SE513403C2 - Förfarande för oxidering av vitlut - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 515 403 2 göra vitluten användbar för dessa applikationer är att oxidera vitluten med luft eller syre för att ta bort det mesta av natriumsulfiden genom att den omvandlas till oxiderade svavelföreningar.

I US-A-4 053 352 beskrivs ett förfarande där vitlut oxideras med luft vid förhöjd temperatur.

I US-A-5 382 322 beskrivs ett förfarande där vitlut oxideras med en syrerik gas, som företrädesvis innehåller minst 80% syre. .

I WO 94/01616 beskrivs ett förfarande där vitlut oxideras medelst syre.

Vitlut innehåller huvudsakligen en blandning av nat- riumsulfid, natriumhydroxid och vatten. När vitlut bringas i kontakt med luft, oxideras natriumsulfid till natriumtiosulfat. Natriumtiosulfat är dock inte heller önskvärd i ett flertal applikationsställen med behov av alkali.

Vitlut innehållande natriumtiosulfat kan t ex inte tillföras blekeristeg där väteperoxid används som blek- kemikalie. I det fallet kommer väteperoxiden i första hand att reagera med natriumtiosulfatet och bilda radika- ler, vilka på olika sätt påverkar pappersmassans kvalitet negativt.

När vitlut oxideras med syre, kan en total oxidation av natriumsulfid till natriumsulfat erhållas lite bero- ende pà doseringen av syre i förhållande till vitlut, och den vitlut som totaloxiderats på detta sätt kan användas vid ett flertal applikationsställen för alkali.

Kostnaderna, som uppkommer, dels vid ombyggnation av befintlig anläggning och dels vid drift, med oxidation medelst syre är emellertid omfattande, vilket inte gör detta förfarande ekonomiskt försvarbart.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande som ger en huvudsakligen tota- loxidation av vitlut (dvs natriumsulfiden oxideras via natriumtiosulfat till natriumsulfat) till rimliga inves- terings- och driftskostnader. in 10 15 20 25 30 35 513 403 3 Andra ändamål med, särdrag och fördelar hos förelig- gande uppfinning kommer att framgå från den följande beskrivningen.

Dessa ändamål uppnås med ett förfarande enligt efterföljande patentkrav 1. Särskilt föredragna utfö- ringsformer är angivna i de osjälvständiga kraven.

Kort avser föreliggande uppfinning ett förfarande för behandling av vitlut i massa- och pappersfabriker, vilket omfattar oxidation av vitlut. Enligt uppfinningen bringas vitlut, som huvudsakligen innehåller natriumsul- fid, natriumhydroxid och vatten, först i kontakt med en syreinnehållande gas för oxidation av natriumsulfid till natriumtiosulfat. varefter vitluten bringas i kontakt med väteperoxid för oxidation av natriumtiosulfat till natri- umsulfat.

I en föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning omfattåriäen syreinnehållande gasen luft.

En fördelímšêfförfarandet enligt föreliggande upp- finning är att man erhåller en vitlut vari natriumsulfi- den totaloxiderats till natriumsulfat, vilket gör den totaloxiderade vitluten användbar i en mycket större utsträckning än når natriumsulfiden enbart oxiderats till natriumtiosulfåt¿ Vidare kan detta åstadkommas till mycket rimliga investeringskostnader och driftskostnader.

Vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning är det naturligtvis så att man inte erhåller en fullständig oxidation av natriumsulfid till natriumtiosulfat resp natriumtiosulfat till natriumsulfat i de olika processte- gen, vilket framgår av försöksexemplen nedan, men huvud- delen av ingående natriumsulfid resp natriumtiosulfat i de olika processtegen kommer att ha oxiderats till natri- umtiosulfatiresp ëfiiriwoqsulfat- Föršdššgnåïut orinšsformer av föreliggande uppfin- ning kommer i det följande att beskrivas med hjälp av ett par exempel. Dessa får inte anses vara begränsande för föreliggande uppfinnings omfattning. 10 15 20 25 30 515 403 4 Exempel 1 Vitlut, som huvudsakligen innehöll natriumsulfid, natriumhydroxid och vatten, med en temperatur av 80-90°C och ett pH av 12-13 pumpades kontinuerligt in i en oxida- tionsreaktor med ett flöde av 14 m3/h. I oxidationsreak- torn oxiderades vitluten medelst en inkommande luftström.

Luften tillfördes med ett flöde av ca 2000 m3/h. Ett prov togs i utgående ström ur oxidationsreaktorn och mängden natriumsulfid, natriumtiosulfat och natriumsulfat per liter vitlut mättes i provet. Resultaten framgår av tabell 1 nedan.

Exempel 2 Oxiderad vitlut enligt exempel 1 pumpades kontinuer- ligt vidare in i en andra oxidationsreaktor, där vitluten blandades med en ingående ström av väteperoxid, varvid 35 Ett prov togs ut i utgående ström ur den andra oxidationsre- g väteperoxid tillsattes per liter oxiderad vitlut. aktorn och ingående mängd natriumsulfid, natriumsulfit, natriumtiosulfat och natriumsulfat per liter vitlut mät- tes. Resultaten framgår av tabell 1 nedan.

