專利名稱：制備造紙紙漿的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紙漿制備工藝。
背景技術(shù)：
稱作“機(jī)械漿”或“高得率漿”或“木漿”的紙漿是由木材通過利用研磨機(jī)和/或精磨機(jī)進(jìn)行的一系列的機(jī)械處理(纖維分離(d6fibrage)和磨漿(raffinage))得到的。然后該紙漿可以在一步或多步中經(jīng)歷漂白階段。已知在紙漿磨漿過程中的臭氧處理有助于改善所生產(chǎn)的紙漿的質(zhì)量，尤其在物理性能(尤其紙漿的機(jī)械強(qiáng)度)方面，和有助于減少該工藝的能耗。但是，該臭氧處理帶來了特別的問題，即，紙漿的白度的降低，后續(xù)漂白的難度，相對于木材的得率的損失和漂白廢水(effluents de blanchiment)的化學(xué)需氧量的增加。上述的臭氧處理描述在文獻(xiàn)DE 2444475中。描述了該紙漿的后續(xù)漂白。文獻(xiàn)FR 2329794也描述了臭氧處理。在該處理后，經(jīng)處理的紙漿與堿液(苛性鈉)混合以通過臭氧處理來穩(wěn)定賦予該紙漿的性能。然后貯存該紙漿和其后在不需漂白下直接使用以制造紙張。在文獻(xiàn)FR 2406023中描述了機(jī)械漿的臭氧處理。該處理之后接著熟化 (maturation)步驟，該步驟持續(xù)少于30分鐘，優(yōu)選少于10分鐘，其間該臭氧化的紙漿保留在堿性介質(zhì)中，任選地與漂白化學(xué)品混合。在文獻(xiàn)FR 2388933和FR 2388934中，都如在以上文獻(xiàn)中，為了穩(wěn)定紙漿和任選地同時將其漂白的目的，在堿液(苛性鈉)和任選地漂白劑(過氧化氫)存在下，在臭氧化之后接著熟化步驟。還可以考慮在臭氧化階段本身中加入苛性鈉以潤脹(gonfler)紙漿。文獻(xiàn)EP0276608提供了臭氧處理方法的舉例說明。在該文獻(xiàn)的實施例中可顯示臭氧處理導(dǎo)致了紙漿的白度的損失。N. Soteland 的題為effect of ozone on mechanical pulps", Can. Wood Chem. Symp. Extended Abstracts, 13-20頁(1976)文獻(xiàn)鑒定了由多樹脂木材獲得的紙漿中的白度損失問題。作者指出通過用苛性鈉調(diào)節(jié)該臭氧化的紙漿的PH和通過加入DTPA， 可以提高紙漿的白度。還提到了由于臭氧化帶來的得率損失問題。C. A. Lindholm 的名為"Ozone treatment of mechanical pulp, Part III: influence on optical properties", Paperi ja puu - Papper och Tra (No. 4a， 1977，第217-232頁)的文獻(xiàn)描述了臭氧化對紙漿的白度、白度穩(wěn)定性和不透明度的負(fù)面作用。測試了各種方法以解決該問題臭氧處理自身的改進(jìn)、苛性鈉中和和加熱該臭氧化的紙漿或與用過氧化氫與苛性鈉的混合物的處理伴隨的臭氧化。同時在紙漿的機(jī)械強(qiáng)度和其光學(xué)性能方面，這些方法無一被視為是滿意的。R. W. Allison 的名為"Effect of ozone on high-tempera ture thermomechanical pulp" Appita Vol. 32，No. 4，279-284 頁(1979)的文獻(xiàn)研究了臭氧化的紙漿(HTMPS)的漂白并注意到在臭氧化之后的處理的PH對該工藝的得率的影響
