s.k. Q-steg före ett eller flera P-steg i blekeriet. En ofta tillämpad metod är beskriven i SE-A-8902058 , den s.k.Transition metals A key factor in achieving this in TCF production is that the levels of ions of transition metals in the pulp in the above-mentioned chlorine-free bleaching steps are low, preferably close to zero level in at least the peroxide step (P), since in particular manganese causes serious disturbances in bleaching with peroxide by to catalyze certain side reactions, in which free radicals are involved, which attack the carbohydrate chains. This means that one must remove manganese before the P-step, usually by adding complexing agents in a so-called Q-step before one or more P-steps in the bleaching plant. A frequently applied method is described in SE-A-8902058, the so-called

Lignoxmetoden (EKA Nobel). Genom vår introduktion av en ny metod, beskriven i U.S.P 5,57l,378, den s.k. Hampox-Q processen (Hampshire Chemical AB) har ytterligare fördelar avseende ljushet och viskositet uppnåtts och bekräftats i fullskaleproduktion vid Munksjö AB Aspa Bruk under mer än två års tid.The Lignox method (EKA Nobel). Through our introduction of a new method, described in U.S.P 5.57l, 378, the so-called The Hampox-Q process (Hampshire Chemical AB) has further advantages regarding lightness and viscosity achieved and confirmed in full-scale production at Munksjö AB Aspa Bruk for more than two years.

Utsläpp av metalljgnkgmplex Gemensamt för alla Q-steg är att uttvättade komplex av mangan måste avlägsnas från bakvattensystemet för att förhindra att alltför höga nivåer bygges upp i blekeriet. Detta måste alltså vara mer eller mindre öppet med tillförsel av vatten fritt från mangankomplex till tvättfiltret i Q-steget, emedan det är tvättvattnet som sätter gränsen för hur låg mangannivå man kan åstadkomma i massan in till bleksteget. Bakvatten måste således släppas ut från blekeriet och ersättas med vatten fritt från mangankomplex, vanligen färskvatten och kondensvatten. Utsläpp till recipienten av komplexen stöter naturligtvis på miljömässiga problem, då komplexbildare är begränsat biologiskt nedbrytbara och anses kunna lösa ut tungmetaller ur bottensediment. Genom att gå över till TCF-teknik och på så sätt lösa problemen med utsläpp av AOX till recipienten har man således i stället skaffat sig 508 227 4 ett, visserligen mindre, men dock ett nytt problem med utsläpp av komplexbildare till recipienten.Emissions of metal iron complexes Common to all Q-steps is that washed-out complexes of manganese must be removed from the backwater system to prevent excessive levels from building up in the bleaching plant. This must therefore be more or less open with the supply of water free from the manganese complex to the washing filter in the Q-step, because it is the washing water that sets the limit for how low manganese level can be achieved in the pulp into the bleaching step. Thus, backwater must be discharged from the bleaching plant and replaced with water free from manganese complexes, usually fresh water and condensed water. Emissions to the recipient of the complexes naturally encounter environmental problems, as complexing agents are to a limited extent biodegradable and are considered to be able to release heavy metals from bottom sediments. By switching to TCF technology and thus solving the problems with emissions of AOX to the recipient, one has thus instead acquired a 508 227 4 one, albeit smaller, but nevertheless a new problem with the emission of complexing agents to the recipient.

Destruktion av metalljgnkomplex Det vore sålunda önskvärt att kunna bli av med mangankomplexen på ett miljömässigt bra sätt. Ett sätt som börjat införas är att sluta systemet och destruera mangankomplexen i fabrikens kemikalieåtervinningssystem med EFM- produktion som målsättning.Destruction of metal complexes It would thus be desirable to be able to dispose of the manganese complexes in an environmentally sound manner. One way that has begun to be introduced is to close the system and destroy the manganese complexes in the factory's chemical recycling system with EFM production as the goal.

Detta innebär att avloppet från blekeriets bakvattensystem istället för att gå direkt till externrening och. därefter släppas ut i recipienenten, antingen direkt integreras i motström med bruna sidan och därefter så småningom indirekt når kemikalieåtervinningen, eller att det integreras direkt med kemikaleåtervinningen genom överföring till tunnluten till indunstare och sodapanna tillsammans med filtraten från den bruna sidan.This means that the drain from the bleaching plant's backwater system instead of going directly to external treatment and. then discharged into the recipient, either directly integrated into the countercurrent with the brown side and then eventually indirectly reaching the chemical recovery, or that it integrates directly with the chemical recovery by transfer to the barrel liquor to evaporator and recovery boiler together with the filtrates from the brown side.

Inkruster Slutning av systemet i massabruk i EFM-produktion för att eliminera utsläpp av metallkomplex, AOX, COD (d.v.s. syreförbrukande organisk substans uttryckt som chemical oxygen demand), samt andra miljöskadliga ämnen från blekeriets avloppsvatten och i stället överföra detta till direkt till den s.k. bruna sidan av fiberlinjen eller direkt till kemikalieåtervinningsprocessen för destruktion, stöter enligt teknikens nuvarande ståndpunkt på inkrustproblem, därför att bakvattnet förutom övergàngsmetaller, samtidigt för med sig höga nivåer av andra s.k. processfrämmande metalljoner, med ett gemen- samt namn benämnda processfrämmande grundämnen (PFG), främst Ca, Mg, Al, Ba och K, som desorberats från massan genom det sura pHt i blekeriets Q-steg samt i eventuellt förekommande sura Z-steg, och som tillsammans med olika anjoner såsom sulfat, fosfat, oxalat, silikat och karbonat, kan bilda svårlösliga salter och orsaka problematiska inkruster i form av bariumsulfat och kalciumoxalat i blekeriet, kalciumkarbonat i kokare, medan det i kemikalieåtervinningen kan bildas natriumaluminiumsilikat i Svarlutsindunstare cmfll kalciumkarbonat i. grönlutsberedningens 598 227 5 kringutrustning, såsom i pumpar och rörledningar. pH-sänkningen i Q-steget måste göras för att manganjonerna skall kunna komplexbindas effektivt, men orsakar då samtidigt en oönskad frigöring av fiberadsorberad kalcium och magnesiumjon. Genom den tidigare nämnda Hampox-Q processen, som utnyttjar en högre pH- nivå och därmed frigör mindre kalcium och magnesiumjon, kan situationen förbättras även om inkrustproblem inte kan uteslutas.Incrustation Closure of the system in pulp mills in EFM production to eliminate emissions of metal complexes, AOX, COD (i.e. oxygen-consuming organic substance expressed as chemical oxygen demand), and other environmentally harmful substances from the bleaching wastewater and instead transfer this directly to the so-called brown side of the fiber line or directly to the chemical recycling process for destruction, according to the current state of the art encounters encrustation problems, because the backwater in addition to transition metals, at the same time brings with it high levels of other so-called non-process metal ions, commonly referred to as non-process elements (PFG), mainly Ca, Mg, Al, Ba and K, which are desorbed from the pulp by the acidic pH in the Q-stage of bleaching and in any acidic Z-stage, and which together with various anions such as sulphate, phosphate, oxalate, silicate and carbonate, can form sparingly soluble salts and cause problematic incrustations in the form of barium sulphate and calcium oxalate in the bleaching plant, calcium carbonate in the boiler, while in the chemical recovery sodium aluminum silicate silicate in black carbon silicate. the peripheral equipment of the green liquor preparation 598 227 5, such as in pumps and pipelines. The pH reduction in the Q-step must be done in order for the manganese ions to be able to complex efficiently, but at the same time cause an undesired release of fiber-adsorbed calcium and magnesium ion. Through the previously mentioned Hampox-Q process, which utilizes a higher pH level and thus releases less calcium and magnesium ion, the situation can be improved even if incrustation problems can not be ruled out.

Att på ovan beskrivet sätt låta filtraten från blekeriet gå till tunnluten för att därefter passera sodapannan liksom filtraten från den bruna sidan, orsakar alltså. ökad inkrustbildning~ i indunstarna genom att de sura filtraten från Q-steg och eventuella Z-steg i blekeriet innehåller höga nivåer av PFG i form av joner av tidigare nämnda Ca, Mg, Al, K och Ba, samt olika anjoner, t.ex. silikat, fosfat, oxalat, karbonat och sulfat, som kan bilda svàrlösliga salter och ingår i inkrusterna.Allowing the filtrates from the bleaching plant to go to the barrel liquor in the manner described above and then passing the recovery boiler as well as the filtrates from the brown side, causes. increased crust formation in the evaporators because the acidic filtrates from Q-steps and any Z-steps in the bleaching plant contain high levels of PFG in the form of ions of the previously mentioned Ca, Mg, Al, K and Ba, as well as various anions, e.g. . silicate, phosphate, oxalate, carbonate and sulphate, which can form sparingly soluble salts and are included in the encrustations.

Inkrustbildningen kan minskas i indunstarna genom att filtraten i stället för att gå till tunnluten, får gå till svagluten, som går till smältlösaren och därefter till grönlutsklarningen, där övergångsmetalljonerna kan stötas ut, men då ofullständigt, emedan liganden istället för en fullständig nedbrytning som i sodapannan, genomgår en gradvis spjälkning med en viss grad av vidmakthållen komplexbildningsförmåga i grönlutsberedning (smältlösning,grönlutsklarning),vitlutsberedning(kausticering, vitlutsklarning), impregnering, kokning, tömning, o.s.v., varigenom eventuellt en del processfrämmande metalljoner kan återföras och byggas upp i systemet till en jämviktsnivå som beror på förhållandet i hastighet mellan tillförsel och nedbrytning av komplexen i sodapannan och övriga delar av systemet.Incrustation can be reduced in the evaporators by allowing the filtrates instead of going to the barrel liquor, to the weak liquor, which goes to the melt solvent and then to the green liquor clarification, where the transition metal ions can be expelled, but then incompletely, because the ligand instead of complete decomposition as in the recovery boiler , undergoes a gradual cleavage with a certain degree of sustained complexing ability in green liquor preparation (melt solution, green liquor clarification), white liquor preparation (causticization, white liquor clarification), impregnation, boiling, emptying, etc., whereby some process-foreign metal ions can be returned to the system and equilibrium level which depends on the ratio in speed between supply and degradation of the complexes in the recovery boiler and other parts of the system.

Sammanfattningsvis gäller alltså enligt teknikens nuvarande ståndpunkt, att om man vid TCF-EFM-produktion vill undvika att bygga upp höga nivåer av processfrämmande metalljoner i blekeriet (för att på så sätt förhindra störningar från nmnganjoner i blekprocessen, och minska kalcium- och magnesiuminkruster i tvättfilter och annan utrusnirlg), så kan man välja något av 508 227 6 följande tre alternativ, vilka alla emellertid har det gemensamt, att andra olägenheter i stället upkommer (a) från blekeriet släppa ut en del av de samlade tvättfiltraten i blekeriets bakvattensystem till recipienten, varvid komplexbildare följer med, eller för att undvika utsläpp av komplexbildare: (b) överföra tvättfiltraten till bruna sidan genom integrering av blekeriet och därigenom destruera komplexbildaren i metallkomplexen genom sodapannan, medförande inkrustproblem, eller (c) överföra tvättfiltraten.direkt till smältupplösaren i kemika- lieåtervinningsprocessen, likaså medförande inkrustproblem.In summary, according to the current state of the art, if TCF-EFM production is to be avoided in order to avoid building up high levels of non-process metal ions in the bleaching plant (in order to prevent interference from medium anions in the bleaching process, and to reduce calcium and magnesium increments in washing filters and other equipment), then one can choose one of the following three alternatives, all of which, however, have in common that other inconveniences arise instead (a) from the bleacher releasing part of the collected washing filtrates in the bleacher's backwater system to the recipient, with complexing agents included, or to avoid release of complexing agents: (b) transfer the wash filtrates to the brown side by integrating the bleach and thereby destroy the complexing agent in the metal complexes through the recovery boiler, causing crusting problems, or (c) transferring the wash filtrates directly to the chemical solvent dissolver. lie recycling process, as well as causing crustal problems.

I alla alternativen stöter man sáledes pà problem. I fallet (a) miljöproblem genom komplexbildare i recipienten, i fallen (b) och (c) svåra inkrustproblem på den bruna sidan och i kemikalieàter- vinningssystemet. Det är därför önskvärt att bakvattnet från ble- keriet har så låg nivå av ur miljösynpunkt kontroversiella komp- lexbildare, att bakvattnet kan gå direkt till fabrikens externa rening för att därefter släppas ut i recipienten.In all alternatives, one thus encounters problems. In case (a) environmental problems due to complexing agents in the recipient, in cases (b) and (c) severe crustal problems on the brown side and in the chemical recovery system. It is therefore desirable that the backwater from the bleaching plant has such a low level of controversial complexing agents from an environmental point of view that the backwater can go directly to the factory's external purification and then be discharged into the recipient.

Föreslagna lösningar på inkrustproblemet.Suggested solutions to the incrustation problem.

I litteraturen finns beskrivet olika sätt för att internt rena och recirkulera blekeriavlutar för att på så sätt komma tillrätta med PFG-problemet, men gemensamt för dem alla är att de av olika orsaker inte är kostnadseffektiva. En teknik är användning av jonbytare, och en annan är membranfiltrering, men båda har det gemensamt att jonbytare och membranfilter lätt förorenas och måste rengöras, samt kräver stora kostnader i underhåll och ofta måste bytas ut. Dessa metoder har därför inte fått någon större omfattning vid massatillverkning.The literature describes various ways to internally clean and recycle bleaching liquids in order to rectify the PFG problem, but what they all have in common is that they are not cost-effective for various reasons. One technique is the use of ion exchangers, and another is membrane filtration, but both have in common that ion exchangers and membrane filters are easily contaminated and must be cleaned, and require large maintenance costs and often have to be replaced. These methods have therefore not been given any greater scope in pulp production.

Andra sätt att genomföra metalljonextraktioner har beskrivits i våra tidigare svenska patentansökningar nr 9603858-3 och 9603859- 508 227 7 1 titulerade "Förfarande vid framställning av cellulosamassa" respektive "Förfarande vid tillverkning av lignocellulosa". Dessa innefattar metalljonextraktion av lignocellulosa med en organofil komplexbildare löst i ett organiskt lösningsmedel, företrädesvis terpentin, under reduktiva betingelser. Kravet på reduktiva be- tingelser enligt dessa tidigare patentansökningar härrör fràn det faktum, att man konstaterat att metalljonkomplex av övergångs- metaller i de högre valensstadierna vid pH-värden över ca. 8,5 har en tendens att falla ut i vattenhaltiga medier, varvid utfällningen företrädesvis sker på massafibrerna om sådana finns närvarande.Other methods of carrying out metal ion extractions have been described in our previous Swedish patent applications Nos. 9603858-3 and 9603859-508 227 7 1 entitled "Process for the production of cellulose pulp" and "Process for the manufacture of lignocellulose", respectively. These include metal ion extraction of lignocellulose with an organophilic complexing agent dissolved in an organic solvent, preferably turpentine, under reductive conditions. The requirement for reductive conditions according to these previous patent applications stems from the fact that it has been found that metal ion complexes of transition metals in the higher valence stages at pH values above approx. 8.5 has a tendency to precipitate in aqueous media, the precipitation preferably taking place on the pulp fibers if such are present.

Detta problem har behandlats och varit föremål för diskussioner även i vårt amerikanska patent U.S.P. 5,57l,378, men i det fallet främst på blekerisidarn i ett nytt och effektivare Q-steg i samband med peroxidblekning.This problem has been addressed and discussed even in our U.S. patent U.S.P. 5.57l, 378, but in that case mainly on the bleaching agent in a new and more efficient Q-step in connection with peroxide bleaching.

För att sammanfatta våra tidigare svenska patentansökningar nr 9603858-3 och 9603859-1, löstes problemet tack vare de organofila komplexens höga stabilitet och löslighet i det organiska lösningsmedlet; PFG i form av övergångsmetalljoner, men också inkrustbildande metalljoner, såsom Ca och Mg, kunde effektivt extraheras.To summarize our previous Swedish patent applications Nos. 9603858-3 and 9603859-1, the problem was solved due to the high stability and solubility of the organophilic complexes in the organic solvent; PFG in the form of transition metal ions, but also crust-forming metal ions, such as Ca and Mg, could be efficiently extracted.

LÖSNINGEN PÅ PROBLEMET Uppfinningen.THE SOLUTION TO THE PROBLEM The invention.

Problemen vid förfarandena enligt den tidigare tekniken har nu enligt föreliggande uppfinning lösts genom metalljonextraktion med terpentinoljerelaterade extraktionsmedel i närvaro av ett oxidationsmedel, med eller utan en organofil komplexbildare. Vid tillämpning på lignocellulosa, närmare bestämt på sulfatmassa, erhålles samtidigt med metalljonextraktionen en delignifiering och en blekning. Föreliggande uppfinning omfattar följande skeenden; komplexbindning, jonbyte, metalljonextraktion och delignifiering. De terpentinoljerelaterade extraktionsmedlen, med eller utan organofil komplexbildare, är grundläggande för 508 227 s uppfinningen. Till detta kommer den överraskande upptäckten, att komplexen av övergàngsmetalljonerna i den organiska fasen under oxidativa betingelser är stabila vid betydligt högre pH-värden än vad som tidigare ansetts möjligt.The problems of the prior art processes have now been solved according to the present invention by metal ion extraction with turpentine oil related extractants in the presence of an oxidizing agent, with or without an organophilic complexing agent. When applied to lignocellulose, more specifically to sulphate pulp, a delignification and a bleaching are obtained simultaneously with the metal ion extraction. The present invention encompasses the following events; complex binding, ion exchange, metal ion extraction and delignification. The turpentine oil related extractants, with or without organophilic complexing agents, are fundamental to the invention. In addition, there is the surprising discovery that the complexes of the transition metal ions in the organic phase under oxidative conditions are stable at significantly higher pH values than previously considered possible.

Vàr förklaringsmodell till stabiliteten är att oxidationen av övergàngsmetalljonerna till minst ett steg över deras lägsta valensstadier ökar komplexkonstanterna med flera tiopotenser i förhållande till motsvarande komplexkonstanter för metalljonerna i de lägsta valensstadierna. I vattenmedium konkurreras denna ökade stabilitet: emellertid. ut av att lösligheten av nämnda metalljoners hydroxider samtidigt minskar, varför hydroxiderna faller ut redan vid pH-värden över ca. 8. Detta samspel mellan löslighetsprodukt för hydroxiderna och komplexkonstanterna uttryckes som respektive metalljoners konditionella komplexkon- stanter. Enligt förklaringsmodellen sjunker dessa dramatiskt i vattenmedium vid pH över ca. 8, i motsats till i det organiska mediet, där hydroxyljonkoncentrationen är låg. Förkla- ringsmodellen kommer att utvecklas ytterligare längre fram i tQXten .Our explanatory model for stability is that the oxidation of the transition metal ions to at least one step above their lowest valence stages increases the complex constants by several tens of powers relative to the corresponding complex constants for the metal ions in the lowest valence stages. In aqueous medium, this increased stability competes: however. due to the fact that the solubility of the hydroxides of said metal ions decreases at the same time, so that the hydroxides precipitate already at pH values above approx. 8. This interaction between the solubility product of the hydroxides and the complex constants is expressed as the conditional complex constants of the respective metal ions. According to the explanatory model, these drop dramatically in aqueous medium at a pH above approx. 8, as opposed to in the organic medium, where the hydroxyl ion concentration is low. The explanation model will be developed further later in the tQX.

