Способ отбелки древесной массы

 

Использование: в целлюлозно-бумажной промышленности, например, при получении бумаги и картона повышенной сортности. Сущность изобретения: древесную массу обрабатывают отбеливающим раствором. В качестве отбеливающего раствора используют смесь пероксида водорода, силикат натрия, комплексообразователь и карбоната натрия. В полученную при этом массу вводят раствор сренокислого алюминия. Массу выдерживают предпочтительно 10-20 мин. 1 табл.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к отбелке волокнистых полуфабрикатов, и может найти применение при получении бумаги и картона повышенной сортности.

Известен способ перекисной отбелки древесной массы, согласно которому волокнистую массу выдерживают определенное время в щелочном растворе перекиси водорода. В начале отбелки рН 10,5-11,5, а заканчивают отбелку при рН 8,5-9,0. Древесная масса из-за остаточной щелочности может приобрести желтый оттенок, поэтому по окончании отбелки ее подкисляют до слабокислой среды с рН около 5 (1).

В качестве нейтрализующих веществ применяют слабые восстановители, например, водный раствор диоксида серы или сеpнистую кислоту. Использование указанных сеpнистых соединений приводит к значительному загрязнению окружающей среды.

Наиболее близким к предлагаемому является способ отбелки древесной массы путем обработки ее отбеливающим раствором, содержащим пероксид водорода, силикат натрия, комплексообразователь и содовый щелочной агент, введения в реакционную массу кислотного агента и последующей выдержки массы (2).

Сущность данного способа состоит в том, что отбелку древесной массы проводят щелочным раствором пероксида водорода, используя в качестве содового щелочного реагента гидроксид натрия с расходом 1,5-2,0% Температура обработки 65-85^oC, продолжительность 0,5-2,0 ч, в конце обработки рН массы составляет 8,1-8,3, а концентрация остаточного пероксида водорода 0,61-1,3% По истечении указанного времени в процессе разбавления в массу вводят диоксид углерода, что обеспечивает снижение рН массы до 5,6-5,7. Диоксид углерода вводят в массу в жидком (угольная кислота) или газообразном состоянии. Преимущество данного способа состоит в том, что из производства исключается диоксид серы источник образования вредных сернистых соединений.

К недостаткам способа относится то, что использование в качестве содового щелочного агента гидроксида натрия обусловливает окончание отбелки при большом наличии остаточного пероксида водорода может привести к реверсии белизны из-за высокой щелочности гидроксида натрия. Тем не менее отбеленная с использованием гидроксида натрия масса обладает повышенной способностью к старению и пониженной к светостойкости. Кроме того, высокая активность гидроксида натрия обусловливает растворение компонентов древесины и приводит к потере выхода целевого продукта.

Использование диоксида углерода в газообразном состоянии для кислотовки массы сопряжено с техническими трудностями, так как при сравнительно небольшой растворимости его в воде наблюдается повышенный расход диоксида углерода для снижения рН массы с 8,1-8,3 до 5,6-5,7.

Технической задачей предлагаемого решения является облегчение регулирования степени белизны древесной массы, улучшение ее стабильности по белизне, и повышение выхода целевого продукта.

Достигается технический результат тем, что в способе отбелки древесной массы путем обработки ее отбеливающим раствором, содержащим пероксид водорода, силикат натрия, комплексообразователь и содовый щелочной агент, введения в массу кислотного агента и последующей выдержки массы согласно из-ию, в качестве содового щелочного агента используют раствор карбоната натрия, а в качестве кислотного агента используют раствор сернокислого алюминия, при этом последний вводят в массу в количестве, обеспечивающем образование в ней угольной кислоты.

Установлено, что использование в качестве щелочного реагента карбоната натрия благоприятно отражается на ходе реакции перекисного беления древесной массы. Карбонат натрия как щелочной агент обладает меньшей активностью по сравнению с гидроксидом натрия. Поэтому реверсии белизны при избытке карбоната натрия не происходит и отбелку можно заканчивать при меньшем количестве остаточного пероксида водорода. Карбонат натрия как соль слабой и неустойчивой кислоты легко разлагается при снижении рН реакционной среды с выделением свободного диоксида углерода. Поэтому небольшое снижение рН древесной массы в конце отбелки за счет добавления сернокислого алюминия вызывает разложение избыточного карбоната натрия с выделением диоксида углерода, который в свою очередь является нейтрализующим агентом для создания требуемой щелочности среды.