4更確切地，在堿性條件下的后續(xù)漂白導(dǎo)致了得率的顯著損失。建議在臭氧化之后和在過氧化氫漂白之前用苛性鈉萃取30分鐘的短時間。應(yīng)該注意的是，通過此方法，觀察到的紙漿得率和/或?qū)崿F(xiàn)的白度水平是低的，盡管使用非常大量的化學(xué)品。C. A. Lindholm StJ^i^ ^Effect of neutralization on the bonding ability of ozone—treated mechanical pulp fibers", Cellulose Chem. Technol.， Vol. 17， 647-653頁(198 的文獻(xiàn)詳細(xì)研究了以何種方式利用苛性鈉使臭氧化的機(jī)械漿中和是可以賦予該紙漿有利的機(jī)械性能。M. Petit-Conil, C. de Choudens 禾口 T. Espilit 的名為"Ozone in the production of softwood and hardwood high-yield pulps to save energy and improve quality", Nordic Pulp and Paper Research Journal, Vol. 13, No. 1, 16-22頁(1998)的文獻(xiàn)研究了臭氧處理隨后在苛性鈉存在時的過氧化氫漂白對由不同木質(zhì)(essence de bois)制備的紙漿的影響。此文獻(xiàn)沒有解決在漂白期間觀察到的得率損失的問題。M. Petit-Conil 的名為"Use of ozone in mechanical pulping processes" ATIP, Vol. 57，No. 2，第17- 頁(200 的文獻(xiàn)比較了引入臭氧的各種方法的效果。該文獻(xiàn)也沒有解決在漂白期間觀察到的得率損失的問題。文獻(xiàn)WO 2008/081078描述了在臭氧處理本身的過程中使用苛性鈉和其它堿，以限制在臭氧化過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸對后續(xù)漂白和對腐蝕的有害影響。但是，在現(xiàn)有技術(shù)中使用的方法不是完全令人滿意的。尤其，總是存在對獲得更好的得率和/或?qū)崿F(xiàn)高白度水平和/或減少紙漿處理所需的化學(xué)品量和/或減少由漂白產(chǎn)生的廢液的量的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明首先涉及制備紙漿的工藝，該工藝包括 -木材磨漿步驟，包括臭氧處理，以獲得機(jī)械漿；
-脫酸步驟，包括使該機(jī)械漿與包含至少一種堿性試劑的脫酸組合物接觸持續(xù)大于1 小時的時間段；和
-漂白步驟，包括使該經(jīng)脫酸的紙漿與漂白組合物接觸，
其中在該脫酸步驟的最后30分鐘期間pH變化小于0. 2個單位，和在該脫酸步驟結(jié)束時該PH為6-10。根據(jù)一種實施方式，該脫酸步驟的持續(xù)時間大于或等于1小時30分鐘，優(yōu)選大于或等于2小時，和理想地大于或等于3小時。根據(jù)一種實施方式，在脫酸步驟結(jié)束時的pH為7-8。根據(jù)一種實施方式，在該脫酸步驟的最后30分鐘期間該pH變化小于0. 1個單位， 優(yōu)選小于0. 05個單位。根據(jù)一種實施方式，該脫酸組合物的堿性試劑
-選自堿土金屬和堿金屬的氧化物、氫氧化物、硅酸鹽和碳酸鹽，氨，氨水和它們的混合物；
-優(yōu)選地選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、硅酸鈉、氫氧化鎂、氫氧化鈣、碳酸鈉、碳酸鎂和它
5們的混合物；和
-理想地是氫氧化鎂。根據(jù)一種實施方式，該漂白組合物包含漂白劑和至少一種堿性試劑
-所述堿性試劑選自堿土金屬和堿金屬的氧化物、氫氧化物、硅酸鹽和碳酸鹽，氨，氨水和它們的混合物；
-所述堿性試劑優(yōu)選地選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化鈣、硅酸鈉、碳酸鈉、碳酸鎂和它們的混合物；和