Inom ramen för konceptet finns även extraktion av anjoner, d.v.s. motjoner till ovannämnda metalljoner, vilka tillsammans med metalljonerna kan bilda svàrlösliga salter orsakande inkrustproblem. Extraktionen sker pá samma sätt som vid extraktion av metalljoner, men genom jonparsextraktion med en organofil oniumförening, som kommer att beskrivas närmare nedan, i stället för genom komplexbildningsextraktion med organofil komplexbildare. Anjoner som orsakar inkrustproblem är bl.a. karbonat-, oxalat-, och sulfatjoner, men till kategorin anjoner hör även metalljonkomplexen av konventionella komplexbildare såsom NTA, EDTA ocn DTPA, och även dessa komplex visade sig kunna extraheras över till den organiska fasen. Detta innebär att en organofil oniumförening, som ju är katjonisk, kan extrahera metalljoner, som ju också är katjoniska, varvid nämnda organofila konventionella komplexbildare fungerar som bärare för metalljonerna i ett oväntat väl fungerande koncept. På detta sätt 508 227 9 erbjuder enbart anjonextraktionen ett komplett koncept för extraktion och kontroll av inkrustbildande anjoner och katjoner (metalljoner).Within the framework of the concept there is also extraction of anions, i.e. counterions to the above metal ions, which together with the metal ions can form sparingly soluble salts causing crustal problems. The extraction takes place in the same way as in the extraction of metal ions, but by ion pair extraction with an organophilic onium compound, which will be described in more detail below, instead of by complex formation extraction with organophilic complexing agents. Anions that cause crusting problems include carbonate, oxalate and sulphate ions, but the category of anions also includes the metal ion complexes of conventional complexing agents such as NTA, EDTA and DTPA, and these complexes also proved to be able to be extracted over to the organic phase. This means that an organophilic onium compound, which is cationic, can extract metal ions, which are also cationic, said organophilic conventional complexing agents acting as carriers for the metal ions in an unexpectedly well-functioning concept. In this way, the anion extraction alone offers a complete concept for the extraction and control of crust-forming anions and cations (metal ions).

Qppfinninggn i sulfatprocessen.Invention in the sulfate process.

Med sulfatprocessen som exempel beskrives i det följande vad som sker och vad som kan uppnås vid en metalljonextraktionen med ett terpentinoljerelaterat extraktionsmedel i närvaro av ett oxida- tionsmedel, med eller utan en organofil komplexbildare på den bruna sidan i alkalisk miljö. Med oxidationsmedlet avses att övergàngsmetallerna oxideras upp minst ett steg över sina lägsta valensnivåer, vilket ger stabila organofila komplex, som i sin tur katalyserar en delignifiering av lignocellulosan. De exakta mekanismerna för detta är ej kända, men sannolika sådana kommer att beskrivas längre fram i texten, där det även förklaras närmare varför oxidationen av övergàngsmetallerna ger stabilare komplex. Här kan även hänvisas till vårt patent U.S. 5,57l,378, samt till: Nordgren, A. and Elofson, A., "New Process for Metal Ion Chelation at elevated pH in Pulp Production", 1994 Pulpina Conference, TAPPI PRESS, Proceedings Book 3, sid. 1321 (1994).Using the sulphate process as an example, the following describes what happens and what can be achieved in a metal ion extraction with a turpentine oil-related extractant in the presence of an oxidizing agent, with or without an organophilic complexing agent on the brown side in an alkaline environment. By the oxidizing agent is meant that the transition metals are oxidized up at least one step above their lowest valence levels, giving stable organophilic complexes, which in turn catalyze a delignification of the lignocellulose. The exact mechanisms for this are not known, but probable ones will be described later in the text, where it is also explained in more detail why the oxidation of the transition metals gives more stable complexes. Reference may also be made here to our patent U.S. 5.57l, 378, and to: Nordgren, A. and Elofson, A., "New Process for Metal Ion Chelation at Elevated pH in Pulp Production", 1994 Pulpina Conference, TAPPI PRESS, Proceedings Book 3, p. 1321 (1994).

Komplexbindning/metalljonextraktionavövergångsmetallerna(t.ex.Complex bonding / metal ion extraction of the transition metals (e.g.

Fe och Mn) och de i egentlig mening inkrustbildande metalljonerna (t.ex. Ca, Mg och Ba), m.a.o. PFG redan pà den bruna sidan gör att PFG i en betydligt mindre omfattning, via massaflödet, kommer över till komplexbildar(förbehandlings)steget (Q) och peroxidsteget (P) i. blekeriet. Genom att ena betydligt mindre mängd PFG når Q-steget, blir behovet av komplexbildare (EDTA eller DTPA) betydligt mindre där och uttvättning av de komplex som bildas blir vid en given spädningsfaktor effektivare i Q- stegets tvättfilter före P-steget. Delignifieringen som samtidigt sker, befriar lignocellulosan från en avsevärd mängd lignin, som i form av molekylfragment (COD) avlägsnas redan under metalljonextraktionen på bruna sidan, något som gynnar en låg peroxidförbrukning i blekeriets P-steg.Fe and Mn) and the actually crust-forming metal ions (eg Ca, Mg and Ba), m.a.o. PFG already on the brown side means that PFG to a much lesser extent, via the pulp flow, passes over to the complexing (pre-treatment) stage (Q) and the peroxide stage (P) in the bleaching plant. By one significantly smaller amount of PFG reaching the Q-step, the need for complexing agents (EDTA or DTPA) becomes significantly less there and washing out of the complexes formed becomes at a given dilution factor more efficient in the Q-step washing filter before the P-step. The simultaneous delignification frees the lignocellulose from a considerable amount of lignin, which is removed in the form of molecular fragments (COD) already during the metal ion extraction on the brown side, which favors a low peroxide consumption in the bleaching stage of P.

Taget i betraktande och inkluderande även ett syrgassteg (O) och 508 227 10 ett (mindre vanligt förekommande) ozonsteg (Z) förutom Q- och P- stegen som beskrivits i översikten ovan, så genomföres komplex- bindningen/metalljonextraktionen/delignifieringen så tidigt som möjligt på den bruna sidan i en position redan före syrgassteget, så att PFG, i synnerhet Fe, ej når detta i större utsträckning och selektiviteten Samtidigt befrias påverkar negativt. lignocellulosan genom kombinationen av komplexbindning, metalljonextraktion och delignifiering, som tidigare nämnts, från När på så sätt mera PFG och COD har blir det mindre kvar in till syrgassteget (O), i förekommande fall till (Z), oxidsteget (P) i en avsevärd mängd COD. extraherats ut och avlägsnats från lignocellulosan, ozonsteget samt, vilket tidigare beskrivits, till per- blekeriet, förbrukningen av syrgas, eventuell ozon, samt väteperoxid. Genom vilket i sin tur minskar att en betydligt mindre mängd PFG når Q-steget blir, som tidigare nämnts, behovet av komplexbildare, EDTA eller DTPA, betydligt mindre i detta. Därigenom vinnes fördelar, både genom att behovet av komplexbildare i Q-steget och delignifiering i P-steget blir mindre, vilket sparar både komplexbildare och väteperoxid samtidigt som miljöfördelar vinnes genom att betydligt mindre mängd syreförbrukande organisk substans (COD) och komplexbildare (i form av komplexbunden PFG) går ut i recipienten. Huvusakligen endast den mindre mängd av syreförbrukande organiska föreningar (utlöst lignin och kolhydrater) som bildas i blekeriet belastar då den externa reningen i form av COD. Vill man eliminera även denna belastning måste även blekeriets bakvattensystem integreras med kemikalieåtervinningen, antingen direkt eller i motström via den bruna sidan. Uppfinningen erbjuder genom vad som ovan sagts EFM- stora möjligheter till en slutning av systemet under betingelser.Taking into account and including also an oxygen step (0) and a (less common) ozone step (Z) in addition to the Q and P steps described in the overview above, the complex bonding / metal ion extraction / delignification is performed as early as possible on the brown side in a position already before the oxygen step, so that PFG, in particular Fe, does not reach this to a greater extent and the selectivity is simultaneously liberated has a negative effect. lignocellulose by the combination of complex binding, metal ion extraction and delignification, as previously mentioned, from When thus has more PFG and COD, it becomes less left in to the oxygen step (O), where appropriate to (Z), the oxide step (P) in a considerable amount of COD. extracted and removed from the lignocellulose, the ozone step and, as previously described, to the perisher, the consumption of oxygen, any ozone, and hydrogen peroxide. Which in turn reduces the fact that a much smaller amount of PFG reaches the Q step, as previously mentioned, the need for complexing agents, EDTA or DTPA, becomes significantly less in this. Thereby benefits are gained, both by reducing the need for complexing agents in the Q-step and delignifying in the P-step, which saves both complexing agents and hydrogen peroxide, while environmental benefits are gained by significantly reducing the amount of oxygen-consuming organic matter (COD) and complexing agents (in the form of complex-bound PFG) enters the recipient. Essentially only the smaller amount of oxygen-consuming organic compounds (released lignin and carbohydrates) formed in the bleaching plant then loads the external purification in the form of COD. If you also want to eliminate this load, the bleaching plant's backwater system must also be integrated with the chemical recovery, either directly or in countercurrent via the brown side. Through what has been said above, the invention offers great opportunities for EFM to close the system under conditions.

Det är underförstått att uppfinningen inte är begränsad enbart till processlinjen för massaframställning, till vilken den brunö sidan hör, utan även inbegriper andra sektorer.It is to be understood that the invention is not limited only to the mass production process line to which the brown island side belongs, but also includes other sectors.

Sammanfattningsvis gäller således: (l) processlinjen för massaframställning; (2) kemikalieàtervinningscykeln; (3) kokvätskeberedningen; i vilka sektorer extraktionerna kan göras 508 227 ll i minst en position, i minst ett av följande steg eller moment: (1) (a) flishantering före kokare, (b) förimpregnering till kokare, (c) kokare, (d) kokarens tvättzon (kontinuerlig teknik) eller kokarens förträngningsmoment (superbatch- teknik), (e) avdrag före svartlutsindunstning, (f) efter kokare pà bruna sidan på massa och på bakvattenflöden, (g) i blekeriet pá massa och pà bakvattenflöden, (h) efter blekeriet, t.ex. i kombination med pappers- eller kartongmaskiner; (2) svartlutsindunstning; (3) (a) grönlutsklarning, eller (b) vitlutsklarning.In summary, the following applies: (l) the process line for mass production; (2) the chemical recycling cycle; (3) the cooking liquid preparation; in which sectors the extractions can be performed 508 227 ll in at least one position, in at least one of the following steps or steps: (1) (a) chip handling before boiler, (b) pre-impregnation to boiler, (c) boiler, (d) boiler washing zone (continuous technology) or boiler displacement (superbatch technology), (e) deduction before black liquor evaporation, (f) after boilers on the brown side of pulp and on backwater flows, (g) in the bleaching of pulp and in backwater flows, (h) after bleaching , e.g. in combination with paper or board machines; (2) black liquor evaporation; (3) (a) green liquor clearance, or (b) white liquor clearance.

Extraktignsförsök.Extract experiments.

Enligt föreliggande uppfinning extraheras PFG från lignocellulosa genom metalljonextraktion med eller utan organofil komplexbildare löst i terpentin i närvaro av ett oxidationsmedel varvid samtidigt en delignifiering sker. Genom extraktionen avlägsnas inkrustbildande PFG och syreförbrukande organiska species (COD) fràn lignocellulosan, vilket som tidigare framhàllits möjliggör en slutning av systemet under EFM-betingelser. Med utgångspunkt fràn det periodiska systemet är följande ämnen de viktigaste när det gäller PFG: grupp I: Na, K, och Cu grupp II: Ca, Mg, Zn och Ba grupp III: Al grupp VI: Cr och Mo, grupp VII: Mn grupp VIII, IX och X: Fe, Co och Ni Till vår överraskning visade det sig att terpentin som extraktionsmedel, utan organofil komplexbildare, hade betydande jonbytarkapacitet för ovannämnda PFG. Exempelvis visade det sig möjligt, att vid en enstegsextraktion med balsamterpentin av kinesiskt ursprung extrahera ut betydande mängder av fiberadsorberade och vattenlösta metalljoner från sulfatmassa.According to the present invention, PFG is extracted from lignocellulose by metal ion extraction with or without organophilic complexing agent dissolved in turpentine in the presence of an oxidizing agent, whereby at the same time a delignification takes place. The extraction removes crust-forming PFG and oxygen-consuming organic species (COD) from the lignocellulose, which, as previously pointed out, allows the system to be closed under EFM conditions. Starting from the periodic table, the following substances are the most important for PFG: group I: Na, K, and Cu group II: Ca, Mg, Zn and Ba group III: Al group VI: Cr and Mo, group VII: Mn group VIII, IX and X: Fe, Co and Ni To our surprise it turned out that turpentine as extractant, without organophilic complexing agent, had significant ion exchange capacity for the above PFG. For example, it was found possible that in a one-step extraction with balsamic turpentine of Chinese origin, significant amounts of fiber adsorbed and anhydrous metal ions were extracted from sulfate pulp.

Visserligen kunde betydligt mera extraheras över till den 508 227 12 organiska fasen vid närvaro av organofil komplexbildare, men det rena terpentinet kan i vissa fall vara ett alternativ eller komplement till kombinationen av organiskt extraktionsmedel med organofil komplexbildare. Inriktningen har här varit att extrahera metalljoner men det är självklart att alla typer av katjoner kan extraheras, t.ex. ammoniumjoner.Although much more could be extracted into the organic phase in the presence of organophilic complexing agents, the pure turpentine may in some cases be an alternative or complement to the combination of organic extractant with organophilic complexing agents. The focus here has been on extracting metal ions, but it is obvious that all types of cations can be extracted, e.g. ammonium ions.

Terpentinoljor* är en. undergrupp av 'växt- och trädsafter som sammanfattas under begreppet eteriska oljor, i flertalet fall bestående av blandningar av terpen- och seskviterpenföreningar med en mindre andel föreningar från andra föreningsklasser. En andra större grupp består i stor utsträckning av aromatiska föreningar innefattande fenoler. Under begreppet eteriska oljor går även eukalyptusoljor, sassafrasolja och kamferolja, av vilka särskilt eukalyptusoljor är intressanta som extraktionsmedel i massaindustrin då eukalyptusved är en viktig råvara för massaframställning.Turpentine oils * are one. subgroup of 'plant and tree sap's summarized under the concept of essential oils, in most cases consisting of mixtures of terpene and sesquiterpene compounds with a smaller proportion of compounds from other classes of compounds. A second larger group consists largely of aromatic compounds including phenols. The concept of essential oils also includes eucalyptus oils, sassafras oil and camphor oil, of which eucalyptus oils in particular are interesting as extraction agents in the pulp industry as eucalyptus wood is an important raw material for pulp production.

Terpentinolja är samlingsnamnet pà de såsom "terpentin" eller "balsam" betecknade flyktiga beståndsdelar i råhartser från i synnerhet pinusarter av olika barrträd. Allt efter utgàngsmaterial och framställningssätt skiljer man enligt DIN 53248 (April 1977) mellan t.ex.: balsamterpentinolja; genom extraktion och/eller vattenångdestillation renad rotterpentinolja; rå och renad sulfatterpentinolja; sulfitterpentinolja; renad (destillerad) trätjära, etc..Turpentine oil is the collective name for the volatile constituents in raw resins from in particular pinus species of various conifers, referred to as "turpentine" or "balsam". Depending on the starting material and production method, a distinction is made according to DIN 53248 (April 1977) between, for example: balsamic turpentine oil; by extraction and / or steam distillation purified rat pentin oil; crude and purified sulphate pentine oil; sulfite pentine oil; purified (distilled) wood tar, etc ..

Huvudbeståndsdelarna i terpentinoljor är mono- och bicykliska monoterpener Cmflm; dessutom finns mindre mängder terpen-syre- föreningar (t.ex. terpenalkoholer), seskviterpener CwH¿4ock1andra föreningar; sammansättningen beror pà från vilken pinusart terpentinoljan utvunnits, men huvudkomponent är i de flesta fall alfa-pinen med i nämnd ordning avtagande mängder beta-pinen, kamfen, 3-karen och limonen. 0 T.ex. kan svensk sulfatterpentin innehålla: 50-75 s alfa-pinen; O 4-7 % beta-pinen; l % kamfen; 15-40 % 3-karen; 1-3 a limonen, och 508 227 13 ha ett kokpunktsområde av 150-l75°C vid 1013 mbar. Terpentinolja av kinesiskt ursprung, vilken använts vid försöken, kan bestå av: 60-92 % alfa-pinen; 4-9 % beta-pinen; l-2 % kamfen; 0-10 % 3- karen; 1-3 % limonen, och ha ett kokpunktsområde av 150-160 °C vid 1013 mbar.The main constituents of turpentine oils are mono- and bicyclic monoterpenes Cm fl m; in addition, there are minor amounts of terpene-oxygen compounds (eg, terpene alcohols), sesquiterpenes, and other compounds; the composition depends on the pinus species turpentine oil is extracted from, but the main component is in most cases the alpha-pinene with decreasing amounts of beta-pinene, camphene, 3-karen and limonene in that order. 0 Eg. Swedish sulphate pentine may contain: 50-75 s alpha-pinene; O 4-7% beta-pinene; l% camphor; 15-40% 3-car; 1-3 a limonene, and 508 227 13 ha a boiling point range of 150-l75 ° C at 1013 mbar. Turpentine oil of Chinese origin, which has been used in the experiments, may consist of: 60-92% alpha-pinene; 4-9% beta-pinene; 1-2% camphene; 0-10% 3- karen; 1-3% limonene, and have a boiling point range of 150-160 ° C at 1013 mbar.

Förutom de ovan angivna beståndsdelarna kan terpentinolja innehålla alfa- och gamma-terpinen, alfa- och beta-fellandren, terpinolen, myrcen, p-cymol, bornylacetat, anetol, seskviterpen, heptan, nonan och flera andra föreningar såsom abietinsyror, pimarsyror och palustrinsyror, vilka är derivat av tricykliska terpener. De tillhör gruppen naturliga hartssyror och utgör huvudbeståndsdelen av olika kolofoniumhartser. Sådana erhålles som destillationsåterstod vid destillation av terpentinbalsam utvunnen från olika tallsorter, liksom vid destillation av tallolja, där även en mindre andel fettsyror ingår i tallhartset, medan en tredje typ av kolofoniumharts erhålles genom lösningsmedelsextraktion av rotstycken (töre) och benämnes rothartser. Till gruppen syntetiska hartssyror hör föreningar såsom modifierade kolväte-, acetofenon- och polyamidhartser.In addition to the above ingredients, turpentine oil may contain alpha- and gamma-terpine, alpha- and beta-phellandren, terpinol, myrcene, β-cymol, bornyl acetate, anethole, sesquiterpene, heptane, nonane and several other compounds such as abietic acids, palimic acids, palimic acids which are derivatives of tricyclic terpenes. They belong to the group of natural resin acids and are the main constituent of various rosin resins. These are obtained as distillation residue in distillation of turpentine balsam extracted from various pine species, as well as in distillation of pine oil, where even a small proportion of fatty acids are included in the pine resin, while a third type of rosin is obtained by solvent extraction of root pieces (töre) and is called root resins. The group of synthetic resin acids includes compounds such as modified hydrocarbon, acetophenone and polyamide resins.

