專利名稱：：化學紙漿的漂白方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種化學紙漿的漂白方法。更具體地說，本發(fā)明的主題是至少包含一個二氧化氯處理段的化學紙漿的漂白方法?；瘜W紙漿或化學漿是利用一種或多種化學劑，通過對木質(zhì)纖維素材料，特別是木材進行蒸煮而得到的紙漿。因此，在化學紙漿中，分類成如下牛皮漿或硫酸鹽漿，亞硫酸鹽漿或亞硫酸氫鹽漿，半化學漿或中性亞硫酸鹽漿，用溶劑蒸煮后的紙漿，如通過有機溶劑法得到的紙漿(“Ullmann化學工學百科全書”Ullmann’sEncyclopediaofIndustrialChemistry,第五版，卷A.18,1991，第568-569頁)。其中，可使用所有的木材針葉木，如各種松木或冷杉，闊葉木，如樺木，楊木，櫸木和桉樹類。絕大多數(shù)通過蒸煮得到的化學漿均需經(jīng)受若干個脫木素和/或漂白處理段。第一段包括通過蒸煮而進行完全脫木素。隨后的各段為漂白段。第一脫木素段通常通過用氣相氯，二氧化氯或氧進行處理。常規(guī)的用二氧化氯的處理段通常是，在常壓及酸性pH下，使紙漿與二氧化氯水溶液反應。在該程序的開始階段，pH在2和3之間，在該程序的結束階段，pH在4和5之間。不同于常規(guī)段使用的操作條件已形成了許多研究課題。因此，US5,474,654披露了一種方法，在該方法中，在蒸煮后，紙漿在40和90℃之間的溫度，酸性介質(zhì)的pH在1和6之間，經(jīng)受包含二氧化氯，氧和水蒸汽的作用。在US3,655,505中披露了兩段漂白法，根據(jù)該方法，首先，在15-100℃使20-60％濃度的紙漿經(jīng)受稀釋于惰性氣體如空氣，水蒸汽中的氣相二氧化氯的作用，為時20秒至60分鐘，然后，進行洗滌并用過氧化氫進行處理。此外，披露于SE9303037中的方法包括至少一個二氧化氯處理段，所述處理是在90-100℃,0.1-10巴壓力下進行的。至于稀釋氣體的性質(zhì)或介質(zhì)的pH值，其中沒有任何指示。為了限制將氯化副產(chǎn)物排入環(huán)境中，已建議用其它的氧化劑替代氯化反應劑。C.L.Forber的文章“牛皮漿中氯和二氧化氯的替換”“ChlorineandChlorineDioxideReplacementsinKraftPulpBleaching:EmergingTechnologiesorLaboratoryCuriosities”(TAPPIAtlanta,Georgia1993)指出，存在著若干種具有足夠漂白能力的化合物來替代氯進行脫木素，但替代二氧化氯進行漂白似乎還不能實現(xiàn)，運是因為尚沒有任何反應劑顯示出二氧化氯的效率、選擇性和有益的成本。盡管在漂白程序中用二氧化氯簡單地替代氯可使紙漿廠廢液中有機氯化衍生物(AOX可吸收的有機鹵)的量大大地減少，然而，運仍不足以滿足生態(tài)的要求。本發(fā)明的目的是提供一種化學漿的漂白方法，該方法包括至少一個二氧化氧處理段，并且在保護環(huán)境的同時，使之能得到強漂白的紙漿。通過根據(jù)本發(fā)明化學紙漿的漂白方法實現(xiàn)了該目的，根據(jù)所述的方法，使紙漿經(jīng)受若干處理段的程序，所述程序至少包括一個其中形成反應混合物的段，在該段中，紙漿經(jīng)受二氧化氯溶液的處理，其特征在于，在氧壓下保持所述的反應混合物。令人驚奇的是，申請人的公司已發(fā)現(xiàn)，在氧壓下進行操作不僅能降低二氧化氯的消耗量，而且還能改善化學紙漿的白度。根據(jù)本發(fā)明的處理段能在化學紙漿漂白程序中的任何段中使用。優(yōu)選在程序結束時使用。盡管可將該段插入利用分子氯的常規(guī)CEDED程序中，但通常優(yōu)選的是，將其用于其中氯被二氧化氯完全替代的ECF(無元素氯)漂白方法中。根據(jù)本發(fā)明，反應混合物的pH值通常在1和10之間，優(yōu)選在7和10之間，有益的是在7和9之間。氧壓可在寬范圍內(nèi)變化；通常氧壓在0.1-100巴，優(yōu)選在3-10巴。所存在的氧可以是純氧，或通過空氣而提供。反應溫度通常在25-150℃，優(yōu)選在40-90℃。二氧化氯的處理時間從2分鐘至5小時。該時間優(yōu)選在30分鐘和2小時之間。紙漿的濃度以干物質(zhì)重量相對于紙漿總重量的百分數(shù)來表示。在用二氧化氯處理期間，該濃度通常在1和30％之間，優(yōu)選在5和15％之間。相對于紙漿中干物質(zhì)的重量，二氧化氯的用量通常為0.05至5％重量。