-所述堿性試劑理想地包含氫氧化鈉和/或氫氧化鎂。根據(jù)一種實施方式，該工藝包括螯合步驟，優(yōu)選在該脫酸步驟和該漂白步驟之間， 包括使該經(jīng)脫酸的紙漿與包含螯合劑，優(yōu)選地乙二胺四乙酸或其鈉鹽中的一種、或二亞乙基三胺五乙酸或其鈉鹽中的一種的螯合組合物接觸。根據(jù)一種實施方式，在該脫酸步驟期間每公噸機(jī)械漿使用20kg或更少，優(yōu)選15kg 或更少，和更特別優(yōu)選IOkg或更少的堿性試劑。根據(jù)一種實施方式，在該漂白步驟期間使用
-5-100kg，優(yōu)選10-50kg和更特別優(yōu)選20-40kg的漂白劑/公噸機(jī)械漿； -5-100kg，優(yōu)選10-70kg的堿性試劑/公噸機(jī)械漿。根據(jù)一種實施方式，在該漂白步驟結(jié)束時木材得率的損失低于或等于20%，優(yōu)選低于或等于16%，理想地低于或等于13%，或甚至低于或等于10%。根據(jù)一種實施方式，在該漂白步驟結(jié)束時該紙漿的白度大于或等于65%，優(yōu)選大于或等于66. 5%，理想地大于或等于68%，或甚至大于或等于70%。根據(jù)一種實施方式，該工藝產(chǎn)生其化學(xué)需氧量低于或等于210kg/公噸紙漿，優(yōu)選低于或等于180kg/公噸紙漿，或特別優(yōu)選低于或等于160kg/公噸紙漿，甚至低于或等于 145kg/公噸紙漿的的廢液。 根據(jù)一種實施方式，該機(jī)械漿是SGW、PGW、RMP, TMP、HTMP或CTMP紙漿。根據(jù)一種實施方式，該木材是多樹脂木材，闊葉樹木材或它們的混合物，優(yōu)選多樹脂木材和更特別優(yōu)選松木或云杉木的木材。本發(fā)明還涉及紙張的制備工藝，包括根據(jù)上述的工藝制備紙漿，和使用該紙漿以制造紙張。本發(fā)明可以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。更具體地，它提供了更有效的紙漿漂白工藝，該工藝具有更好得率和/或使用更少量化學(xué)品和/或產(chǎn)生更少待處理的廢液。這借助于在該臭氧處理和該漂白之間的脫酸步驟而實現(xiàn)，該脫酸步驟進(jìn)行足夠長的時間直到PH足夠穩(wěn)定。事實上，在該臭氧化后，位于纖維內(nèi)部的酸趨于被逐漸釋放；根據(jù)本發(fā)明的脫酸的性質(zhì)和持續(xù)時間因此進(jìn)行調(diào)節(jié)以在該漂白步驟之前獲得穩(wěn)定的PH，由此可以中和全部酸性物和獲得改善的漂白。根據(jù)某些特定的實施方式，本發(fā)明還具有一種或多種下面列舉的有利的特性
-本發(fā)明可以獲得相對于現(xiàn)有技術(shù)更高或相當(dāng)?shù)募垵{漂白效率(具有相同或甚至更高等級的白度參數(shù))；
-通過使用弱堿(尤其氫氧化鎂，氫氧化鈣，碳酸鈉，碳酸鎂，硅酸鈉或它們的混合物，
6優(yōu)選氫氧化鎂)作為該脫酸組合物的堿性試劑，進(jìn)一步改善了得率和/或需要的化學(xué)品的量和待處理的廢液的量減少和/或白度；
-通過在該漂白步驟期間也使用弱堿，進(jìn)一步改善了得率、需要的化學(xué)品的量和待處理的廢液的量減少或甚至白度；
-根據(jù)本發(fā)明的工藝得到的紙漿的機(jī)械性能與在現(xiàn)有技術(shù)中獲得的那些是一樣令人滿意的。


圖1顯示了在根據(jù)本發(fā)明的脫酸步驟過程中pH的變化的實例(實驗測量)，其中時間(分鐘)表示在X-軸上和PH標(biāo)示在y-軸上。
具體實施例方式本發(fā)明現(xiàn)在將在下文中更詳細(xì)地且非限制性地進(jìn)行描述。示意性地，根據(jù)本發(fā)明的紙漿制備工藝包括四個連續(xù)步驟 -木材磨漿，包括臭氧處理，以獲得機(jī)械漿；
-脫酸，包括使該機(jī)械漿與包含至少一種堿性試劑的脫酸組合物接觸； -任選地，螯合，包括使該紙漿與包含螯合劑的螯合組合物接觸；和 -漂白，包括該紙漿與漂白組合物接觸。表述“在該脫酸步驟的最后30分鐘期間pH變化小于X個單位”是指，在該脫酸步驟結(jié)束時測量的pH和在該脫酸步驟結(jié)束前30分鐘時測量的pH之間的差異的絕對值小于 X個單位?！霸撁撍岵襟E的結(jié)束”是與下一個步驟的開始同時發(fā)生。下一個步驟的開始可以表示該螯合步驟的開始或該漂白步驟的開始，但它也可以是指中間洗滌步驟的開始或中間改變稠度步驟的開始。一般地，“下一個步驟”對應(yīng)于不同于脫酸行為并在其后立即發(fā)生的新的行為。第一步驟磨漿和臭氧處理