Sulfitterpentin skiljer sig väsentligt från de övriga terpentin- oljorna genom att innehålla så mycket som 70-90 % p-cymol samt mindre mängder borneol, dipenten och seskviterpen.Sulphite pentine differs significantly from the other turpentine oils in that it contains as much as 70-90% β-cymol and minor amounts of borneol, dipentene and sesquiterpene.

Den högre fraktionen. av destillerad trätjära, s.k. naturlig "pineoil", kan ha följande sammansättning: 50-70 % alfa- terpineol; 5-10 % borneol (och isoborneol); 5-10 % fenchol; 5-15 % andra terpentinalkoholer (p-mentanol-8, beta-terpineol, terpin, etc.); 0-10 % terpinyl och bornylacetat; 0-3 % monoterpener (pinen, dipenten, terpinoler, etc.); 5-10 % andra beståndsdelar (cineoler, kamfer, anetol, estragol, seskviterpener, etc.).The higher fraction. of distilled wood tar, so-called natural "pineoil", may have the following composition: 50-70% alpha-terpineol; 5-10% borneol (and isoborneol); 5-10% fenchol; 5-15% other turpentine alcohols (p-mentanol-8, beta-terpineol, turpin, etc.); 0-10% terpinyl and boronyl acetate; 0-3% monoterpenes (pinene, dipenten, terpinols, etc.); 5-10% other ingredients (cineoles, camphor, anethole, tarragol, sesquiterpenes, etc.).

Syntetisk: "pineoil", framställd, genonn hydratisering' av alfa- pinenrika terpentinoljefraktioner, kan ha följande sammansättning: 50-95 % alfa- och gamma-terpineol; 3-20 % andra no 508 227 14 terpenalkoholer (beta-terpineol, terpinen-1-ol, fenchol, etc.); O-30 % terpener (3-karen, terpinen, dipenten, terpinoler, etc.); 1-10 % 1,4- och 1,8-cineol.Synthetic: "pineoil", produced by thorough hydration of alpha-pinene-rich turpentine oil fractions, may have the following composition: 50-95% alpha- and gamma-terpineol; 3-20% other no 508 227 14 terpene alcohols (beta-terpineol, terpinen-1-ol, fenchol, etc.); O-30% terpenes (3-carene, turpins, dipents, terpinols, etc.); 1-10% 1,4- and 1,8-cineole.

De kemiska egenskaperna hos terpentinoljor beror på de ingående komponenterna, varav t.ex pinen är reaktiv i närvaro av syror, sura salter, ytaktiva föreningar eller Friedel-Crafts katalysatorer och de kan bilda hydrater i närvaro av vatten. Det är fullt tänkbart att vissa reaktioner sker under extraktionen vilka förändrar de kemiska och fysikaliska egenskaperna hos extraktionsmedlet, men då inbegripes även reaktionsprodukterna och extraktionsmedlets nya egenskaper i uppfinningens idé och tillämpningsområde.The chemical properties of turpentine oils depend on the constituent components, of which, for example, the pin is reactive in the presence of acids, acid salts, surfactants or Friedel-Crafts catalysts and they can form hydrates in the presence of water. It is quite conceivable that certain reactions take place during the extraction which change the chemical and physical properties of the extractant, but then the reaction products and the new properties of the extractant are also included in the idea and scope of the invention.

Allmänna testmetoder för karaktärisering av terpentinoljor finns sammanfattade i DIN 53248 (April 1977) och överensstämmer i stor utsträckning med internationella normer i ISO 412-1976.General test methods for characterization of turpentine oils are summarized in DIN 53248 (April 1977) and largely comply with international standards in ISO 412-1976.

Bestämning av enskilda komponenter kan göras gaskromatografiskt enligt DIN 51405 eller ASTM E 260-69. Kvantitativ analys av hartssyror i kolofoniumhartser kan göras enligt ASTM D 1585-63 och ASTM D 1240-54.Determination of individual components can be done by gas chromatography according to DIN 51405 or ASTM E 260-69. Quantitative analysis of resin acids in rosin resins can be performed according to ASTM D 1585-63 and ASTM D 1240-54.

Det är underförstått att ovan angivna terpentinoljor eller dessas derivat ingående i begreppet eteriska oljor endast utgör exempel och att även andra föreningar eller dessas derivat som innefattas under samma begrepp kan användas enskilt eller ingå som komponen- ter. Detsamma gäller terpentinersättningar såsom t.ex. dekalin och tetralin; den med terpentinolja nära besläktade hydreringsprodukten hydroterpin (monocykliska monoterpener; kokpunktsomráde 180-195 °C); destillations- och omlagrings- produkter fràn terpentinolja, eller andra på olika sätt framställda syntetiska terpentinoljor eller deras derivat.It is understood that the above-mentioned turpentine oils or their derivatives included in the concept of essential oils are only examples and that other compounds or their derivatives which are included under the same concept can also be used individually or included as components. The same applies to turpentine substitutes such as e.g. decalin and tetralin; the hydrogenation product closely related to turpentine oil hydroterpine (monocyclic monoterpenes; boiling range 180-195 ° C); distillation and rearing products from turpentine oil, or other synthetically produced synthetic turpentine oils or their derivatives.

Vidare gäller att föreningar med dissocierbara vätejoner av t.ex fenolisk karaktär, såsom t.ex. p-cymol kan ingå. Andra kan vara av tiofenolkaraktär, såsom t.ex. lignotioler bildade i sulfatprocessens koksteg, medan åter andra kan vara av 508 227 15 karboxylsyrakaraktär, t.ex talloljefettsyror innehållande bl.a. fettsyror och hartssyror, vilka kan tagas upp och lösa sig i terpentinet. Andra syror, såsom lignosulfonsyror och lignokarboxylsyrar, kan bildas i. sulfatprocessens syrgassteg genom oxidation av lignotiol- respektive ligninfragment. I sulfitprocessen kan lignosulfonsyror bildas direkt i koksteget genom sulfonering av ligninfragment. Föredragna extraktionsmedel enligt uppfinningen är balsam-, sulfat-, och sulfitterpentin, vilka inte behöver föreligga i renad form, utan kan vara ráterpentiner. Den vattenånga som under sulfat- och sulfitkokets gång gasas av frán kokarens topp innehåller ràterpentinen. Ångorna kondenseras och kondensatet ledes till en dekantör och ràterpentinen separeras ifrån som överfas. Genom oxiderande behandling och destillation kan ràterpentinen renas.Furthermore, compounds with dissociable hydrogen ions of, for example, phenolic character, such as e.g. β-cymol may be included. Others may be of the thiophenol character, such as e.g. lignotiols formed in the cooking step of the sulphate process, while still others may be of a carboxylic acid character, e.g. tall oil fatty acids containing e.g. fatty acids and resin acids, which can be taken up and dissolved in the turpentine. Other acids, such as lignosulfonic acids and lignocarboxylic acids, can be formed in the oxygen step of the sulfate process by oxidation of lignothiol and lignin fragments, respectively. In the sulfite process, lignosulfonic acids can be formed directly in the boiling step by sulfonating lignin fragments. Preferred extractants according to the invention are balsam, sulphate and sulphite turpentine, which do not have to be in purified form, but can be rater spirits. The water vapor that is gassed off from the top of the cooker during the sulphate and sulphite cooking process contains the raterin. The vapors are condensed and the condensate is led to a decanter and the raterpentine is separated off as supernatant. By oxidizing treatment and distillation, the raterpentine can be purified.

Ovanstående data för terpentinoljor och hartssyror är hämtade huvudsakligen fràn Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie 4, neubearbeitete und erweiterte Auflage band 22, kapitlen Terpene och Terpentinöl, samt band 20, kapitlet Riech und Aromastoffe, respektive band 12, kapitlen hartze, naturliche und syntetische.The above data for turpentine oils and resin acids are taken mainly from Ullmann's Encyclopedia of Technical Chemistry 4, newly edited and expanded edition volume 22, chapters Terpene and turpentine oil, and volume 20, chapter Rich and aromatic substances, respectively volume 12, chapters.

Tabell 1 nedan visar extraktionsförsök på lignocellulosa, närmare bestämt sulfatmassa i närvaro av luft vid en massakonsistens av 5 % baserat pà vattenfasen, vid viktförhàllandet vatten/terpentin " 1/1 och vid en temperatur av 60-70 °C. Jämförande studier har gjorts mellan terpentin i kombination med organofil komplex- bildare, det aromatiska kolvätet toluen i kombination med orga- nofil komplexbildare, respektive enbart terpentin. Samtliga extraktioner är enstegsextraktioner. Sulfatmassan innehöll 7 mg Fe, 251 mg Mn, 203 mg Mg och 1596 mg Ca / kg torrtänkt massa vid 12 % massakoncentration. Som organofil komplexbildare användes N,N-bis(2-hydroxi-5-nonylbensyl)glycini.stökiometriskxnängd. Det vid våra försök använda balsamterpentinet hade följande huvudsakliga sammansättning: 84 % alfa-pinen; 8 % beta-pinen; 1,5 % limonen; 1,5 % bicyklisk seskviterpen; mindre än 1 % mentylacetat. 508 227 16 Tabell 1. Extraherade till organisk fas (%) Metalljonextraktion av sulfatmassa pH Fe Mn Mg Ca Terpentin + Organofil komplexbildare 7,5 82 93 70 88 8,5 81 89 85 81 9,5 83 80 73 80 Toluen + Organofil komplexbildare 7,5 81 18 88 91 8,5 85 17 85 84 9,5 83 25 89 84 Terpentin 7,5 75 75 17 53 8,5 84 80 46 60 9,5 80 81 55 80 Enligt teknikens stândpunkïzkonkurrerar lignocellulosaj.egenskap av jonbytare i sulfatprocessen så mycket med de vattenlösliga komplexbildarna EDTA och DTPA i vattenmedium vid högre pH, att det normalt inte går att i praktiken genomföra en komplexbindning vid pH över 6. Det var därför Överraskande när vi, som tabellen visar, fann att det med terpentin, med eller utan organofil komplexbildare, gick alldeles utmärkt att effektivt extrahera metalljonerna över hela pH-området. Såsom framgår av tabellen, fungerade även toluen bra i kombination med organofil komplex- bildare, med hög procentandel extraherade metalljoner.Table 1 below shows extraction tests on lignocellulose, more specifically sulphate pulp in the presence of air at a pulp consistency of 5% based on the aqueous phase, at the weight ratio water / turpentine "1/1 and at a temperature of 60-70 ° C. Comparative studies have been made between turpentine in combination with organophilic complexing agent, the aromatic hydrocarbon toluene in combination with organophilic complexing agent and turpentine alone. All extractions are single-step extractions. The sulphate mass contained 7 mg Fe, 251 mg Mn, 203 mg Mg and 1596 mg Ca / kg dry-think. The organophilic complexing agent used was N, N-bis (2-hydroxy-5-nonylbenzyl) glycine stoichiometric amount. The balsamic turpentine used in our experiments had the following main composition: 84% alpha-pinene; 8% beta-pinene ; 1.5% limonene; 1.5% bicyclic sesquiterpene; less than 1% menthyl acetate 508 227 16 Table 1. Extracted to organic phase (%) Metal ion extraction of sulphate pulp pH Fe Mn Mg Ca Te rpentin + Organophilic complexing agent 7.5 82 93 70 88 8.5 81 89 85 81 9.5 83 80 73 80 Toluene + Organophilic complexing agent 7.5 81 18 88 91 8.5 85 17 85 84 9.5 83 25 89 84 Turpentine 7.5 75 75 17 53 8.5 84 80 46 60 9.5 80 81 55 80 According to the state of the art, lignocellulosic properties of ion exchangers in the sulphate process compete so much with the water-soluble complexing agents EDTA and DTPA in aqueous medium at higher pH, that it normally it is not possible in practice to carry out a complex bond at pH above 6. It was therefore surprising when we, as the table shows, found that with turpentine, with or without organophilic complexing agents, it was quite possible to efficiently extract the metal ions over the entire pH range. As can be seen from the table, toluene also worked well in combination with organophilic complexing agents, with a high percentage of extracted metal ions.

Extraktionsförloppet kunde enkelt följas genom utveckling av färgen från komplexen med övergångsmetalljoner, vilket kommer att närmare beskrivas längre fram i texten.The extraction process could easily be followed by developing the color from the complexes with transition metal ions, which will be described in more detail later in the text.

En orsak till den starka konkurrensen från lignocellulosan anses vara 4-O-metylglukuronsyrasubstituenter på hemicellulosan xylan, vilka i kokprocessen genom eliminering av en metoxigrupp samt Omlagring omvandlas till 4-deoxihex-4-euronsyrasubstituenter (Hex-A), vilka i egenskap av stark komplexbildare kan binda metalljoner och på så sätt fungera som jonbytare.One reason for the strong competition from lignocellulose is considered to be 4-O-methylglucuronic acid substituents on the hemicellulose xylan, which in the cooking process by elimination of a methoxy group and rearrangement are converted to 4-deoxyhex-4-euronic acid substituents (Hex-A), which form as strong can bind metal ions and thus act as an ion exchanger.

[T. Vuorinen, J. Buchert, J. Teleman, M. Tenkanen, P. Fagerström, 17' "Selective hydrolysis of hexenuronic acid groups and its appli- cation in ECF and TCF bleaching of kraft pulps", International Pulp Bleaching Conference Proceedings, Washington, USA (1996), sid. 431.[T. Vuorinen, J. Buchert, J. Teleman, M. Tenkanen, P. Fagerström, 17 '"Selective hydrolysis of hexenuronic acid groups and its application in ECF and TCF bleaching of kraft pulps", International Pulp Bleaching Conference Proceedings, Washington, USA (1996), p. 431.

En annan orsak till stark konkurrens från lignocellulosan kan vara att övergångsmetalljoner bindes till tiolgrupper bildade genom substitution på ligninkomponenten vid den höga sulfiditeten i koksteget; detta enligt en hypotes vi presenterat i vårt patent U.S. 5.571.378 (U.S.P. Appl. Serial No 08/327.9l99) “Process for high-pH metal ion chelation in pulps" (Hampox-Q) för metalljonkontroll pà blekerisidan. Enligt patentet och som ett stöd för hypotesen, kan nollnivàer av mangan åstadkommas genom oxidation i närvaro av DTPA, varvid som en del av förklaringsmodellen anfördes att lignotiolgrupper oxideras till lignosulfonsyragrupper medförande svagare bindningar till övergàngsmetalljoner varigenom DTPA förmår att komplexbinda metalljonerna. Hypotesen stödjes dessutom av erfarenheten att fiberadsorberad mangan minskar avsevärt efter oxidation och delignifiering i ett syrgassteg där förklaringsmodellen kan vara att lignotiolgrupper oxideras till lignosulfonsyragrupper och att lignotiolfragment respektive lignosulfonsyrafragment i form av mangankomplex eller mangansalter, som tidigare var en del av lignocellulosan, spjälkas av och går i lösning vid delignifieringen.Another reason for strong competition from the lignocellulose may be that transition metal ions bind to thiol groups formed by substitution on the lignin component at the high sulfidity of the boiling step; this according to a hypothesis we presented in our patent U.S. 5,571,378 (USP Appl. Serial No. 08 / 327,999) "Process for high-pH metal ion chelation in pulps" (Hampox-Q) for metal ion control on the bleaching side. According to the patent and in support of the hypothesis, zero levels of manganese can be achieved by oxidation in the presence of DTPA, whereby as part of the explanatory model it was stated that lignothiol groups are oxidized to lignosulfonic acid groups leading to weaker bonds to transition metal ions whereby DTPA is able to complex the metal ions.The hypothesis is further supported by the experience that fiber adsorbed manganese reduces oxidation. may be that lignotiol groups are oxidized to lignosulfonic acid groups and that lignotiol fragments or lignosulfonic acid fragments in the form of manganese complexes or manganese salts, which were previously part of the lignocellulosan, are cleaved off and go into solution during delignification.

Förutom de i tabellen redovisade jonerna extraherades även Al (80 %), Si (50 %), K (10 %) m.fl. Det är överraskande att Si och Al extraherades då de föreligger som silikat- respektive aluminatjoner vid det aktuella pH-området. Orsaken är inte klarlagd, men organofila ammoniumjoner kan spela en roll som bärare till organisk fas. Detta diskuteras närmare längre fram i texten.In addition to the ions reported in the table, Al (80%), Si (50%), K (10%) and others were also extracted. It is surprising that Si and Al were extracted when they are present as silicate and aluminate ions at the current pH range. The cause is not clear, but organophilic ammonium ions may play a role as carriers to the organic phase. This is discussed in more detail later in the text.

Tabell 2 nedan visar enstegs-extraktionsförsök med terpentin res- pektive toluen på enbart vattenfas utan lignocellulosa. Tabellen visar resultaten både med och utan organofil komplexbildare i de 508 227 18 organiska faserna. I dessa fall har alltså ingen massa tagits med i försöken utan extraktionerna har gjorts enbart mellan vattenfas och organisk fas bestående av respektive organiska extraktions- medel. Viktsförhållandet mellan vattenfas och organisk fas var 1/1 och temperaturen vid försöken 60-70 °C. Före extraktionen löstes 139 mg Fe, 137 mg Mn, 61 mg Mg och 501 mg Ca / l i form av metallsalter i vattenfasen.Table 2 below shows one-step extraction experiments with turpentine and toluene, respectively, on aqueous phase only without lignocellulose. The table shows the results both with and without organophilic complexing agents in the organic phases. In these cases, therefore, no mass has been included in the experiments, but the extractions have been made only between the aqueous phase and the organic phase consisting of the respective organic extractants. The weight ratio of aqueous phase to organic phase was 1/1 and the temperature in the experiments was 60-70 ° C. Prior to extraction, 139 mg of Fe, 137 mg of Mn, 61 mg of Mg and 501 mg of Ca / l were dissolved as metal salts in the aqueous phase.

