[发明专利]纸浆漂白的方法

说明书

本发明涉及一种与其生产相结合的化学纸浆的无氯漂白方法，其中纸浆悬浊液优选具有稠度超过8％的含纤维素的纤维材料，并且其中进入漂白生产线的纸浆优选连续通过漂白生产线中的至少一个漂白槽，用至少一种酸调节pH值至低于7和用一种螯合剂进行处理，并且接着用过氧化氢或相当量的另一种过氧化物在至少一个阶段将其漂白到亮度超过75％ISO，优选超过80％，过氧化物加入量超过5千克/BDMT。

从销售的环境考虑要求进行广泛的研究以消除为漂白目的而使用含氯化合物。使用当前的技术，用氧气、过氧化氢和臭氧很难达到对从软木硫酸盐纸浆中制备的纸浆的完全漂白。

有许多Lignox和Macrox型的过氧化物漂白方法，其中结合运用了EDTA处理和添加过氧化物。这些方法要求在90℃时反应时间最少4小时，并且，尽管如此，已发现当进行了氧去木质素软木纸浆的成功漂白时，纸浆具有12卡帕并且亮度达到了77-79ISO，而大约有一半所用的过氧化物还没得到利用。本发明的意图是在加入新鲜的过氧化物之后应重复利用未被利用的过氧化物。据我们所知，这点还没有产生工业化的规模。在某些情况下，过氧化物回到氧反应器，而任何可能的提高亮度的努力被忽略了。

通过已公开的瑞典专利申请，8503153-2(Wagner-BiroAG)，可以得知一种在合理加入过氧化物的情况下使用氧气和/或臭氧去纸浆木质素的方法。在所说的方法中，在该反应温度下及2.5-4.5％的稠度时，将纸浆与氧气(可能含有过氧化物)接触而第二阶段在10％的稠度下进行。所用的过氧化物的量是0-5千克H₂O₂/千克ptp。

为了缩短必需的反应时间和/或减少过氧化物残余以达到所用的过氧化氢的最佳利用，可能立即产生的方法似乎是升高温度和加压，并且这个建议实际上作为一种可能性包括在瑞典专利8902058-0(EKA Nobel AB)中，其中描述了所谓的Lignox法。已进行了此方向的试验，但是失败了，各方面的结果比用纯粹的常压过氧化物漂白所达到的还要糟。甚至已有人提议氧气在Lignox法漂白中是没有价值的。压力的使用优选使用MC泵来达到，泵送的悬浊液稠度超过8％并优选小于18％。

应该注意的是专利和其它文献中已提及的试验，由于可以理解的原因，已经以实验室的规模进行。已得到迹象如果温度升高(例如从90℃到95℃)结果更差并且已得出结论过氧化物漂白应优选在90℃以下的温度进行。

本发明的目的在于提出一种介绍中所提到的那种类型的方法，这种方法可以提供有效的和更加均匀的漂白。

根据本发明，通过在漂白槽中升高了的温度和压力下发生的过氧化物漂白以及通过暴露于漂白槽内部的金属表面面积少于4V平万米，这里V表示立方米体积，可以达到这一点，所说的压力在槽中的每一点都超过悬浊液中液体的蒸气压力并且其中漂白槽的横截面积超过3千方米。

根据本发明的进一步情况漂白槽中的压力在槽的底部超过3.0×10⁵帕(3巴)，优选4.0×10⁵帕(4巴)并更优选超过5.0×10⁵帕(5巴)，而漂白槽顶部的压力超过1.0×10⁵帕(1巴)，优选1.2×10⁵帕(1.2巴)并更优选1.5×10⁵帕(1.5巴)。

此外，在实验室漂白中，在最高温度为90℃-95℃的水浴中大气压条件下可以使用塑料袋。显然，在一个大气压下的加压程序是在耐酸高压釜中进行的。

现在出现的令人惊奇的是高压釜热的金属表面可以催化过氧化物分解。如果在密封的塑料袋放入充满了水以进行高压釜和塑料袋间的热传递的高压釜中之前放入了纸浆和过氧化物，亮度、卡帕值和粘度都会提高且过氧化物消耗降低。

在使用和没有使用额外的氧气压力(5.0×10⁵帕(5巴))的条件下分别进行了试验。不必完全采纳特定的理论，可以设想对此似乎可能的途径是高压釜热的金属表面使过氧化物催化分解。为了研究这一点，特别进行了下面所描述的试验。这些试验证实了我们的设想是正确的。由于槽中每单位体积内部暴露的金属表面的量随槽的体积增加呈二次方性减少，我们可得出结论上述问题是实验室特有的，即漂白槽的横截面积在一个特别的值时(大约3平方米，随着横截面积～D的增加其影响必然进一步降低)这种影响是决定性的。

还出现的令人惊奇的是根据本发明通过使用一种能够耐高pH值而不分解的络合剂可以达到本方法的进一步改善，高pH值是指pH达到11。