相對于紙漿中干物質(zhì)的重量，其有益的用量為0.2-3％重量。優(yōu)選以水溶液的形式使用二氧化氯，其中濃度優(yōu)選在7和15g/l之間。使用下面的實施例將更好地理解本發(fā)明。在下述實施例中，D表示常規(guī)的二氧化氯處理段，E表示氫氧化鈉抽提段。二氧化氯以相對于紙漿干物質(zhì)重量的重量百分數(shù)表示。試驗部分二氧化氯水溶液的濃度為7g/l。白度根據(jù)NF標準T12030進行測量。聚合度DP根據(jù)Tappi標準230om-89進行測量?？偟牟襟E將紙漿加入攪拌且恒溫控制的高壓釜中，所述高壓釜的容積為1.5升，里面覆蓋有聚四氟乙烯，然后，密封地關閉該高壓釜。在混合的同時添加少量水，以便得到所希望的濃度，并且如果需要的話，用緩沖溶液(乙酸鹽(acetic)，磷酸鹽和硼酸鹽)調(diào)節(jié)混合物的pH。然后將反應混合物的溫度調(diào)節(jié)至55℃。接著通過密閉的滴液漏斗添加二氧化氯溶液，并利用氧或氮對反應器進行加壓。在反應30分鐘之后，停止加熱。然后使高壓釜除氣，并從紙漿中分離出漂白液。然后通過滴定碘法定量測量留在漂白液中的二氧化氯量。最后，在進行各種測量(白度，聚合度)之前，用去離子水對紙漿洗滌若干次。實施例1-9使用針葉木漿進行列于表1中的實施例1-9，所述針葉木漿預先進行了延長的硫酸鹽蒸煮(蒸煮后卡伯值KN=24.1,DP=1530，白度29,1％)并進行了DEDE程序的預漂白，并且該紙漿的聚合度為1370,ISO白度為69.9％。在常壓下進行的第一D段的操作條件如下紙漿濃度=10％反應混合物的溫度=55℃反應混合物的pH=2.5二氧化氯用量=2％處理時間=1小時在與第一段相同的條件下進行預漂白的第二D段，所不同的是將二氧化氯的用量降至1％。在該D段結束時，使紙漿進行脫水干燥，然后進行E段。E段的操作條件如下紙漿濃度=10％反應混合物的溫度=70℃NaOH用量=2％常壓處理時間=1小時。在實施例1-9中，操作是在0.5％的二氧化氯的存在下，利用10％濃度的紙漿進行的。實施例1-3在常壓下進行。實施例10-13使用針葉木漿進行列于表1中的實施例10-13，所述針葉木漿預先進行了延長的蒸煮(蒸煮后卡伯值KN=24.1)并進行了DE程序的預漂白，并且該紙漿的聚合度為1420,ISO白度為43.1％，卡伯價為5.7。預漂白的操作條件與實施例1-9中使用的程序的第一段的兩步相同。所述操作在1％(實施例10和12)和1.6％(實施例11和13)二氧化氯的存在下，利用10％濃度的紙漿(實施例10-13)進行。表1<tablesid="table1"num="001"><tablewidth="657">實施例壓力(巴)氣體的性質(zhì)pH％ClO2消耗白度(％ISO)11空氣4.583.582.121空氣771.082.131空氣954.081.645氧4.582.082.655氧773.583.365氧959.083.075氮氣4.585.082.685氮氣770.082.995氮氣959.081.4101空氣399.765.9111空氣399.865.5123氧399.466.8133氧398.668.0</table></tables>權利要求1．一種化學紙漿的漂白方法，根據(jù)該方法，紙漿經(jīng)受若干處理段的程序，所述程序至少包括一個其中形成反應混合物的段，在該段中，紙漿經(jīng)受二氧化氯的處理，其特征在于，在氧壓下保持該反應混合物。2．根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，混合物的pH在1和10之間。3．根據(jù)權利要求2的方法，其特征在于，pH在7和10之間。4．根據(jù)權利要求1-3之一的方法，其特征在于，氧壓在3和10巴之間。5．根據(jù)權利要求1-4之一的方法，其特征在于，相對于紙漿干物質(zhì)重量，二氧化氯的用量從0.05至5％重量。6．根據(jù)權利要求1-5之一的方法，其特征在于，反應混合物的溫度在40和90℃之間。7．根據(jù)權利要求1-6之一的方法，其特征在于，紙漿的濃度在5和15％之間。全文摘要本發(fā)明涉及一種化學紙漿的漂白方法,根據(jù)該方法,紙漿在蒸煮以及可有可無的預漂白之后,經(jīng)受至少一個在氧存在下的二氧化氯處理段。文檔編號D21C9/10GK1213722SQ9812072公開日1999年4月14日申請日期1998年9月25日優(yōu)先權日1997年10月3日發(fā)明者勞倫斯·布里奧伊斯,赫維·薩蒂申請人:埃爾夫阿托化學有限公司