Tabell 2. Extraherade till organisk fas (%) Metalljonextraktion av vattenfas pH Fe Mn Mg Ca Terpentin + Organofil komplexbildare 7,5 85 100 11 49 8,5 85 100 61 86 9,5 78 95 72 90 Toluen + Organofil komplexbildare 7,5 78 63 4 22 8,5 85 88 6 33 9,5 85 88 18 53 Terpentin 7,5 53 80 5 10 8,5 40 80 9 20 9,5 55 80 26 63 Toluen 7,5 1 0 1 8,5 1 0 1 , 1 0 Av Tabell 2 framgår att toluen ensamt praktiskt taget inte extra- herade metalljonerna alls, medan terpentin fungerade bra som or- ganiskt lösningsmedel för metalljonerna. Tillsammans med organofil komplexbildare fungerade toluen jämfört med terpentin relativt bra som lösningsmedel för komplexen av Fe och Mn, men nådde inte alls upp till terpentinets nivå för Mg och Ca. Genom frånvaro av lignocellulosa framgår tydligt, vid jämförelse med Tabell 1, en tydlig ökning av extraherad Mg och Ca vid ökat pH i 508 227 19 samtliga fall utom för ren toluen, i vilken lösligheten är för låg för en bedömning. Denna tendens finns också för Fe och Mn, men mindre utpräglad.Table 2. Extracted to organic phase (%) Metallic ion extraction of aqueous phase pH Fe Mn Mg Ca Turpentine + Organophilic complexing agent 7.5 85 100 11 49 8.5 85 100 61 86 9.5 78 95 72 90 Toluene + Organophilic complexing agent 7.5 78 63 4 22 8.5 85 88 6 33 9.5 85 88 18 53 Turpentine 7.5 53 80 5 10 8.5 40 80 9 20 9.5 55 80 26 63 Toluene 7.5 1 0 1 8.5 1 0 1, 1 0 Table 2 shows that toluene alone practically did not extract the metal ions at all, while turpentine functioned well as an organic solvent for the metal ions. Together with organophilic complexing agents, toluene compared with turpentine worked relatively well as a solvent for the complexes of Fe and Mn, but did not reach the level of turpentine for Mg and Ca. at all. The absence of lignocellulose clearly shows, in comparison with Table 1, a clear increase in extracted Mg and Ca at increased pH in all cases except for pure toluene, in which the solubility is too low for an assessment. This tendency is also present for Fe and Mn, but less pronounced.

Vid likadana försök som i Tabell 2 men i närvaro av stökiometrisk mängd DTPA, utkonkurrerades DTPA av den organofila komplexbildaren i. terpentin så att den övervägande delen av metalljonerna extraherades över till den organiska fasen i det höga pH-området liksom i försöken enligt Tabell 2. Detta var oväntat och överraskande eftersom DTPA är den effektivaste komplexbildaren i sitt slag, och det kan tolkas som synergism mellan terpentin och organofil komplexbildare, då nämligen såväl organofil komplexbildare i toluen som enbart terpentin gav endast en obetydlig metalljonextraktion i närvaro av DTPA. När det gäller enbart terpentin skiljer sig alltså resultatet från det i Tabell 2, där metalljonextraktionen var betydande; en skillnad som alltså är en effekt av DTPA. Metalljonextraktionen med enbart toluen var knappt påvisbar såväl i närvaro som i frånvaro av DTPA.In similar experiments as in Table 2 but in the presence of stoichiometric amount of DTPA, DTPA was outcompeted by the organophilic complexing agent in turpentine so that the majority of the metal ions were extracted over to the organic phase in the high pH range as in the experiments of Table 2. This was unexpected and surprising because DTPA is the most effective complexing agent of its kind, and it can be interpreted as a synergism between turpentine and organophilic complexing agents, as both organophilic complexing agents in toluene and only turpentine gave only an insignificant metal ion extraction in the presence of DTPA. In the case of turpentine alone, the result thus differs from that in Table 2, where the metal ion extraction was significant; a difference which is thus an effect of DTPA. The metal ion extraction with toluene alone was barely detectable both in the presence and absence of DTPA.

Under extraktionen genomgick, som tidigare nämnts, de organiska faserna en karakteristisk färgskiftning från färglös mot svagt orange över purpur till slutligen en brunaktig nyans, indikerande en oxidation genom luftens syre av det organofila Fe(II) och Mn(II)-komplexet till högre valensnivåer; till Fe(III) respektive minst Mn(III), kanske Mn(IV). Dessa komplex har visat sig stabila i det organiska mediet, vilket är pàvisbart genom förekomsten av deras karakteristiska färg även vid så höga pH som 11,5-12. Det kan förmodas att det är den specifika kemiska - fysikaliska omgivningen i det organiska mediet som betingar stabiliteten, eftersom t.ex. EDTA- eller DTPA-komplexen med mangan i sina högre valensnivåer inte är stabila i vattenmedium vid så höga pH, utan att som tidigare nämnts utkonkurreras av i kokprocessen modifierad lignocellulosa eller falla ut som oxidhydrater redan vid pH över 6.During the extraction, as previously mentioned, the organic phases underwent a characteristic color shift from colorless to pale orange over purple to finally a brownish hue, indicating an oxidation by air oxygen of the organophilic Fe (II) and Mn (II) complex to higher valence levels. ; to Fe (III) and at least Mn (III), perhaps Mn (IV). These complexes have been shown to be stable in the organic medium, as evidenced by the presence of their characteristic color even at pH 11.5-12. It can be assumed that it is the specific chemical-physical environment in the organic medium that conditions the stability, since e.g. The EDTA or DTPA complexes with manganese in their higher valence levels are not stable in aqueous medium at such high pH, but as previously mentioned are outcompeted by lignocellulose modified in the boiling process or precipitate as oxide hydrates already at pH above 6.

Det var därför överraskande när vi fann att komplexen av över- 508 227 20 gångsmetallerna.i den.organiska fasen.under oxidativa betingelser var stabila vid betydligt högre pH-värden än vad som tidigare ansetts möjligt. Oxidationen av övergångsmetalljonerna till valenser ett steg över deras lägsta ökar komplexkonstanterna med flera tiopotenser. Detta kan enligt vad vi funnit i våra studier utnyttjas upp till pH 11,5-12, då annars så svaga komplex bildas att oxidhydrater börjar falla ut eller konkurrensen från närvarande fiberfas, vilken som tidigare nämnts också fungerar som jonbytare, medför fiberadsorption. Vid pH över 11,5-12 överväger fördelarna med reduktiva betingelser enligt våra två tidigare patentansökningar, i vilka betonas extraktion under reduktiva betingelser för att få över övergångsmetalljonerna till de lägre valensnivåerna.It was therefore surprising when we found that the complexes of the transition metals.in the.organic phase.in oxidative conditions were stable at significantly higher pH values than previously considered possible. The oxidation of the transition metal ions to valences one step above their lowest increases the complex constants by several tens of powers. According to what we have found in our studies, this can be utilized up to pH 11.5-12, when otherwise so weak complexes are formed that oxide hydrates begin to precipitate or the competition from the present fiber phase, which as previously mentioned also functions as an ion exchanger, leads to fiber adsorption. At pH above 11.5-12, the benefits of reductive conditions according to our two previous patent applications outweigh the extraction under reductive conditions to get over the transition metal ions to the lower valence levels outweigh.

Således har genom föreliggande uppfinning ett välkänt problem vid sulfatmassatillverkning lösts, nämligenlatt effektivt kunna komp- lexbinda övergångsmetaller såsom Mn(III) och Fe(III) i form av stabila komplex vid höga pH, som nämnts upp till pH 11,5-12.Thus, by the present invention, a well-known problem in sulphate pulp production has been solved, namely, to be able to efficiently complex bond transition metals such as Mn (III) and Fe (III) in the form of stable complexes at high pH, as mentioned up to pH 11.5-12.

Problemet att inte effektivt kunna komplexbinda och avlägsna dessa metalljoner i oxidativ miljö, d.v.s. på bruna sidan efter sileriet, fr. o.m. syrgassteget där höga pH råder, har därmed fått en överraskande lösning. Grundläggande är, som framgått av vad som tidigare sagts, extraktionen med organiska lösningsmedel, företrädesvis terpentinoljor, i vilka tack vare komplexens höga stabilitet och löslighet, PFG i form av övergångsmetalljoner, men också inkrustbildande metalljoner, såsom t.ex. Ca och Mg, effektivt kunde extraheras. Organiska lösningsmedel överhuvudtaget, men terpener' i synnerhet, i kombination. med organofila komplexbildare ökar ytterligare dessa möjligheter.The problem of not being able to effectively complex and remove these metal ions in oxidative environments, i.e. on the brown side after the silage, fr. if. the oxygen step where high pH prevails, has thus been given a surprising solution. Basic, as stated above, is the extraction with organic solvents, preferably turpentine oils, in which due to the high stability and solubility of the complexes, PFG in the form of transition metal ions, but also crust-forming metal ions, such as e.g. Ca and Mg, could be efficiently extracted. Organic solvents in general, but terpenes in particular, in combination. with organophilic complexing agents further increases these possibilities.

Den logiska men överraskande slutsatsen av det föregående är, som tidigare nämnts, att komplexen i det organiska lösningsmedlet är stabilare och utkonkurrerar komplexbildare som EDTA och DTPA, men även hexenuronsyran och/eller lignotiolerna i den i kokprocessen modifierade lignocellulosan upp till pH 11,5-12; när det gäller hexenuronsyran, genom att denna genom oxidativ hydrolys spjälkas av och omlagras till andra species under extraktionen, och/eller 508 227 21 genom att komplexen i det organiska lösningsmedlet är stabilare än t.o.m. hexenuronsyran; när det gäller lignotiolerna, genom att dessa oxideras till lignosulfonsyror och/eller genom att lignotioler respektive lignosulfonsyror spjälkas av som ett led i delignifieringsprocessen under extraktionen.och/eller genom att komplexen i det organiska lösningsmedlet är stabilare än komplexen av lignotiolerna respektive lignosulfonaterna. Oavsett hur det förhåller sig, så är detta nydanande eftersom problemet med metalljonaffinitet till lignocellulosa enligt teknikens ståndpunkt hittills endast har kunnat lösas genom hydrolys vid lågt pH (ca. 3) och hög temperatur (ca. 90 °C), eller genom starkt sur oxidativ blekning/delignifiering med ozon eller klordioxid.The logical but surprising conclusion of the foregoing is, as previously mentioned, that the complexes in the organic solvent are more stable and outcompete complexing agents such as EDTA and DTPA, but also the hexenuronic acid and / or the lignotiols in the lignocellulose modified in the cooking process up to pH 11.5. 12; in the case of hexenuronic acid, in that it is cleaved by oxidative hydrolysis and rearranged into other species during the extraction, and / or in that the complexes in the organic solvent are more stable than t.o.m. the hexenuronic acid; in the case of the lignotiols, by oxidizing them to lignosulfonic acids and / or by cleaving lignotiols and lignosulfonic acids as part of the delignification process during the extraction and / or by making the complexes of the organic solvent more stable than the complexes of the lignotiols and lignosulfonates, respectively. Regardless of the situation, this is innovative because the problem of metal ion affinity for lignocellulose according to the prior art has so far only been solved by hydrolysis at low pH (about 3) and high temperature (about 90 ° C), or by strongly acid oxidative bleaching / delignification with ozone or chlorine dioxide.

Föreliggande uppfinning kompletterar våra tidigare svenska patentansökningar nr 9603858-3 och 9603859-1 vad gäller användning av organofil komplexbildare. I föreliggande uppfinning gäller i gränsfallet att doseringen av komplexbildare kan gå mot noll, medan i de två föregående detta aldrig kunde vara fallet då det organiska lösningsmedlet ej antogs ha någon komplexbildarkapacitet och doseringen därför alltid måste ha ett värde större än noll. Detta var innan terpentins komplex- bildarkapacitet upptäckts och skillnaden mellan terpentin och t.ex. toluen i det avseendet klargjorts. Föreliggande uppfinning och. våra två föregående kompletterar' varandra därför på ett täckande sätt och ger tillsammans stora möjligheter att klara metalljonkontrollen vid massaproduktion under ECF-betingelser.The present invention complements our previous Swedish patent applications Nos. 9603858-3 and 9603859-1 regarding the use of organophilic complexing agents. In the present invention the limit case is that the dosage of complexing agent can go towards zero, while in the previous two this could never be the case as the organic solvent was not assumed to have any complexing capacity and the dosage must therefore always have a value greater than zero. This was before the complex-forming capacity of turpentine was discovered and the difference between turpentine and e.g. toluene in that respect clarified. The present invention and. our previous two therefore complement each other in a comprehensive way and together provide great opportunities to cope with the metal ion control in mass production under ECF conditions.

Komplexbindning under oxidativa betingelser har visserligen be- handlats och varit föremål för diskussioner i vårt amerikanska patent, U.S.P. 5,57l,378, men då främst på blekerisidan i ett nytt och effektivare Q-steg i samband med peroxidblekning.Complex bonding under oxidative conditions has admittedly been addressed and discussed in our U.S. patent, U.S.P. 5.57l, 378, but then mainly on the bleaching side in a new and more efficient Q-step in connection with peroxide bleaching.

Sammanfattningsvis visar försöken presenterade i Tabell l terpen- tins förmåga, med och utan organofil komplexbildare, att extrahera metalljoner från fast fas till vätskefas, d.v.s. i detta fall extraktion av starkt fiberadsorberade metalljoner från en sulfatmassa till organisk fas. Här är terpentin tillsammans 508 227 22 med en organofil komplexbildare bäst, men enbart terpentin har en icke obetydlig potential.In summary, the experiments presented in Table I show the ability of turpentine, with and without organophilic complexing agents, to extract metal ions from solid phase to liquid phase, i.e. in this case extraction of strongly fiber adsorbed metal ions from a sulphate mass to organic phase. Here, turpentine together with an organophilic complexing agent is best, but only turpentine has a not insignificant potential.

I Tabell 2 organiska jämförs toluen med terpentin. Tabellen visar dessa lösningsmedels förmåga, med och utan organofil komplexbildare, att extrahera metalljoner från en vätskefas till en annan, d.v.s. i de exemplifierade fallen från vattenfas till organisk fas. Utan organofil komplexbildare är terpentin helt överlägsen toluen, som utan organofil komplexbildare praktiskt taget inte löser några metalljoner alls, medan terpentin klarar sig relativt bra utan den organofila komplexbildaren. Extrak- tionerna i exemplen har gjorts i ett steg, men det är under- förstått att ett valfritt antal steg kan användas.In Table 2 organic, toluene is compared with turpentine. The table shows the ability of these solvents, with and without organophilic complexing agents, to extract metal ions from one liquid phase to another, i.e. in the exemplified cases from aqueous phase to organic phase. Without organophilic complexing agents, turpentine is completely superior to toluene, which without organophilic complexing agents practically does not dissolve any metal ions at all, while turpentine does relatively well without the organophilic complexing agent. The extractions in the examples have been done in one step, but it is understood that any number of steps can be used.

Förklaringen till terpentinets jonbytaregenskaper kan vara dess innehåll av organiska föreningar med substituenter i form av grupper fenolgrupper och hydroxylgrupper manifesterade i. en avsevärd funktionella såsom t.ex. karboxylsyragrupper, buffertkapacitet för alkalier. Således erhölls vid titrering med natriumhydroxid i vattenmedium en buffertkapacitet motsvarande 8 mekv/kg upp till pH 8,5 och 30 mekv/kg upp till pH ll, med maximala buffertkapaciteter, d.v.s. pK;värden, vid omkring 7 respektive 10 samt värden däremellan, svarande mot förekomsten av funktionella grupper med syrakaraktär, som t.ex. de ovan nämnda.The explanation for the ion exchange properties of turpentine may be its content of organic compounds with substituents in the form of groups of phenolic groups and hydroxyl groups manifested in a considerable functional such as e.g. carboxylic acid groups, buffer capacity for alkalis. Thus, upon titration with sodium hydroxide in aqueous medium, a buffer capacity corresponding to 8 meq / kg up to pH 8.5 and 30 meq / kg up to pH 11 was obtained, with maximum buffer capacities, i.e. pK; values, at about 7 and 10, respectively, and values in between, corresponding to the presence of functional groups with an acid character, such as e.g. the above.

Tänkbara föreningar med funktionella grupper av syrakaraktär skulle kunna vara naturliga och syntetiska hartssyror, fettsyror samt monohydriska, dihydriska och trihydriska fenoler. En hypotes är att nämnda grupper kan bilda komplex genom bindningar till metalljoner av kovalent och/eller elektrostatisk natur, men också bilda salter, Förutsättningen för t.ex. karboxylsyrasalter, genom jonbindningar. komplexbindning är att den bindningsförmedlande atomen i den funktionella gruppen har ett fritt elektronpar.Possible compounds with functional groups of an acid nature could be natural and synthetic resin acids, fatty acids and monohydric, dihydric and trihydric phenols. One hypothesis is that said groups can form complexes through bonds to metal ions of a covalent and / or electrostatic nature, but also form salts. carboxylic acid salts, by ionic bonds. complex binding is that the bond-mediating atom in the functional group has a free electron pair.

Sådana atomer kan vara t.ex. 0, N eller S. Möjligen kan också vissa komponenter innehållande dubbelbindningar bilda stabila s.k. pi-komplex med övergångsmetaller, vilka om aromatiska 508 227 23 egenskaper föreligger även skulle kunna ge pi-komplex av sandwichtyp.Such atoms may be e.g. 0, N or S. Possibly some components containing double bonds can also form stable so-called pi complexes with transition metals which, if present in aromatic properties, could also yield sandwich-type pi complexes.

Andra förklaringar kan finnas, men utan att vara bunden till dessa och oavsett bakomliggande mekanismer, så fungerar terpentin som jonbytare med hög kapacitet. De stora fördelarna gentemot konventionella jonbytare i granulform när det gäller massapro- duktion ligger i möjligheten att extrahera inte bara vätskefas, t.ex. filtrat pá en fiberlinje, utan också fast fas, t.ex. massafibrer i en tvättapparat. Därav följer att de också, till skillnad fràn jonbytare i granulform, fungerar utan störningar i närvaro av partikulära föroreningar. Men de flytande jonbytarna är inte begränsade till endast massaproduktion, utan :ka kan generellt användas i applikationer, där det finns ett behov av att överföra metalljoner från ett system till ett annat.Other explanations may exist, but without being bound to these and regardless of the underlying mechanisms, turpentine acts as a high-capacity ion exchanger. The great advantages over conventional ion exchangers in granular form when it comes to pulp production lie in the possibility of extracting not only liquid phase, e.g. filtered on a fiber line, but also solid phase, e.g. pulp fibers in a washing machine. It follows that they also, unlike ion exchangers in granular form, function without interference in the presence of particulate contaminants. However, the liquid ion exchangers are not limited to mass production only, but can generally be used in applications where there is a need to transfer metal ions from one system to another.