Exempel 3 Förfarandet enligt exempel 2 följdes, med undantaget att 47 g väteperoxid tillsattes per liter oxiderad vit- lut Resultaten framgår av tabell 1 nedan.

Exempel 4 Förfarandet enligt exempel 2 följdes, med undantaget att 59 g väteperoxid tillsattes per liter oxiderad vit- lut. Resultaten framgàr_av tabell 1 nedan.

Tabell 1: Exempel 0 l 2 3 4 (0=obehandlad vitlut) (g/l) (g/l) (g/l) (g/l) (g/l) Natriumsulfid (Na2S) 42,5 0,5 2,5 3,1 <0,5 Natriumtiosulfat 3,6 43,3 10 1,4 <0,5 (Nê2S203) Natriumsulfat 7,3 8,2 67,8 85,9 89,3 (Na2SO4) 10 15 20 25 30 513 403 5 Såsom framgår av tabell l ovan övergår merparten av natriumtiosulfat, som bildats vid oxidation med luft, till natriumsulfat vid en ytterligare oxidation medelst väteperoxid. Hur stor del som övergår till natriumsulfat beror naturligtvis på doseringen av väteperoxid vid detta sista oxidationssteg. Av exemplen ovan motsvarar exempel 3 en 100%-ig tillsättning av väteperoxid utifrån den teo- retiskt beräknadeMmängden väteperoxid, som behövs för att totaloxidera vitluten, Exempel 5 De enligt exempel 1-4 erhållna vitlutarna, vilka oxiderats i mer eller mindre omfattning, användes som alkalikälla vid blekning av pappersmassa. Som referens (R) användes NaOH"av PA-kvalité. Resultaten av blekningen med de olika alkalikällorna framgår av tabell 2 nedan.

Tabell 2: Exempel 1 2 3 4 R rest väteperoxid,W 5 27 19 20 40 O 6 av satsad Ljushet, %ISO 82,0 85,7 84,6 85,1 85,8 Såsom framgår av tabell 2 ovan erhålls jämförbar blekning med alkalikällorna enligt exempel 2-4 och refe- rensen av NaOH av PA-kvalite.

Vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning till- sätts minst 25, liter vitlut, företrädesvis minst 40 g väteperoxid per och högst 60, väteperoxid per liter vitlut. Allra helst tillsätts 45 g väteperoxid per liter vitlut. företrädesvis högst 50 g Såsom nämnts ovan utgör anrikningen av vissa pro- cessfrämmande ämnen, t ex joner av övergångsmetaller och/eller alkaliska jordartsmetaller, också ett problem vid försök att¶šIute:mässafabriken.

Vitlut innehåller, förutom natriumsulfid, natrium- hydroxid och vatten, även joner av övergångsmetaller 10 15 20 25 30 513 403 6 och/eller alkaliska jordartsmetaller, vilka var för sig, eller i kombination med varandra, kan ge upphov till ut- fällningar på massan.

En växande del av pappersmassan bleks idag med hjälp av väteperoxid, perättiksyra eller ozon. Dessa bleknings- förfarande störs pà olika sätt av närvarande joner av övergángsmetaller och/eller alkaliska jordartsmetaller.

Därför föreligger det behov av att mängden joner av över- gàngsmetaller och/eller alkaliska jordartsmetaller mini- meras i de avlutar, som återanvänds på olika applika- tionsställen i processen.

Med uttrycket joner av övergàngsmetaller och/eller alkaliska jordartsmetaller avses joner av metaller valda ur gruppen, etc. som omfattar Al, Ca, Fe, Mn, Ni, Zn, För att göra vitluten än mer användbar kan man, antingen före eller efter, företrädesvis före oxidationen enligt föreliggande uppfinning, sätta ett magnesiumsalt och eventuellt en polymerer till vitluten och därefter separera den bildade fällningen från vitluten.

I en föredragen utföringsform sätts magnesiumsulfat och eventuellt polyakrylamid till vitluten för utfällning av jonerna av övergàngsmetallerna och/eller de alkaliska jordartsmetallerna.

Andra lämpliga magnesiumsalter omfattar alla lösliga salter av magnesium.

I ytterligare en föredragen utföringsform separeras den bildade fällningen genom flotation, filtrering eller sedimentering.

I ytterligare en föredragen utföringsform sätts den separerade fällningen till processvatten från ett bleke- risteg vid separation av utfällda, flockade metallföre- ningar, vilken separation görs genom flotation.

Claims (2)

10 PATENTKRAV

1. Förfarande för behandling av vitlut i massa- och pappersfabriker, vilket omfattar oxidation av vitlut, k ä n n e t e c k n a t av att vitlut, som huvudsakligen innehåller natriumsulfid, natriumhydroxid och vatten, först bringas i kontakt med en syreinnehållande gas för oxidation av ingående natriumsulfid till natriumtiosul- fat, varefter vitluten bringas i kontakt med väteperoxid för oxidation av natriumtiosulfat till natriumsulfat.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den syreinnehållande gasen omfattar luft.