Предложенный способ отбелки древесной массы осуществляют следующим образом: в древесную массу, полученную любым из известных способов, концентрацией 14-18% вводят отбеливающий раствор, содержащий пероксид водорода с расходом 2-4% от массы абсолютно сухого волокна, силикат натрия с расходом 2-3% комплексообразователь с расходом 0,2-0,3% и карбонат натрия с расходом 2,7-4,3% После интенсивного перемешивания концентрация массы составляет 10-12% а рН 9,5-11,5. Реакционную смесь выдерживают в течение 1-2 ч при температуре 60-80^oC. По истечении указанного времени массу с рН 7,5-8,5 разбавляют водным раствором сернокислого алюминия с расходом его 4-6 кг/т массы абсолютно сухого волокна до концентрации 4-6% и рН 0,0-6,5. Массу выдерживают в течение 10-20 мин при перемешивании и за счет разложения избытка карбоната натрия с образованием угольной кислоты рН массы достигает величины 4,5-5,0. Отбеленную массу анализируют по показателям качества.

Пример 1. Способ отбелки древесной массы осуществляют следующим образом: в древесную массу, полученную термомеханическим способом, с исходной белизной 56,4% концентрацией 15% вводят отбеливающий раствор, содержащий пероксид водорода с расходом 2% от массы абсолютно сухого волокна, силикат натрия с расходом 1,5% трилон Б с расходом 0,2% и карбонат натрия с расходом 4,3% (все от массы абсолютно сухого волокна). После интенсивного перемешивания концентрация массы составляет 10% а рН 11,5. Волокнистую суспензию выдерживают 1,5 ч при температуре 70^oC. По истечении указанного времени массу с рН 8,5 разбавляют водным раствором сернокислого алюминия до концентрации 5% и рН 6,5 и выдерживают в течение 15 мин при перемешивании. За счет разложения избытка карбоната натрия с образованием угольной кислоты рН массы устанавливают равным 5. Отбеленную массу анализируют. Показатели качества приведены в таблице.

Пример 2. Способ отбелки древесной массы осуществляют аналогично примеру 1. Отличия состоят в том, что расход карбоната натрия составляет 3,5% и рН реакционной смеси после введения отбеливающего раствора составляет 10,8. По истечении времени отбелки рН массы 7,9. Расход сернокислого алюминия 5 кг/т от массы абсолютно сухого волокна.

Показатели качества приведены в таблице.

Пример 3. Способ отбелки древесной массы осуществляют аналогично примеру 1. Отличия состоят в том, что расход карбоната натрия составляет 2,7% и рН реакционной смеси после введения отбеливающего агента составляет 9,5% По истечении времени отбелки рН массы 7,5. Расход сернокислого алюминия 4 кг/т от массы а.с.в.

Показатели качества приведены в таблице.

Пример 4 (прототип). Способ отбелки древесной массы осуществляют следующим образом: в древесную массу, полученную термомеханическим способом с исходной белизной 56,4, концентрацией 15% вводят отбеливающий раствор содержащий пероксид водорода с расходом 2% гидроксид натрия с расходом 2% силикат натрия с расходом 2% трилон В с расходом 0,2% сульфат магния с расходом 0,5% После интенсивного перемешивания концентрация массы составляет 10% а рН 11,5. Волокнистую массу выдерживают при температуре 85^oC в течение 30 мин, после чего рН массы составляет 8,1. Через массу пропускают газообразный диоксид углерода до рН 5,6. Затем массу анализируют. Показатели качества приведены в таблице.

Анализ приведенных в таблице данных показывает, что предлагаемый способ отбелки древесной массы позволяет существенно повысить светостойкость беленой массы при повышенном выходе целевого продукта.

Формула изобретения

Способ отбелки древесной массы путем обработки ее отбеливающим раствором, содержащим пероксид водорода, силикат натрия, комплексообразователь и содовый щелочной агент, введения в массу кислотного агента и последующей выдержки массы, отличающийся тем, что в качестве содового щелочного агента используют раствор карбоната натрия, а в качестве кислотного агента используют раствор сернокислого алюминия, при этом последний вводят в массу в количестве, обеспечивающем образование в ней угольной кислоты.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 07.07.2007

Извещение опубликовано: 20.02.2009        БИ: 05/2009

---