Sådana applikationer kan vara återvinning av metalljoner från olika avloppsvatten, t.ex. från ytbehandlingar såsom vid rengöring, betning, korrosionsskyddsbehandling eller från bad för plätering av metallytor såsom elektrolytiska eller kemiska bad för t.ex. koppar-, nickel-, krom-, silver-, guld-, platina- eller andra pläteringar, filmframkallningsbadzifotolaboratorier, eller överhuvudtaget där man vill återvinna värdefulla metalljoner, eller vill förhindra att joner av t.ex. tungmetaller kommer ut i recipienten. Samtidigt med metalljonerna extraheras även organiska substanser, vilka kan vara olämpliga att släppa ut i en recipient på grund av giftighet eller förbrukning av syre; det kan vara inom industrin, men det kan också gälla kommunala verksamheter, t.ex. kommunal rening.Such applications may be the recovery of metal ions from various wastewater, e.g. from surface treatments such as for cleaning, pickling, corrosion protection treatment or from baths for plating metal surfaces such as electrolytic or chemical baths for e.g. copper, nickel, chromium, silver, gold, platinum or other plating, film-developing badziphoto laboratories, or in general where you want to recycle valuable metal ions, or want to prevent ions of e.g. heavy metals come out in the recipient. Simultaneously with the metal ions, organic substances are also extracted, which may be unsuitable for release into a recipient due to toxicity or consumption of oxygen; it can be in industry, but it can also apply to municipal activities, e.g. municipal purification.

Extraktignsmedlens sammansättning Vid.experiment med vakuumdestillerad terpentin visade destillatet ingen katj onaktivitet medan destillationsàterstoden (3, 5%) visade en hög sådan, vilket har kunnat visas experimentellt i försök analoga med de som redovisats ovan, se tabell 2. Det stödjer den ovan redovisade hypotesen, att det är mindre mängder av specifika komponenter i terpentinet som betingar katjonaktiviteten. Dessa 508 227 24 komponenter kan bestå av hartssyror, fettsyror samt monohydriska, dihydriska och trihydriska fenoler, som omnämnts och beskrivits ovan. Genom att upplösa destillationsåterstoden eller en eller flera av dess komponenter i ett valfritt organiskt lösningsmedel i valfri koncentration, lämpligen starkt uppkoncentrerat, är det möjligt att komponera ett extraktionsmedel för varje specifikt ändamål.Composition of the extractants In experiments with vacuum-distilled turpentine, the distillate showed no cationic activity, while the distillation residue (3.5%) showed a high one, which has been shown experimentally in experiments analogous to those described above, see Table 2. This supports the hypothesis presented above. , that there are smaller amounts of specific components in the turpentine that condition the cationic activity. These components may consist of resin acids, fatty acids and monohydric, dihydric and trihydric phenols, as mentioned and described above. By dissolving the distillation residue or one or more of its components in an optional organic solvent in any concentration, suitably highly concentrated, it is possible to compose an extractant for each specific purpose.

Efter identifiering av komponenterna är det även möjligt att syntetisera desamma och därefter på samma sätt komponera ett extraktionsmedel för varje specifikt ändamål. Härvid är det möjligt att utgå från olika naturliga eller syntetiska hartser, såsom kolofoniumhartser respektive modifierade syntetiska hartser. Detta erbjuder stora möjligheter att förbättra den ovan påvisade sannolika synergismenxnellan en.organofil komplexbildare och extraktionsmedlet.After identification of the components, it is also possible to synthesize them and then in the same way compose an extractant for each specific purpose. In this case, it is possible to start from various natural or synthetic resins, such as rosin resins and modified synthetic resins, respectively. This offers great potential for improving the above-identified probable synergism of the enanophilic complexing agent and the extractant.

Mera exakt beskrivet kan extraktionsmedlet vara terpentin eller en förening eller en blandning av olika föreningar varvid minst en av dessa föreningar skall ha egenskaper som terpentin medan andra kan vara inaktiva eller mindre aktiva som jonbytare och främst tjäna som organiskt lösningsmedel för i systemet förekommande organiska ämnen. Definitionsmässigt skall extraktionsmedlet ha begränsad löslighet i vatten och vice versa, vilket alltså innebär att det inaktiva organiska lösningsmedlet inte behöver vara olösligt i vatten, utan kan bestå av t.ex. butanol eller andra alkoholer, som dock inte får ingå i sådan kvantitet att extraktionen förhindras genon att extraktionsmedlet får för hög löslighet i vattenfasen eller i det medium som utgör den andra fasen. Vidare kan i extraktionsmedlet ingå sådana ämnen som förekommer i massafabrikernas bakvattensystem som ett resultat av vedens behandling i fabrikationsprocessen, såsom alkoholer inklusive fettalkoholer, karboxylsyror inklusive fettsyror, mono- eller polyfunktionella fenoler och deras derivat, tioler, tiofenoler, sulfonsyror, hydrolysprodukter av hemicellulosa såsom glukuronsyra och hexenuronsyra, hydrolyspro- dukter av lignin såsom hydroxifenylpropanderivat samt hydrolys- fragment av lignin och. derivat av dessa såsom lignotioler, 508 227 25 terpentinoljor specifika för veden och fabrikationsprocessen, etc., vilket tidigare beskrivits mera utförligt. För att erhålla de önskade egenskaperna hos extraktionsmedlet och för att t.ex. öka dess katjonbytarkapacitet är det möjligt att lösa ett eller flera katjonaktiva (anjoniska) organiska föreningar i ett begränsat vattenlösligt organiskt lösningsmedel. De katjonaktiva organiska föreningarna kan t.ex. vara ett eller flera av ovan nämnda i massafabrikens bakvattensystem förekommande ämnena eller valfritt andra katjonaktiva föreningar, såsom olika hartssyror av ursprung som nämnts ovan.More precisely described, the extractant may be turpentine or a compound or a mixture of different compounds, at least one of these compounds having properties as turpentine while others may be inactive or less active as ion exchangers and mainly serve as organic solvents for organic substances present in the system. By definition, the extractant must have limited solubility in water and vice versa, which means that the inactive organic solvent does not have to be insoluble in water, but can consist of e.g. butanol or other alcohols, which, however, must not be included in such a quantity that extraction is prevented by the extractant becoming too soluble in the aqueous phase or in the medium constituting the second phase. Furthermore, the extractant may include substances present in the backwater systems of pulp mills as a result of wood treatment in the manufacturing process, such as alcohols including fatty alcohols, carboxylic acids including fatty acids, mono- or polyfunctional phenols and their derivatives, thiols, thiophenols, sulfonic acids and hemuluric acid products. and hexenuronic acid, lignin hydrolysis products such as hydroxyphenylpropane derivatives and lignin and hydrolysis fragments. derivatives thereof such as lignotiols, turpentine oils specific for the wood and the manufacturing process, etc., as previously described in more detail. In order to obtain the desired properties of the extractant and to e.g. To increase its cation exchange capacity, it is possible to dissolve one or more cationic (anionic) organic compounds in a limited water-soluble organic solvent. The cationic organic compounds can e.g. be one or more of the above-mentioned substances present in the backwater system of the pulp mill or optionally other cationic active compounds, such as various resin acids of origin mentioned above.

Som en arbetshypotes antogs det att om à andra sidan ett extraktionsmedel komponeras genom att en organofil anjonaktiv (katjonisk) förening löses i ett väsentligen vattenolösligt organiskt lösningsmedel skulle anjoner kunna extraheras med det pá så sätt komponerade extraktionsmedlet. Bland anjonerna bidrar bl.a. oxalat-, sulfat-, aluminat-, silikat-, fosfat- och karbonatjoner till inkrustproblemen genom att utgöra motjoner till t.ex. Ca-, Mg-, Al-och Ba-joner medan kloridjoner ökar korrosionsproblemen vid slutning av en massafabrik under s.k. EFM (effluent free mill)-betingelser. Det är därför under dessa betingelser, men även generellt sett, önskvärt att t.ex. i sulfat- eller sulfitprocessen.minska belastningen av dessa joner.As a working hypothesis, it was assumed that if, on the other hand, an extractant is composed by dissolving an organophilic anionic (cationic) compound in a substantially water-insoluble organic solvent, anions could be extracted with the extractant thus composed. Among the anions, i.a. oxalate, sulphate, aluminate, silicate, phosphate and carbonate ions to the crustal problems by forming counterions to e.g. Ca, Mg, Al and Ba ions while chloride ions increase the corrosion problems at the closure of a pulp mill during the so-called EFM (effluent free mill) conditions. It is therefore desirable under these conditions, but also in general, that e.g. in the sulfate or sulfite process.reduce the loading of these ions.

Eftersomtwflrofila(vattenlösliga)konventionellakomplexbildare, såsom t.ex. EDTA eller DTPA, också är anjoner både som fria ligander (vilket de i och för sig inte kan existera som i närvaro av metalljoner i en massafabrik) och som metalljonkomplex, antogs det t.o.m. att det skulle vara möjligt att till den organiska fasen extrahera över dessa komplex i form av jonpar med hjälp av den organofila anjonaktiva (katjoniska) föreningen. Detta kunde vi experimentellt bekräfta, vilket kommer att redovisas längre fram i texten.Since hydrophilic (water-soluble) conventional complexing agents, such as e.g. EDTA or DTPA, are also anions both as free ligands (which in themselves can not exist as in the presence of metal ions in a pulp mill) and as metal ion complexes, it was assumed t.o.m. that it would be possible to extract to the organic phase over these complexes in the form of ion pairs by means of the organophilic anionic (cationic) compound. We were able to confirm this experimentally, which will be reported later in the text.

En sàdan extraktion enligt uppfinningen, innebär ökade möjligheter till ett omhändertagande av även vattenlösliga komplexbildare av konventionell typ samt de komplexbundna metalljonerna från framförallt ett peroxidblekeris 508 227 26 bakvattensystem för upparbetning i ett separat system skilt från fabrikens kokkemikalieàtervinningssystem. Därigenom behöver bakvatten med metalljonkomplex från peroxidblekeriets Q-steg ej àterföras till fabrikens kokkemikalieàtervinningssystem, där inkrustbildande metalljoner pà känt sätt kan orsaka problem, eller alternativt behöver utsläpp av metallkomplex till recipienten ej göras, där metalljonkomplexen kan orsaka miljöproblem.Such an extraction according to the invention means increased possibilities for the disposal of also water-soluble complexing agents of the conventional type as well as the complexed metal ions from, above all, a peroxide bleaching backwater system for reprocessing in a separate system separate from the factory's cooking chemical recovery system. As a result, backwater with metal ion complexes from the Q-stage bleaching plant's Q stage does not need to be returned to the factory's cooking chemical recovery system, where crust-forming metal ions can cause problems in a known way, or alternatively no discharge of metal complexes to the recipient needs to be made where the metal ion complexes can cause environmental problems.

De organofila anjonaktiva (katjoniska) föreningarna kan vara organofila homologer av olika oniumsalter såsom ammonium-, sul- fonium-, oxonium-, fosfoniumsalter etc. med organiska sub- stituenter pà respektive funktionell oniumatom (respektive N, S, O, P etc), vilka vid fullt antal substituenter är stabila och uppträder som katjoniska (positiva) oniumjoner över hela pH- omràdet, såväl som motsvarande homologer av aminer, sulfiner, oxiner och fosfiner, vilka kan övergå till oniumsalter genom protonöverföring.The organophilic anionic (cationic) compounds may be organophilic homologues of various onium salts such as ammonium, sulfonium, oxonium, phosphonium salts etc. with organic substituents on the respective functional onium atom (respectively N, S, O, P etc), which at full number of substituents are stable and appear as cationic (positive) onium ions over the entire pH range, as well as corresponding homologues of amines, sulphines, oxins and phosphines, which can be converted to onium salts by proton transfer.

Föredragna oniumsalter är organofila kvaternära alkylammoniumsalter, bland vilka kvaternära homologer såsom N,N,N,N-tetraalkylammoniumbaser (R%ÜRïÜNOH) är föredragna och bland vilka sådana med 4-22 kolatomer i minst en alkylsubstituent samt vardera l-4 i de övriga tre substituenterna är mest föredragna, varav ett exempel är N-dodecyl-N,N,N-trimetyl- ammoniumhydroxid, som har tolv kolatomer i en alkylsubstituent och vardera en kolatom i de övriga tre substituenterna, och ett annat exempel tetrabutylammoniumhydroxid, som har 4 kolatomer i alla alkylsubstituenter. Motjonen (anjonen) till de olika oniumsalterna måste vara annat än den anjon som skall extraheras och är företrädesvis en hydroxyljon. Regenerering till hydroxifornx kan göras analogt med vad som beskrives för de organofila komplexbildarna under rubriken "Detaljerad.beskrivning av uppfinningen", men genom extraktion med alkalisk i stället för sur vattenlösning.Preferred onium salts are organophilic quaternary alkylammonium salts, among which quaternary homologues such as N, N, N, N-tetraalkylammonium bases (R% ÜRïÜNOH) are preferred and among which those having 4-22 carbon atoms in at least one alkyl substituent and each 1-4 in the other three the substituents are most preferred, one example being N-dodecyl-N, N, N-trimethylammonium hydroxide having twelve carbon atoms in one alkyl substituent and each having a carbon atom in the other three substituents, and another example tetrabutylammonium hydroxide having 4 carbon atoms in all alkyl substituents. The motion (anion) of the various onium salts must be other than the anion to be extracted and is preferably a hydroxyl ion. Regeneration to hydroxifornx can be done analogously to that described for the organophilic complexing agents under the heading "Detailed Description of the Invention", but by extraction with alkaline instead of acidic aqueous solution.

Till skillnad från de kvaternära ammoniumföreningarna, är de 508 227 27 primära, sekundära och tertiära aminerna neutrala och blir kat- joniska ammoniumjoner endast vid protonisering i något protiskt medium, t.ex. i protolyten och amfolyten vatten eller i ett pro- tiskt organiskt medium, vilket liksom vatten, kan fungera som protondonator (syra), såsom t.ex. komponenter i terpentin.Unlike the quaternary ammonium compounds, the primary, secondary and tertiary amines are neutral and become cationic ammonium ions only upon protonation in some protic medium, e.g. in the protolyte and ampholyte water or in a protic organic medium, which like water, can act as a proton donor (acid), such as e.g. components in turpentine.

Ifrågavarande amins pKa-värde motsvarar den punkt på pH-skalan då hälften av aminen har protoniserats medan fullständig protonisering motsvarar aminens neutralisationspunkt, vilken ligger lägre än pIg-värdet; hur mycket beror på ifrågavarande amins koncentration i ifrågavarande medium. Aminens pKa-värde är avhängigt bl.a. mediets protolytiska egenskaper såsom dess protolys- eller syrakonstant, vilken för vatten är 14,00 vid 25°C. Andra medier har andra protolyskonstanter, högre eller lägre än 14. Som riktvärden för alifatiska aminers pKa-värden i vatten kan anges ca. 10-11, dvs i vattenmedium måste pH ligga lägre för att en katjonisk ammoniumförening skall föreligga.The pKa value of the amine in question corresponds to the point on the pH scale when half of the amine has been protonated, while complete protonation corresponds to the neutralization point of the amine, which is lower than the pIg value; how much depends on the concentration of the amine in question in the medium in question. The pKa value of the amine is dependent on e.g. the protolytic properties of the medium such as its protolysis or acid constant, which for water is 14.00 at 25 ° C. Other media have other protolysis constants, higher or lower than 14. As guideline values for pKa values of aliphatic amines in water, approx. 10-11, ie in aqueous medium, the pH must be lower for a cationic ammonium compound to be present.

Liknande pKa-värden gäller även för många aminokarboxylsyror. Så- ledes kan även den i våra experiment använda oligomera organofila komplexbildaren i egenskap av aminokarboxylsyra övergå till ammo- niumkarboxylsyra genom protonisering och som anjonaktiv (katjo- nisk) ammoniumförening extrahera ovannämnda klorid- och sulfat- joner, såväl som hydrofila (vattenlösliga) komplexbildare, såsom EDTA och DTPA, i form av jonpar till den organiska fasen. Förut- sättningen är att pH-värdet i denna ligger lägre än pKa-värdet för den organofila komplexbildarens ammoniumform i den organiska fasen, t.ex. en terpentin med huvudsakligen alfa-pinen. Detta pH- värde är avhängigt av vattenfasens pH-värde.Similar pKa values also apply to many aminocarboxylic acids. Thus, the oligomeric organophilic complexing agent used in our experiments as aminocarboxylic acid can also be converted to ammonium carboxylic acid by protonation and as an anionic (cationic) ammonium compound extract the above-mentioned chloride and sulphate ions, as well as hydrophilic (water-soluble) complexing agents, such as EDTA and DTPA, in the form of ion pairs to the organic phase. The condition is that the pH value in this is lower than the pKa value for the ammonium form of the organophilic complexing agent in the organic phase, e.g. a turpentine with mainly alpha-pinene. This pH value depends on the pH value of the aqueous phase.

Förutom tidigare nämnda organofila anjonaktiva (katjoniska) oniumjoner (t.ex. R1,R2,R3,R“N') kan extraktionsmedlet samtidigt få innehålla organofila katjonaktiva (anjoniska) species (t.ex.In addition to the aforementioned organophilic anionic (cationic) onium ions (eg R1, R2, R3, R 'N'), the extractant may at the same time contain organophilic cationic (anionic) species (e.g.

R5COO') och/eller organofila komplexbildare (anjoniska, t.ex. R°L“' ) och/eller deras metalljonkomplex (också anjoniska, t.ex. R7LM“" ), (där RI, Rz, R3, R°, RS, R° och R7 är alkylgrupper, L är ligand och M är komplexbunden metalljon), men då får man räkna med att organofila anjonaktiva (katjoniska ammoniumjoner (R1,R2,R3,R“N*) 508 227 28 kommer att bilda jonpar med katjonaktiva (anjoniska) species (E9COO'), varvid anjonaktiva och katjonaktiva species sinsemellan inaktiverar varandra och förhindrar att katjoner respektive anjoner i vattenfasen extraheras över till den organiska fasen, varför detta inte är en föredragen tillämpningsform.R5COO ') and / or organophilic complexing agents (anionic, eg R ° L "') and / or their metal ion complexes (also anionic, eg R7LM" "), (where RI, Rz, R3, R °, R 5, R 5 and R 7 are alkyl groups, L is ligand and M is complexed metal ion), but then it can be expected that organophilic anionic (cationic ammonium ions (R 1, R 2, R 3, R 4 N *) 508 227 28 will form ion pairs with cationic (anionic) species (E9COO '), wherein anionic and cationic species mutually inactivate each other and prevent cations and anions in the aqueous phase from being extracted over to the organic phase, therefore this is not a preferred form of application.

Det gäller också de organofila komplexbildarna (anjoniska, R9L”) och/eller deras metalljonkomplex (också anjoniska,IÛLM”), men då de kan föreligga respektive föreligger som metalljonkomplex och ej som metallsalter inaktiveras de inte vid bildning av jonpar.This also applies to the organophilic complexing agents (anionic, R9L ”) and / or their metal ion complexes (also anionic, IÛLM”), but since they may exist or exist as metal ion complexes and not as metal salts, they are not inactivated to form ion pairs.

Detsamma gäller komplexbildarkomponenter tillhörande det organiska lösningsmedlet.The same applies to complexing components belonging to the organic solvent.

När det gäller de konventionella hydrofila (vattenlösliga) komp- lexbildarna, såsom EDTA eller DTPA som också är anjoniska, kan bildningen av jonpar med en organofil anjonaktiv (katjonisk) oniumförening (R1,RÄEÜ,R¶W) t.o.m. vara önskvärd; de sistnämnda kan därigenom hämta över metalljonkomplex (anjoniska) från vat- tenfasen till den organiska fasen och fungera som bärare och befria vattenfasen från både metalljoner och komplexbildare. Att så sker har kunnat visas experimentellt i försök analoga med de som redovisats ovan, men med användande av N-oktadecyl-N,N,N- trimetylammoniumklorid.In the case of the conventional hydrophilic (water-soluble) complexing agents, such as EDTA or DTPA which are also anionic, the formation of ion pairs with an organophilic anionic (cationic) onium compound (R1, RÄEÜ, R¶W) t.o.m. be desirable; the latter can thereby transfer metal ion complexes (anionic) from the aqueous phase to the organic phase and act as carriers and free the aqueous phase from both metal ions and complexing agents. That this happens has been shown experimentally in experiments analogous to those reported above, but using N-octadecyl-N, N, N-trimethylammonium chloride.

De vattenlösliga komplexbildarna kan väljas bland glycin, imino- diättiksyra (IDA), nitrilotriättiksyra (NTA), etylendiamintetra- ättiksyra (EDTA), dietylentriaminpentaättiksyra (DTPA), hydroxietyletylendiamintriättiksyra (HEEDTA), dietylentriamin- pentametylenfosfonsyra (DTPMPA), monomera eller oligomera former av N,N-bis(2-hydroxi-5-sulfobensyl)glycin, N,N-bis(2-hydroxi-5- alkylbensyl)glycin, N,N-bis(2-hydroxi-5-karboxybensyl)glycin eller blandningar därav.The water-soluble complexing agents can be selected from glycine, iminodiacetic acid (IDA), nitrilotriacetic acid (NTA), ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid (HEEDTA) monomethylphenomepa , N-bis (2-hydroxy-5-sulfobenzyl) glycine, N, N-bis (2-hydroxy-5-alkylbenzyl) glycine, N, N-bis (2-hydroxy-5-carboxybenzyl) glycine or mixtures thereof.

Delianifierina i samband med metallionextraktion.Delianifierina in connection with metal ion extraction.

I samband med extraktion av sulfatmassa under tillförsel av luft- syre erhölls till vår överraskning en avsevärd delignifiering av 508 227 29 massan uppmätt som kappatalsreduktion. Detta var även fallet vid närvaro av väteperoxid. Det kan förmodas att vissa metalljonkomplex kan fungera som katalysatorer för oxidation av lignin, och det är underförstått att en oxidation och därigenom en delignifiering kan åstadkommas även med ett flertal oxidationsmedel såsom t.ex. syrgas, ozon, väteperoxid eller peroxisyror, såsom peroxiättiksyra, peroxioxalsyra, peroxibensoe- syra, peroxisvavelsyra och deras salter eller andra peroxider såsom bensoylperoxid. Föredragna oxidationsmedel är luftsyre, syrgas, väteperoxid och peroxiättiksyra. Möjligen kan en del av kappatalsreduktionen tillskrivas oxidativ hydrolys av hexenuronsyragrupper pá hemicellulosan. En sådan hypotes kan styrkas av att de organofila komplexbildarna i terpentin med lätthet utkonkurrerar lignocellulosan i egenskap av stark jonbytare, såsom tidigare redovisats och diskuterats.In connection with the extraction of sulphate pulp during the supply of atmospheric oxygen, to our surprise, a considerable delignification of the pulp was obtained, measured as kappa number reduction. This was also the case in the presence of hydrogen peroxide. It can be assumed that certain metal ion complexes can function as catalysts for oxidation of lignin, and it is understood that an oxidation and thereby a delignification can also be effected with a number of oxidizing agents such as e.g. oxygen, ozone, hydrogen peroxide or peroxyacids, such as peroxyacetic acid, peroxyoxalic acid, peroxybenzoic acid, peroxysulfuric acid and their salts or other peroxides such as benzoyl peroxide. Preferred oxidizing agents are atmospheric oxygen, oxygen, hydrogen peroxide and peroxyacetic acid. Possibly part of the kappa number reduction can be attributed to oxidative hydrolysis of hexenuronic acid groups on the hemicellulose. Such a hypothesis can be substantiated by the fact that the organophilic complexing agents in turpentine easily outcompete lignocellulose as strong ion exchangers, as previously reported and discussed.

Den karakteristiska färgen på de organofila metalljonkomplexen i det organiska lösningsmedlet indikerar förekomsten av övergångsmetaller, t.ex Fe och Mn, i sina högre valensstadier, vilket kan tyda på katalytisk aktivitet för dessa. Eventuellt kan de även förekomma som organofila salter i form av katalytiskt aktiva jonpar. Den höga delignifieringsgraden under de förhandenvarande milda betingelserna med låg temperatur och lågt pH, kan möjligen förklaras av att reaktionerna sker och katalyseras i den organiska lösningsmedelsfasen och/eller i dess gränsskikt. Andra förklaringar kan finnas, men utan att vara bunden till dessa och oavsett bakomliggande mekanismer så erhålles enligt uppfinningen. en betydande kappatalsreduktion samtidigt som metalljonerna i massan extraheras ut pà ett effektivt sätt och avlägsnas från systemet vilket förhindrar inkrustbildning.The characteristic color of the organophilic metal ion complexes in the organic solvent indicates the presence of transition metals, eg Fe and Mn, in their higher valence stages, which may indicate catalytic activity for them. Optionally, they may also exist as organophilic salts in the form of catalytically active ion pairs. The high degree of delignification under the present mild conditions of low temperature and low pH, can possibly be explained by the fact that the reactions take place and are catalyzed in the organic solvent phase and / or in its boundary layer. Other explanations may exist, but without being bound to these and regardless of the underlying mechanisms, it is obtained according to the invention. a significant reduction in kappa number at the same time as the metal ions in the pulp are extracted out in an efficient manner and removed from the system, which prevents crust formation.

Iabell_§ visar delignifiering, viskositet och ljushet vid extrak- tion av sulfatmassa i närvaro av väteperoxid. Med hjälp av nämnda analysvärden ges en bild av vad som sker med massan efter metall- jonextraktion med organofil komplexbildare i terpentin, jämfört med extraktion med enbart terpentin samt före extraktion. 508 227 30 Sulfatmassan innehöll 7 mg Fe, 160 mg Mn, 237 mg Mg och 1574 mg Ca/kg torrtänkt massa vid 12% massakoncentration. Som organofil komplexbildare användes N,N-bis(2-hydroxi-5-nonylbensyl)g1ycin i stökiometrisk.mängd. Betingelserna var desamma som under försöken presenterade i Tabell 1.Iabell_§ shows delignification, viscosity and brightness during extraction of sulphate pulp in the presence of hydrogen peroxide. With the help of the mentioned analysis values, a picture is given of what happens to the mass after metal ion extraction with organophilic complexing agents in turpentine, compared with extraction with only turpentine and before extraction. The sulphate mass contained 7 mg Fe, 160 mg Mn, 237 mg Mg and 1574 mg Ca / kg dry solid mass at 12% pulp concentration. As organophilic complexing agent, N, N-bis (2-hydroxy-5-nonylbenzyl) glycine was used in stoichiometric amount. The conditions were the same as in the experiments presented in Table 1.

Tabell 3. pH Kappa “ viskositet N Ljushet Ü ml 0,lN mPa.s (cp) %ISO KMn04 Terp.+Organofil 7,5 19,2 50,3 33,6 komplexbildare 8,5 18,4 49,9 36,2 9,5 17,5 42,6 36,9 10,5 17,6 46,8 36,9 11,5 18,3 41,8 36,7 Terpentin 7,5 18,4 38,6 33,1 8,5 17,4 27,9 36,3 9,5 15,7 34,0 37,7 10,5 16,4 34,7 36,8 11,5 15,7 28,5 36,9 Före extraktion 20,0 56,0 25,5 a) TAPPI T 236 cm-85. b) TAPPI T 230 om-82 (viskosimetrar: Haake; n=64 och Cannon-Fenske). c) SCAN P 3:75.Table 3. pH Kappa “viscosity N Brightness Ü ml 0, lN mPa.s (cp)% ISO KMn04 Terp. + Organophilic 7.5 19.2 50.3 33.6 complexing agent 8.5 18.4 49.9 36 , 2 9.5 17.5 42.6 36.9 10.5 17.6 46.8 36.9 11.5 18.3 41.8 36.7 Turpentine 7.5 18.4 38.6 33, 1 8.5 17.4 27.9 36.3 9.5 15.7 34.0 37.7 10.5 16.4 34.7 36.8 11.5 15.7 28.5 36.9 Before extraction 20.0 56.0 25.5 a) TAPPI T 236 cm-85. b) TAPPI T 230 om-82 (viscometers: Haake; n = 64 and Cannon-Fenske). c) SCAN P 3:75.

Kappatalet är ett mått på delignifieringsgraden och tabellen visar en kappatalsreduktion som ökar med pH som förväntat. Det är möjligt att en del av kappatalsreduktionen jämfört med referensen skall tillskrivas terpentinextraktion av vattenolöslig fiberadsorberad organisk substans. Sonuen intressant omständighet och viktigt att notera är att viskositetsförlusterna var betydligt lägre i närvaro av organofil komplexbildare.The kappa number is a measure of the degree of delignification and the table shows a kappa number reduction that increases with pH as expected. It is possible that part of the kappa number reduction compared to the reference can be attributed to turpentine extraction of water-insoluble fiber adsorbed organic substance. Sonuen interesting circumstance and important to note is that the viscosity losses were significantly lower in the presence of organophilic complexing agents.

Ljusheterna har även tagits med i tabellen. Även här kan man se 508 227 31 ett pH-beroende genom en ökning som funktion av pH.The candles have also been included in the table. Here too one can see 508 227 31 a pH dependence through an increase as a function of pH.

Tabell 4 visar extraktionsförsök utan väteperoxid, men i närvaro av luftsyre. Genom kappatalsreduktionen framgår det att även med luftsyre ástadkommes en delignifiering. I detta fall har samma utgángsmassa använts som under försöken presenterade i Tabell l och förutom att viktförhållandet vatten/terpentin var 2/1, var betingelserna i övrigt desamma.Table 4 shows extraction experiments without hydrogen peroxide, but in the presence of atmospheric oxygen. The reduction in kappa number shows that delignification is also achieved with atmospheric oxygen. In this case, the same starting mass was used as during the experiments presented in Table 1 and except that the weight ratio of water / turpentine was 2/1, the conditions were otherwise the same.

Tabell 4. pH Kappa Ü viskositet M Ljushet “ ml O,lN mPa.s (cp) %ISO KMnO, Terp.+Organofil 8,5 17,8 53,3 29,1 komplexbild. 9,5 18,8 54,2 30,6 10,5 19,9 51,1 28,8 Terpentin 8,5 22,1 38,0 34,6 9,5 18,9 47,9 29,3 10,5 18,9 48,3 28,7 Före extraktion 22,3 56,9 27,0 a) TAPPI T 236 cm-85. b) TAPPI T 230 om-82 (viskosimetrar: Haake; n=64 och Cannon-Fenske). c) SCAN P 3:75.Table 4. pH Kappa Ü viscosity M Lightness “ml 0.1N mPa.s (cp)% ISO KMnO, Terp. + Organophil 8.5 17.8 53.3 29.1 complex image. 9.5 18.8 54.2 30.6 10.5 19.9 51.1 28.8 Turpentine 8.5 22.1 38.0 34.6 9.5 18.9 47.9 29.3 10 18.9 48.3 28.7 Before extraction 22.3 56.9 27.0 a) TAPPI T 236 cm-85. b) TAPPI T 230 om-82 (viscometers: Haake; n = 64 and Cannon-Fenske). c) SCAN P 3:75.

Delignifiering enligt uppfinningen kan utgöra ett komplement till en konventionell syrgasdelignifiering och kan ge möjlighet att öka kappatalsreduktionen utan att tappa viskositet i syrgassteget, m.a.o. öka selektiviteten i detta. Det skulle även kunna öka flexibilitetenziknkprocessen. Dessa möjligheter skulle kunna göra det mera kostnadseffektivt att framställa TCF-massor i konkurrens med ECF-massor. Som framgår av tabellerna är extraktionsbetingelserna avgörande för selektiviteten, d.v.s. viskositetsförlusterna, och lägst förluster fås vid närvaro av organofil komplexbildare. 508 227 32 Det är underförstått att dessa exempel endast visas i åskådlig- görande syfte och att modifieringar kan göras när det gäller t.ex. oxidationsmedel, konsistenser, lösningsmedel, lösningsmedelsmängd, temperaturer, reaktionstid, pH, etc., utan avvikelse från idén och tillämpningsområdet för uppfinningen.Delignification according to the invention can be a complement to a conventional oxygen delignification and can provide an opportunity to increase the kappa number reduction without losing viscosity in the oxygen step, i.e. increase the selectivity of this. It could also increase the flexibility of the zinc process. These possibilities could make it more cost-effective to produce TCF pulps in competition with ECF pulps. As can be seen from the tables, the extraction conditions are decisive for the selectivity, i.e. viscosity losses, and the lowest losses are obtained in the presence of organophilic complexing agents. 508 227 32 It is understood that these examples are shown for illustrative purposes only and that modifications may be made to e.g. oxidizing agents, textures, solvents, amount of solvent, temperatures, reaction time, pH, etc., without departing from the spirit and scope of the invention.

Härigenom finns stort utrymme för påverkan av resultatet i önskad riktning och det är på så sätt möjligt att variera selektiviteten och delignifieringsgraden inom vida gränser.As a result, there is considerable scope for influencing the result in the desired direction and it is thus possible to vary the selectivity and degree of delignification within wide limits.

T.ex. kan reaktionstid, temperatur och tryck varieras inom vida gränser genom val av extraktions- och reaktorutrustning. Man kan t.o.m. tänka sig att utföra reaktionen (delignifieringen) i en separat reaktor fristående från extraktionen, som en förstärkning eller en motsvarighet till ett syrgas- eller ett peroxidsteg, eller som en oxiderande process i organiskt lösningsmedel direkt på veden (flisen) för delignifiering av lignocellulosa, som en förstärkning till, eller t.o.m. i egenskap av det primära delignifieringsstegetmotsvarandeexisterandekokprocesser,t.ex. sulfat- eller sulfitprocessen. Är strävan enbart metalljonextraktion och påverkan av kromoforerna i ligninet för ökad ljushet, vilket är önskvärt när det gäller mekaniska massor, finns utrymme för val av lämpliga betingelser även för detta. Om oxidationsmedlet är t.ex. luftsyre kan det vara det i processen befintliga luftsyret, eller detsamma kan vara tillfört på något styrt sätt.For example. reaction time, temperature and pressure can be varied within wide limits by selecting extraction and reactor equipment. You can t.o.m. envisage carrying out the reaction (delignification) in a separate reactor independent of the extraction, as a reinforcement or equivalent to an oxygen or peroxide step, or as an oxidizing process in organic solvent directly on the wood (chips) for delignification of lignocellulose, which a reinforcement to, or even as the primary delignification step corresponding to existing cooking processes, e.g. the sulphate or sulphite process. If the aim is only metal ion extraction and the influence of the chromophores in the lignin for increased brightness, which is desirable in the case of mechanical masses, there is room for selection of suitable conditions for this as well. If the oxidizing agent is e.g. atmospheric oxygen may be the atmospheric oxygen present in the process, or the same may be supplied in some controlled manner.

Reduktiva betingelser När det gäller mekaniska, kemimekaniska eller halvkemiska massor användes vid konventionell blekning av dessa enligt teknikens ståndpunkt både oxidativa och reduktiva metoder, t.ex. med väte- peroxid respektive med natriumditionit, med enbart den ena eller med den andra metoden eller med båda metoderna i kombination.Reductive conditions In the case of mechanical, chemical-mechanical or semi-chemical pulps, conventional oxidative and reductive methods are used in conventional bleaching of these according to the state of the art, e.g. with hydrogen peroxide and with sodium dithionite respectively, with only one or with the other method or with both methods in combination.

Blekmetoden enligt uppfinningen kan kombineras med metoderna enligt teknikens ståndpunkt, för att på så sätt ge en förstärkt blekning och göra den selektivare genom extraktion av PFG, särskilt Mn. 508 227 33 Därvid, men även generellt sett, är det enligt föreliggande upp- finning möjligt att använda ett reduktionsmedel i stället för ett oxidationsmedel vid metalljonextraktion med enbart terpentinoljor, på samma sätt som beskrivits i våra tvá tidigare svenska patentansökningar nr 9603858-3 och 9603859-1, där det gällde metalljonextraktion med ett valfritt organiskt lösningsmedel i kombination med en organofil komplexbildare. Vid metalljonextraktion i närvaro av ett reduktionsmedel reduceras komplexen av övergàngsmetalljoner, t.ex. järn och mangan, till sina lägre 'valensnivåer och. extraheras tillsmmans med andra kategorier av metalljoner, t.ex. kalcium, magnesium och barium.The bleaching method according to the invention can be combined with the methods according to the prior art, in order thus to give an enhanced bleaching and to make it more selective by extraction of PFG, in particular Mn. 508 227 33 In this case, but also in general, it is according to the present invention possible to use a reducing agent instead of an oxidizing agent in metal ion extraction with only turpentine oils, in the same way as described in our two previous Swedish patent applications Nos. 9603858-3 and 9603859. -1, where it involved metal ion extraction with an optional organic solvent in combination with an organophilic complexing agent. During metal ion extraction in the presence of a reducing agent, the complexes of transition metal ions are reduced, e.g. iron and manganese, to their lower 'valence levels and. extracted together with other categories of metal ions, e.g. calcium, magnesium and barium.

Reduktionsmedlet, eller en kombination av reduktionsmedel, kan väljas bland vätesulfid, sulfid, svaveldioxid, vätesulfit, sulfit borhydrid, ditionit, tetrationit, tiosulfat, hypofosfit, orto- fosfit, etc. varvid motjonen till anjonerna i de nämnda exemplen kan tillhöra t.ex. grupperna alkali- eller jordalkalimetaller, vanligen natrium, magnesium och kalcium; exempelvis natriumditionit är ett särskilt lämpligt reduktionsmedel.The reducing agent, or a combination of reducing agents, may be selected from hydrogen sulfide, sulfide, sulfur dioxide, hydrogen sulfite, sulfite borohydride, ditionite, tetrationite, thiosulfate, hypophosphite, orthophosphite, etc. wherein the counterion to the anions in the mentioned examples may belong to e.g. the groups alkali or alkaline earth metals, usually sodium, magnesium and calcium; for example sodium dithionite is a particularly suitable reducing agent.

Or n fil k m l x ildare Den organofila komplexbildaren, d.v.s. en komplexbildare med en eller flera lipofila grupper eller substituenter, kan väljas t.ex. bland organofila derivat av aminokarboxylsyror, hydroxialkylaminokarboxylsyror, hydroxikarboxylsyror, aminofosfonsyror, fosfonsyror, hydroxibensylaminokarboxylsyror, hydroxialkylbensylaminokarboxylsyror, hydroxisulfobensyl- aminokarboxylsyror,hydroxikarboxibensylaminokarboxylsyroreller blandningar därav, varvid substituenterna kan bestå av sådana grupper som t.ex.: mättade- eller omättade fettsyragrupper (acylgrupper); mättade- eller omättade sulfonylgrupper; mättade- eller omättade alifatiska kolvätegrupper såsom t.ex. alkyl-, alkenyl- eller alkynylgrupper; substituerade- eller osubstituerade, mättade- eller omättade alicykliska kolvätegrupper såsom t.ex. cyklohexyl- och alkylcyklohexylgrupper; substituerade- eller osubstituerade aromatiska kolvätegrupper såsom t.ex. nonylfenolgrupper, inklusive deras nonylgruppsisomerer, etc., varvid bindningarna 508 227 34 mellan substituenter och substrat kan vara t.ex. av typerna C-N, C-O, C-C, C-S, S-N, S-0, S-C, S-S.Or n fil k m l x ildare The organophilic complexing agent, i.e. a complexing agent with one or more lipophilic groups or substituents, may be selected e.g. from organophilic derivatives of aminocarboxylic acids, hydroxialkylaminokarboxylsyror, hydroxy carboxylic acids, aminophosphonic acids, phosphonic acids, hydroxibensylaminokarboxylsyror, hydroxialkylbensylaminokarboxylsyror, hydroxisulfobensyl- aminocarboxylic hydroxikarboxibensylaminokarboxylsyroreller mixtures thereof, wherein the substituents can include such groups as e.g. .: mättade- or unsaturated fatty acid groups (acyl groups); saturated or unsaturated sulfonyl groups; saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon groups such as e.g. alkyl, alkenyl or alkynyl groups; substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated alicyclic hydrocarbon groups such as e.g. cyclohexyl and alkylcyclohexyl groups; substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups such as e.g. nonylphenol groups, including their nonyl group isomers, etc., wherein the bonds between substituents and substrates may be e.g. of the types C-N, C-O, C-C, C-S, S-N, S-O, S-C, S-S.

Exempel på lämpliga organofila komplexbildare är organofila derivat av glycin, iminodiättiksyra (IDA), nitrilotriättiksyra (NTA), etylendiamintetraättiksyra (EDTA), di.e tyrl er1t:ri.arni n;>eI1t:a.ä1:t i1A ), hydroxietyletylendiamintriättiksyra (HEEDTA), dietylentri- aminpentametylenfosfonsyra (DTPMPA), monomera eller oligomera formeranzN,N-bis(2-hydroxi-5-sulfobensyl)glycin,N,N-bis(2-hydr- oxi-5-alkylbensyl)glycin, N,N-bis(2-hydroxi-5- karboxibensyl)glycin eller blandningar därav.Examples of suitable organophilic complexing agents are organophilic derivatives of glycine, iminodiacetic acid (IDA), nitrilotriacetic acid (NTA), ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), diethyltyrilic acid, hydrochloride; HEEDTA), diethylenetriamine pentamethylenephosphonic acid (DTPMPA), monomeric or oligomeric formeranzN, N-bis (2-hydroxy-5-sulfobenzyl) glycine, N, N-bis (2-hydroxy-5-alkylbenzyl) glycine, N, N -bis (2-hydroxy-5-carboxybenzyl) glycine or mixtures thereof.

I gränsfallet vid extraktion med enbart terpentinrelaterad jonbytare enligt uppfinningen, blir den undre gränsen för dosering av organofil komplexbildare definitionsmässigt noll. Den övre gränsen beräknas efter mängden metalljoner i massan och efter kraven på låga metalljonnivàer. Exempelvis, vid de nivåer av PFG som kan förekomma i sulfatmassa, gav en enstegsextraktion i laboratorieskala med stökiometrisk mängd organofil komplexbildare en reduktion av mängden fiberadsorberad Mn, Ca och Mg enligt Tabell 1. Men då komplexbildare återvinnes och recirkuleras efter "make up" för komplexbildarförluster, är denna mängd inte det samma som förbrukningen av organofil komplexbildare, utan förbrukningen kan vara en tiondedel av doseringen.In the limit case when extraction with only turpentine-related ion exchanger according to the invention, the lower limit for dosing of organophilic complexing agents is by definition zero. The upper limit is calculated according to the amount of metal ions in the mass and according to the requirements for low metal ion levels. For example, at the levels of PFG that may be present in sulfate pulp, a one-step laboratory-scale extraction with a stoichiometric amount of organophilic complexing agent reduced the amount of fiber adsorbed Mn, Ca and Mg according to Table 1. However, when complexing agents are recovered and recycled after complex make-up for , this amount is not the same as the consumption of organophilic complexing agents, but the consumption can be one tenth of the dosage.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Företrädesvis tillämpad i sulfatprocessen, utföres extraktionen i minst en position i minst ett steg företrädesvis på den bruna sidan i alkalisk miljö med hjälp av en terpentinoljerelaterad jonbytare i närvaro av ett oxidationsmedel om även delignifiering/blekning avses, varvid fiberadsorberad och vattenlöst PFG går över' i den organiska fasen. Förutom PFG extraheras även hartsämnen, COD och AOX, lösliga i organiska lösningsmedel. 508 227 35 I de bifogade ritningarna visar: Figur 1 ett blockschema över bruna linjen med ett exempel på integrerad tvàfasextraktion i massaflödet med ett organiskt lösningsmedel ensamt, alternativt i kombination med en organofil komplexbildare; Figur 2 visar ett blockschema över bruna linjen med ett exempel på differentierad extraktion pà bakvattensystemet i en extraktor med ett organiskt lösningsmedel ensamt, alternativt i kombination med en organofil komplexbildare.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Preferably applied in the sulphate process, the extraction is carried out in at least one position in at least one step, preferably on the brown side in an alkaline environment by means of a turpentine oil related ion exchanger in the presence of an oxidizing agent. goes over 'in the organic phase. In addition to PFG, resin substances, COD and AOX, soluble in organic solvents are also extracted. 508 227 In the accompanying drawings: Figure 1 shows a block diagram of the brown line with an example of integrated two-phase extraction in the pulp flow with an organic solvent alone, alternatively in combination with an organophilic complexing agent; Figure 2 shows a block diagram of the brown line with an example of differentiated extraction on the backwater system in an extractor with an organic solvent alone, alternatively in combination with an organophilic complexing agent.

Enligt en utföringsform av uppfinningen kan extraktionen genomföras i t.ex. en diffusör sásom visas i Fig.l. Den kan då göras med eller utan ett reduktionsmedel så som beskrivits i våra tidigare patentansökningar nr 9603858-3 och 9603859-1, eller i närvaro av ett oxidationsmedel enligt föreliggande uppfinning då även en delignifiering/blekning av lignocellulosan kan åstadkommas, varvid en separat reaktor före diffusören kan användas för att t.ex. kunna öka reaktionstid eller andra parametrar såsom temperatur och tryck. Oxidationsmedlet kan vara i processen befintligt luftsyre, eller detsamma kan vara tillfört på något styrt sätt. Den organiska fasen med lösta metalljonkomplex/organiska metallsalter går tillsammans med tvättluten ut ur diffusören till bakvattensystemet, från vilket den organiska fasen avskiljes i en separator. Den organiska fasen extraheras med utspädd syra, t.ex svavelsyra, varvid metalljonerna frigöres och gàr över i syrafasen. Den organiska fasen (med eventuell organofil komplexbildaren) recirkuleras efter "make up" till diffusören och proceduren återupprepas i en cirkelprocess. Syrafasen neutraliseras med t.ex. natriumhydroxid och eventuellt kvarvarande organiskt lösningsmedel i den neutraliserade Syrafasen avskiljes i terpentindekanteringen innan den gàr till den externa reningen eller till kemikalieàtervinningscykeln för avskiljning av metalljonerna i grönlutsfiltreringen. Genom vacuumdestillation eller vattenångdestillation med eller utan vacuum kan den organiska fasen (med ev. organofil komplexbildare) upparbetas till högre 508 227 36 renhet när detta behov finns. Eventuell organofil komplexbildare kan återvinnas och befrias från syreförbrukande organisk substans (COD) genom omkristallisation av destillationsáterstoden i ett organiskt lösningsmedel, t.ex. terpentin. Alternativt kan den organiska fasen före destillationen extraheras med en alkohol- vattenblandning för återvinning av den organofila komplexbildaren. Föredragna alkoholer tillhör de lägre homologerna, såsom metanol och etanol.According to an embodiment of the invention, the extraction can be carried out in e.g. a diffuser as shown in Fig. 1. It can then be done with or without a reducing agent as described in our previous patent applications Nos. 9603858-3 and 9603859-1, or in the presence of an oxidizing agent according to the present invention when also a delignification / bleaching of the lignocellulose can be effected, whereby a separate reactor before the diffuser can be used to e.g. be able to increase reaction time or other parameters such as temperature and pressure. The oxidizing agent may be in the process existing atmospheric oxygen, or the same may be added in some controlled manner. The organic phase with dissolved metal ion complexes / organic metal salts, together with the washing liquor, exits the diffuser to the backwater system, from which the organic phase is separated in a separator. The organic phase is extracted with dilute acid, such as sulfuric acid, whereby the metal ions are released and go into the acid phase. The organic phase (with any organophilic complexing agent) is recycled after "make up" to the diffuser and the procedure is repeated in a circular process. The acid phase is neutralized with e.g. sodium hydroxide and any remaining organic solvent in the neutralized acid phase are separated in the turpentine decantation before going to the external purification or to the chemical recovery cycle to separate the metal ions in the green liquor filtration. By vacuum distillation or water vapor distillation with or without vacuum, the organic phase (with any organophilic complexing agent) can be worked up to a higher purity when this need exists. Any organophilic complexing agent can be recovered and freed from oxygen-consuming organic substance (COD) by recrystallization of the distillation residue in an organic solvent, e.g. turpentine. Alternatively, before the distillation, the organic phase can be extracted with an alcohol-water mixture to recover the organophilic complexing agent. Preferred alcohols belong to the lower homologues, such as methanol and ethanol.

Enligt ytterligare en utföringsform kan extraktionen göras diffe- rentierat i en extraktor pà bakvattensystemet, d.v.s. vid sidan av massaflödet, så som illustreras i Fig.2, varefter bakvattnet efter att ha befriats från PFG kan recirkuleras till extraktorn.According to a further embodiment, the extraction can be done differentiated in an extractor on the backwater system, i.e. in addition to the pulp flow, as illustrated in Fig. 2, after which the backwater, after being freed from the PFG, can be recycled to the extractor.

Denna utföringsform av uppfinningen innebär ett processtekniskt enklare förfarande då det organiska lösningsmedlet inte kommer in i massans huvudflöde. Å andra sidan blir extraktionen av i organiskt lösningsmedel lösliga hartsämnen och PFG sämre, då det organiska lösningsmedlet respektive den upplösta organofila komplexbildaren inte kommer i direkt kontakt med fibern. Detta förfarande lämpar sig därför i sin grundstruktur mera för att avlägsna PFG i form av jordalkalimetaller, Ca, Mg och Ba än fox fiberadsorberad Mn, som måste ner mot nollnivå för att inte stora i blekprocessen, även om även om huvuddelen av Mn skulle kunna extraheras ut i den organiska fasen.This embodiment of the invention entails a process-technically simpler process when the organic solvent does not enter the main stream of the pulp. On the other hand, the extraction of resin solvents and PFG soluble in organic solvent becomes worse, as the organic solvent and the dissolved organophilic complexing agent, respectively, do not come into direct contact with the fiber. This process is therefore more suitable in its basic structure for removing PFG in the form of alkaline earth metals, Ca, Mg and Ba than fox fiber adsorbed Mn, which must go down to zero level in order not to be large in the bleaching process, even if most of the Mn could be extracted into the organic phase.

Emellertid kan Mn på fiberfasen ändå komplexbindas och extraheras på ett indirekt sätt, genom användning av vattenlösliga komplexbildare i växelverkan med de organofila komplexbildarna.However, Mn on the fiber phase can still be complexed and extracted indirectly, by using water-soluble complexing agents in interaction with the organophilic complexing agents.

Som framgått av det föregående fann vi till vår överraskning att de organofila komplexbildarna i gränsytan mellan den organiska fasen och vattenfasen utkonkurrerade de vattenlösliga metalljonkomplexen av EDTA- eller DTPA. Om EDTA eller DTPA därför tillsättes vattenfasen, kan. de utnyttjas för att hämta och transportera över Mn från fiberfasen till den organiska fasen, varefter de kan recirkuleras utan Mn tillbaka till fiberfasen och hämta ytterligare Mn o.s.v. i en cirkelprocess. Samma resonemang gäller för andra PFG. Utan att den organiska fasen behöver komma 508 227 37 i direkt kontakt med fiberfasen, kan på så sätt en effektiv extraktion av metalljoner från fiberfasen.åstadkommas innebärande det integrerade systemets fördelar i effektivitet kombinerat med det differentierade systemets enkelhet i apparatur och funktionssätt.As can be seen from the foregoing, we found to our surprise that the organophilic complexing agents at the interface between the organic phase and the aqueous phase outcompeted the water-soluble metal ion complexes of EDTA or DTPA. Therefore, if EDTA or DTPA is added to the aqueous phase,. they are used to retrieve and transport over Mn from the fiber phase to the organic phase, after which they can be recycled without Mn back to the fiber phase and retrieve additional Mn and so on. in a circular process. The same reasoning applies to other PFGs. Without the organic phase having to come into direct contact with the fiber phase, an efficient extraction of metal ions from the fiber phase can thus be achieved, implying the advantages of the integrated system in efficiency combined with the simplicity of the differentiated system in apparatus and mode of operation.

Extraktionen kan genomföras i närvaro av ett oxidationsmedel för oxidation. av' syreförbrukande någon delignifiering åstadkommes inte då extraktionsmedlet inte kommer i direkt kontakt med massan. Den kan också göras med eller utan ett reduktionsmedel så som beskrivits i våra tidigare patentansökningar nr 9603858-3 och 9603859-1.The extraction can be carried out in the presence of an oxidizing agent for oxidation. of oxygen consumption no delignification is effected as the extractant does not come into direct contact with the pulp. It can also be made with or without a reducing agent as described in our previous patent applications Nos. 9603858-3 and 9603859-1.

De olika formerna av extraktion enligt uppfinningen kan utföras satsvis i ett eller flera steg eller kontinuerligt motströms. För satsvis differentiell extraktion/separation enligt gravitations- principen kan användas rosfria tankar med omrörare, som användes växelvis, medan kontinuerlig differentiell motströmsextraktion. likaså enligt gravitationsprincipen, består av ett torn eller en kolonn med en zon för mekanisk dispergering av vätskefaserna och en annan zon där separationen sker. Mera avancerade kontinuerliga apparater för differentiell motströmsextraktion bygger på cent- rifugalprincipen. Lämpliga sådana är t.ex. Podbielniak, Quadronics, (Liquid Dynamics), Luwestra (Centriwestra) eller De Laval extraktorer.The various forms of extraction according to the invention can be carried out batchwise in one or more steps or continuously countercurrently. For batch differential extraction / separation according to the gravitational principle, rose-free tanks with stirrers can be used, which are used alternately, while continuous differential countercurrent extraction. also according to the principle of gravity, consists of a tower or a column with a zone for mechanical dispersion of the liquid phases and another zone where the separation takes place. More advanced continuous apparatus for differential countercurrent extraction is based on the centrifugal principle. Suitable ones are e.g. Podbielniak, Quadronics, (Liquid Dynamics), Luwestra (Centriwestra) or De Laval extractors.

Mängden extraktionsmedel, då företrädesvis terpentin, kan väljas inom vida gränser, varvid den nedre gränsen bestämmes av mängden metalljoner som skall extraheras, men dessutom av typen av extraktionsutrustning, och kan uppgå till storleksordningen fem till tio gånger den mängd massa som skall extraheras i extraktionszonen vid integrerad extraktion i någon tvättapparat, t.ex. i en diffusör, medan den vid differentierad extraktion av bakvattensflödet i en extraktionsapparat vid sidan av massaflödet kan läggas lägre, hur mycket beror på typen av extraktiosapparat.The amount of extractant, then preferably turpentine, can be selected within wide limits, the lower limit being determined by the amount of metal ions to be extracted, but also by the type of extraction equipment, and may amount to the order of five to ten times the amount of mass to be extracted in the extraction zone. integrated extraction in any washing machine, e.g. in a diffuser, while in differentiated extraction of the backwater flow in an extraction apparatus next to the pulp flow it can be laid lower, how much depends on the type of extraction apparatus.

Den övre gränsen bör av praktiska och ekonomiska skäl inte läggas högre än vad som är nödvändigt för' en effektiv' extraktion. 508 227 38 Exempelvis, vid de nivåer av PFG som kan förekomma i sulfatmassa, gav en enstegsextraktion i laboratorieskala en reduktion av mängden fiberadsorberad Mn, Ca och Mg enligt Tabell l.For practical and economic reasons, the upper limit should not be set higher than is necessary for 'efficient' extraction. For example, at the levels of PFG that may be present in sulfate pulp, a laboratory scale one-step extraction resulted in a reduction in the amount of fiber adsorbed Mn, Ca and Mg according to Table 1.

Genom att kombinera metalljonextraktionen med ett Q-steg för be- handling med vattenlösliga komplexbildare, t.ex. DTPA enligt vårt patent U.S. 5,571,378 (U.S.P. Appl. Serial No 08/327.9l99) “Process for high-pH metal ion chelation in pulps" (Hampox-Q) för metalljonkontroll på blekerisidan, kan med en liten insats av DTPA, låga mangannivåer för en god stabilisering av peroxidstegen vid ECF och TCF-produktion erhållas. Om extraktionen göres med anjonaktiva (katjoniska) ammoniumbaser, t.ex. N-dodecyl-N,N,N- trimetylammoniumhydroxid, lösta i ett organiskt lösningsmedel, kan metalljonkomplexen av de vattenlösliga komplexbildarna extraheras över till den organiska fasen. Samtidigt extraheras även inkrustbildande anjoner såsom sulfat- och kloridjoner över till den organiska fasen.By combining the metal ion extraction with a Q-step for treatment with water-soluble complexing agents, e.g. DTPA according to our patent U.S. 5,571,378 (USP Appl. Serial No 08 / 327,999) "Process for high-pH metal ion chelation in pulps" (Hampox-Q) for metal ion control on the bleaching side, with a small input of DTPA, low manganese levels for a good stabilization of the peroxide steps can If the extraction is done with anionic (cationic) ammonium bases, eg N-dodecyl-N, N, N-trimethylammonium hydroxide, dissolved in an organic solvent, the metal ion complexes of the water-soluble complexing agents can be extracted over to the At the same time, crust-forming anions such as sulphate and chloride ions are also extracted over to the organic phase.

Genom kombination med vattenlösliga komplexbildare enligt koncepten i vàra tidigare svenska patentansökningar nr 9603858-3 och 9603859-1, avseende "Förfarande vid framställning av cellulosamassa", kan även de anjoniska komplexen av dessa extraheras över till den organiska fasen. På så sätt kan ett täckande system för metalljonkontroll läggas upp och anpassas till befintliga produktionsenheters olika särarter.By combining with water-soluble complexing agents according to the concepts in our previous Swedish patent applications Nos. 9603858-3 and 9603859-1, regarding "Process in the production of cellulose pulp", the anionic complexes of these can also be extracted over to the organic phase. In this way, a covering system for metal ion control can be set up and adapted to the different characteristics of existing production units.

Claims (27)

1. 508 227 39 PATENTKRAV1. 508 227 39 PATENT REQUIREMENTS 1. Vätskeformigt extraktionsmedel för joner, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar en eller flera komponenter med jonbytaregenskaper valda ur gruppen naturliga och syntetiska eteriska oljor, såsom terpentinoljor och eukalyptusoljor, samt destillations-, och/eller hydrogenerings- och/eller omlagringsprodukter av dessa, valfritt i kombination med ett eller flera organiska lösningsmedel.Liquid ion extraction agent, characterized in that it comprises one or more components with ion exchange properties selected from the group of natural and synthetic essential oils, such as turpentine oils and eucalyptus oils, and distillation, and / or hydrogenation and / or rearrangement products thereof, optionally in combination with one or more organic solvents. 2. Extraktionsmedel enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att det är väsentligen vattenolösligt eller har en begränsad löslighet i vatten.Extraction agent according to claim 1, characterized in that it is substantially water-insoluble or has a limited solubility in water. 3. Extraktionsmedel enligt något av patentkrav l-2, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda komponent med jonbytaregenskaper är ràterpentin.Extraction agent according to any one of claims 1-2, characterized in that said component with ion exchange properties is raterpentine. 4. Extraktionsmedel enligt något av patentkrav 1-3, k ä n n e - t e c k n a t av att nämnda komponent med jonbytaregenskaper är terpentin, företrädesvis balsam-, sulfat- eller sulfitterpentin.Extraction agent according to any one of claims 1-3, characterized in that said component with ion exchange properties is turpentine, preferably balsam, sulphate or sulphite pentine. 5. Extraktionsmedel enligt något av patentkrav l-4, k ä n n e - t e c k n a t av att det även innefattar en organofil komplexbildare.Extractant according to one of Claims 1 to 4, characterized in that it also comprises an organophilic complexing agent. 6. Extraktionsmedel enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a t av att den organofila komplexbildaren är vald bland organofila derivat av aminokarboxylsyror, hydroxialkylaminokarboxylsyror, hydroxikarboxylsyror, aminofosfonsyror, fosfonsyror, hydroxibensylaminokarboxylsyror, hydroxialkylbensylaminokarboxylsyror, hydroxisulfobensylaminokarboxylsyror, hydroxikarboxibensylaminokarboxylsyror eller blandningar därav.6. Extraction solvents according to claim 5, c h n t e c h a t that the organophilic chelating agent is selected from organophilic derivatives of aminocarboxylic acids, hydroxialkylaminokarboxylsyror, hydroxy carboxylic acids, aminophosphonic acids, phosphonic acids, hydroxibensylaminokarboxylsyror, hydroxialkylbensylaminokarboxylsyror, hydroxisulfobensylaminokarboxylsyror, hydroxikarboxibensylaminokarboxylsyror or mixtures thereof. 7. Extraktionsmedel enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a t av att den organofila komplexbildaren är ett organofilt derivat 508 227 40 av glycin, iminodiättiksyra (IDA), nitrilotriättiksyra (NTA), etylendiamintetraättiksyra(EDTA),dietylentriaminpentaättiksyra (DTPA), hydroxietyletylendiamintriättiksyra (HEEDTA), dietylentriaminpentametylenfosfonsyra (DTPMPA), monomera eller oligomera former av N,N-bis(2-hydroxi-5-sulfobensyl)glycin, N,N- N,N-bis(2-hydroxi-5- karboxibensyl)glycin eller blandningar därav. bis(2-hydroxi-5-alkylbensyl)glycin,Extraction agent according to Claim 6, characterized in that the organophilic complexing agent is an organophilic derivative 508 of glycine, iminodiacetic acid (IDA), nitrilotriacetic acid (NTA), ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (HETA) acetic acid (hydro) diethylenetriaminepentamethylenephosphonic acid (DTPMPA), monomeric or oligomeric forms of N, N-bis (2-hydroxy-5-sulfobenzyl) glycine, N, N-N, N-bis (2-hydroxy-5-carboxybenzyl) glycine or mixtures thereof. bis (2-hydroxy-5-alkylbenzyl) glycine, 8. Extraktionsmedel enligt något av patentkrav 1-7, k ä n n e - t e c k n a t av att det även innefattar en hydrofil, väsentligen vattenlöslig komplexbildare.An extractant according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it also comprises a hydrophilic, substantially water-soluble complexing agent. 9. Extraktionsmedel enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a t av att den hydrofila komplexbildaren är vald bland glycin, iminodiättiksyra (IDA), nitrilotriättiksyra (NTA), etylendiamintetraättiksyra(EDTA),dietylentriaminpentaättiksyra (DTPA), hydroxietyletylendiamintriättiksyra (HEEDTA), dietylentriaminpentametylenfosfonsyra (DTPMPA), monomera eller oligomera former av N,N-bis(2-hydroxi-5-sulfobensyl)glycin, N,N- bis(2-hydroxi-5-alkylbensyl)glycin,N,N-bis(2-hydroxi-5-karboxi- bensyl)glycin eller blandningar därav.Extractant according to Claim 8, characterized in that the hydrophilic complexing agent is selected from glycine, iminodiacetic acid (IDA), nitrilotriacetic acid (NTA), ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), monomeric or oligomeric forms of N, N-bis (2-hydroxy-5-sulfobenzyl) glycine, N, N-bis (2-hydroxy-5-alkylbenzyl) glycine, N, N-bis (2-hydroxy-5-carboxy benzyl) glycine or mixtures thereof. l0. Extraktionsmedel enligt något av patentkrav l-9, k ä n n e - tecknat av att det även innefattar organofila katjonaktiva föreningar och/eller organofila anjonaktiva föreningar.l0. Extraction agent according to one of Claims 1 to 9, characterized in that it also comprises organophilic cationic active compounds and / or organophilic anionic compounds. ll. t e c k n a t av att de organofila katjonaktiva föreningarna är bland karboxylsyror, Extraktionsmedel enligt patentkrav 10, k ä n n e - Valda alkoholer, fenoler, tioler, tiofenoler, och sulfonsyror.ll. because the organophilic cationic active compounds are among carboxylic acids. Extractants according to claim 10, characterized in - Selected alcohols, phenols, thiols, thiophenols, and sulfonic acids. 12. Extraktionsmedel enligt något av patentkrav 10-ll, k ä n n e t e c k n a t av att de organofila anjonaktiva föreningarna är valda bland organofila derivat av oniumsalter såsom ammonium-, sulfonium-, oxonium- och fosfoniumsalter, eller bland motsvarande homologer av aminer, sulfiner, oxiner och fos- finer, vilka kan övergå till oniumsalter genom protonöverföring. 508 227 41Extraction agent according to one of Claims 10 to 11, characterized in that the organophilic anionic compounds are selected from organophilic derivatives of onium salts such as ammonium, sulfonium, oxonium and phosphonium salts, or from the corresponding homologues of amines, sulphines, oxines and phosphines, which can be converted to onium salts by proton transfer. 508 227 41 13. Extraktionsmedel enligt patentkrav 12, k ä n n e - t e c k n a t av att de organofila anjonaktiva föreningarna är valda bland N,N,N,N-tetraalkylammoniumsalter innefattande en alkylgrupp med 8-22 kolatomer och tre sinsemellan oberoende valda alkylgrupper med 1-2 kolatomer.Extractant according to claim 12, characterized in that the organophilic anionic compounds are selected from N, N, N, N-tetraalkylammonium salts comprising an alkyl group having 8-22 carbon atoms and three independently selected alkyl groups having 1-2 carbon atoms. 14. Förfarande för extraktion av joner ur en fast eller flytande fas k ä n n e t e c k n a t av att extraktionsmedlet enligt något av patentkraven 1-13 bringas i kontakt med den fasta eller den flytande fasen.14. A process for extracting ions from a solid or liquid phase is characterized in that the extractant according to any one of claims 1-13 is brought into contact with the solid or liquid phase. 15. Förfarande enligt patentkrav 14, k ä n n e t e c k n a t av att det utföres vid ett pH-värde lägre än 12 i närvaro av ett oxidationsmedel.Process according to Claim 14, characterized in that it is carried out at a pH value lower than 12 in the presence of an oxidizing agent. 16. Förfarande enligt patentkrav 15, k ä n n e - t e c k n a t av att oxidationsmedlet är valt bland luftsyre, syrgas, ozon, väteperoxid, peroxisyror och dessas alkali- eller jordalkalimetallsalter, företrädesvis natrium-, kalium-, magnesium- eller kalciumsalter, samt blandningar därav.Process according to Claim 15, characterized in that the oxidizing agent is chosen from atmospheric oxygen, oxygen, ozone, hydrogen peroxide, peroxyacids and their alkali or alkaline earth metal salts, preferably sodium, potassium, magnesium or calcium salts, and mixtures thereof. 17. Förfarande enligt patentkrav 14, k ä n n e t e c k n a t av att det utföres vid ett pH-värde högre än 11,5 i närvaro av ett reduktionsmedel.Process according to Claim 14, characterized in that it is carried out at a pH value higher than 11.5 in the presence of a reducing agent. 18. Förfarande enligt patentkrav 17, k ä n n e t e c k n a t av att reduktionsmedlet är valt bland vätesulfid, natriumsulfid, svaveldioxid, samt alkali- eller jordalkalimetall-salter av vätesulfit, sulfit, borhydrid, ditionit, tetrationit, tiosulfat, hypofosfit, ortofosfit, samt blandningar därav.Process according to Claim 17, characterized in that the reducing agent is chosen from hydrogen sulphide, sodium sulphide, sulfur dioxide, and alkali or alkaline earth metal salts of hydrogen sulphite, sulphite, borohydride, ditionite, tetrationite, thiosulphate, hypophosphite, orthophosphite, orthophosphates. 19. Förfarande enligt patentkrav 18, k ä n n e t e c k n a t av att reduktionsmedlet är natriumditionit.19. A process according to claim 18, characterized in that the reducing agent is sodium dithionite. 20. Förfarande enligt något av patentkrav 14-19, k ä n n e t e c k n a t av att extraktionen utföres på ligno- 508 227 42 cellulosa, företrädesvis i någon produktionsenhet.Process according to any one of claims 14-19, characterized in that the extraction is carried out on lignocellulose, preferably in some production unit. 21. Förfarande enligt patentkrav 20, k ä n n e t e c k n a t av att det utföres vid framställning av halvkemiska, kemimekaniska eller mekaniska massor, samt returfibermassor, för företrädesvis blekande oxidation med minsta möjliga delignifiering.21. A method according to claim 20, characterized in that it is carried out in the production of semi-chemical, chemical mechanical or mechanical pulps, as well as recycled fiber pulps, for preferably bleaching oxidation with the least possible delignification. 22. Förfarande enligt patentkrav 21, k ä n n e t e c k n a t av att det utföres direkt på ved (flis), företrädesvis i någon produktionsenhet.Method according to claim 21, characterized in that it is carried out directly on wood (chips), preferably in some production unit. 23. Förfarande enligt patentkrav 20, k ä n n e t e c k n a t av att det utföres vid framställning av lignocellulosamassor enligt någon kemisk metod såsom sulfatprocessen enligt kontinuerlig-, konventionell batchvis- eller superbatchteknik.23. A process according to claim 20, characterized in that it is carried out in the preparation of lignocellulosic pulps by any chemical method such as the sulphate process by continuous, conventional batchwise or superbatch technique. 24. Förfarande enligt patentkrav 23, k ä n n e t e c k n a t av att extraktionen utföres i: (1) (2) (3) kokvätskeberedningen; i minst en position i minst ett av följande steg eller moment: processlinjen för massaframställning; kemikalieàtervinningscykeln; (1) (a) flishantering före kokare, (b) förimpregnering till kokare, (c) kokare, (d) kokarens tvättzon (kontinuerlig teknik) eller kokarens förträngningsmoment (superbatch- teknik), (e) avdrag före svartlutsindunstning, (f) efter kokare på bruna sidan. pà massa och pà bak- vattenflöden, (g) i blekeriet på massa och på bakvattenflöden, (h) efter blekeriet, t.ex. i kombination med pappers- eller kartongmaskiner; (2) svartlutsindunstning; (3) (a) grönlutsklarning, eller (b) vitlutsklarning.A process according to claim 23, characterized in that the extraction is carried out in: (1) (2) (3) the cooking liquid preparation; in at least one position in at least one of the following steps or steps: the mass production process line; the chemical recycling cycle; (1) (a) chip handling before boiler, (b) pre-impregnation to boiler, (c) boiler, (d) boiler wash zone (continuous technology) or boiler displacement (superbatch technology), (e) deduction before black liquor evaporation, (f) after boilers on the brown side. on pulp and on backwater flows, (g) in the bleaching plant on pulp and on backwater flows, (h) after bleaching, e.g. in combination with paper or board machines; (2) black liquor evaporation; (3) (a) green liquor clearance, or (b) white liquor clearance. 25. Förfarande enligt patentkrav 20, k ä n n e t e c k n a t av att det utföres i en tvättapparat i minst ett av följande steg: (8) (b) kokare, (c) efter kokare på bruna sidan, i förimpregnering till (d) i blekeriet, (e) i flishantering före kokare, 508 227 43 efter blekeriet.A method according to claim 20, characterized in that it is carried out in a washing apparatus in at least one of the following steps: (8) (b) boiler, (c) after boiler on the brown side, in pre-impregnation to (d) in the bleaching plant, (e) in chip handling before cooking, 508 227 43 after bleaching. 26. Förfarande enligt patentkrav 25, k ä n n e t e c k n a t av att tvättapparatens filtrat cirkuleras genom en separator för avskiljning av den organiska fasen. med de lösta organofila metal1salterna/metallkomplexen och syrförbrukande organisk substans (COD), att en sur extraktion utföres på den organiska fasen för spjälkning av metallsalterna/metallkomplexen och frigöring av metalljonerna, att den organiska fasen efter komplettering för förluster recirkuleras till tvättapparaten, eventuellt efter att först ha upparbetats för att befrias från syreförbrukande organisk substans genom t.ex. extraktion och/eller destillation och/eller postoxidation, och att den sura vattenfasen med de frigjorda metalljonerna efter neutralisering kan gá till recipienten eller till kemikalieåtervinningscykeln för avskiljning av metalljonerna i grönlutsfiltreringen.26. A method according to claim 25, characterized in that the filtrate of the washing apparatus is circulated through a separator for separating the organic phase. with the dissolved organophilic metal salts / metal complexes and oxygen-consuming organic substance (COD), that an acidic extraction is carried out on the organic phase to cleave the metal salts / metal complexes and release the metal ions, that the organic phase is recycled to the washing apparatus after loss. have first been worked up to be freed from oxygen-consuming organic matter by e.g. extraction and / or distillation and / or post-oxidation, and that the acidic aqueous phase with the liberated metal ions after neutralization can go to the recipient or to the chemical recovery cycle to separate the metal ions in the green liquor filtration. 27. Förfarande enligt patentkrav 26, k ä n n e t e c k n a t av att extraktionen utföres i en extraktor på bakvattensystemet vid sidan av massaflödet.27. A method according to claim 26, characterized in that the extraction is carried out in an extractor on the backwater system in addition to the pulp flow.
SE9702067A 1997-05-30 1997-05-30 Extraction agents included essential oils and process for using them SE9702067L (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9702067A SE9702067L (en) 1997-05-30 1997-05-30 Extraction agents included essential oils and process for using them
AU77928/98A AU7792898A (en) 1997-05-30 1998-05-20 Extraction agents and method for use thereof
PCT/SE1998/000953 WO1998053893A1 (en) 1997-05-30 1998-05-20 Extraction agents and method for use thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9702067A SE9702067L (en) 1997-05-30 1997-05-30 Extraction agents included essential oils and process for using them

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9702067D0 SE9702067D0 (en) 1997-05-30
SE508227C2 true SE508227C2 (en) 1998-09-14
SE9702067L SE9702067L (en) 1998-09-14

Family

ID=20407188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9702067A SE9702067L (en) 1997-05-30 1997-05-30 Extraction agents included essential oils and process for using them

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU7792898A (en)
SE (1) SE9702067L (en)
WO (1) WO1998053893A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20051145A7 (en) * 2005-11-11 2007-05-12 Kemira Oyj Pulp, method for producing pulp from lignocellulosic material and method for softening lignocellulosic material
FI20086031L (en) * 2008-10-31 2010-05-01 Kemira Oyj Bleaching method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE507483C2 (en) * 1996-10-21 1998-06-15 Hampshire Chemical Ab Removal of metal ions by extraction with a combination of an organophilic complexing agent and an organic solvent in the preparation of pulp

Also Published As

Publication number Publication date
WO1998053893A1 (en) 1998-12-03
AU7792898A (en) 1998-12-30
SE9702067D0 (en) 1997-05-30
SE9702067L (en) 1998-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bajpai Pulp and paper industry: chemicals
CA1070908A (en) Bleach plant filtrate recovery
US5314580A (en) Process for the removal of ink, resin, and adhesive residues from paper, textile fabrics and solid surfaces
US3830688A (en) Method of reducing the discharge of waste products from pulp mills
SE500113C2 (en) Method of bleaching pulp for disposal of released metals
US5571378A (en) Process for high-pH metal ion chelation in pulps
EP0734470B1 (en) Method for the manufacture of bleached cellulose pulp
SE508227C2 (en) Extraction agents included essential oils and process for using them
RU2636560C2 (en) Method and device for processing liquid flows on pulp mill
WO1996023566A1 (en) Process for treatment of condensate
CA1252258A (en) Method of brown stock washing
US1083234A (en) Process for separating fibrous matter from admixtures.
CA2505525C (en) Method and arrangement in making of mechanical pulp
JPS62501921A (en) Alkaline delignification method and apparatus for lignocellulose fibrous material
CA2277833C (en) A process for the separation of sulphides from pulping liquors using amphoteric resins
WO1998017857A1 (en) Removal of metals from treatment fluids in a cellulose pulp mill
US5022962A (en) Method for the treatment of spent liquors in pulp production
Verenich et al. Lipophilic wood extractives abatement from TMP circulation waters by wet oxidation
JPS6035474B2 (en) Defoaming method
US1245605A (en) Method of treating waste soapy liquors from laundries.
DE69521809T2 (en) ODOR TREATMENT OF SMELLING CONDENSATES WITH OZONE-CONTAINING RESIDUAL GAS
CN216106784U (en) Coal tar dehydration water processing system
DE939268C (en) Process for the dephenolation of industrial waste water
Walger Study of the activation of hydrogen peroxide by the copper (II)-phenanthroline complex for the color-stripping of recovered cellulosic fibers
US5700350A (en) Processes of retaining chelant-containing effluent within pulp bleach plants

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 9702067-1

Format of ref document f/p: F