以在本領(lǐng)域中以常規(guī)方式進(jìn)行木材磨漿和臭氧處理。原材料是任何類型的合適木材尤其多樹脂木材，闊葉樹木材或該兩者的混合物。 優(yōu)選，其為多樹脂木材。合適的木質(zhì)的例子包括松樹和云杉木的木材。在磨漿前，該木材可以經(jīng)歷一次或多次初步處理，例如去皮，去除木節(jié)(nffiuds du bois)，熱處理，加壓，切割成塊(copeaux)、碎片、原木等。該磨漿包括在砂輪(在水蒸氣下)或在盤磨漿機(jī)中研磨或挫成屑(纖維分離)。該磨漿可以包括多個步驟。例如，在第一次研磨/纖維分離后，可將產(chǎn)品分離成合格部分(fraction acceptee)和不合格部分(fraction rejet6e)，然后該不合格部分在與該合格部分混合之前再次進(jìn)行磨漿?？梢钥紤]若干次這種中間分離。在磨漿過程中，進(jìn)行臭氧處理(臭氧化)以使分離木材纖維更容易。因此，該臭氧處理可以減少分離該纖維所需要的比能量Qnergie specifiques)和提高經(jīng)如此處理的紙漿的機(jī)械性能。該臭氧處理根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法進(jìn)行，例如根據(jù)在本申請的介紹中提及的現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)中描述的方法進(jìn)行。該臭氧加載量典型地為0. 5-8%，優(yōu)選
71_4%。該臭氧處理可以涉及全部的紙漿或僅僅一部分，例如來自該第一次磨漿后的分離的不合格部分。在該臭氧化過程中或在該臭氧化之前任選地可以調(diào)節(jié)pH，例如通過加入堿性試劑，尤其氫氧化鈉。因此，可以調(diào)節(jié)在第一次磨漿步驟結(jié)束時的全部紙漿的PH或由分離產(chǎn)生的該不合格部分的pH，例如9-11。對于此主題可以查閱文獻(xiàn)WO 2008/081078。在此階段加入堿性試劑可以使在該臭氧處理過程中pH的下降減到最少。MpH的下降是由酸性有機(jī)副產(chǎn)物的出現(xiàn)和積累導(dǎo)致的，該酸性有機(jī)副產(chǎn)物是由臭氧對木材的成分的氧化作用產(chǎn)生的。應(yīng)該注意的是，即使在其中在臭氧化之前調(diào)整PH的情況下，該紙漿在臭氧化之后也是高度酸性的緊接著在臭氧化步驟之后，pH是5-7。在與臭氧化接連的第二次磨漿步驟后，該酸性有機(jī)副產(chǎn)物被釋放到紙漿的懸浮液中，后者具有強(qiáng)酸性PH(通常 3-4)。在該磨漿/臭氧處理后，得到機(jī)械漿，其可以屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知類型的任意一種，尤其是
-纖維分離機(jī)機(jī)械漿(pate mecanique de defibreur) (SGW)，其得自在常壓下通過磨石纖維分離機(jī)(d6fibreurs meule)處理的原木或木段(blocs)；
-壓力纖維分離豐幾豐幾械鄉(xiāng)突(pate mecanique de defibreur sous pression) (PGff), ^ 得自在壓力下使用砂輪纖維分離機(jī)處理的原木或木段；
-盤磨機(jī)機(jī)械漿(P^e mecanique de raffineur) (RMP)，其得自在常壓下運行的磨漿機(jī)中的木塊或碎片；
- 熱法機(jī)械漿(P^e thermomecanique) (TMP)或高溫?zé)岱C(jī)械漿(p^te thermomecanique haute temp6rature) (HTMP)，其得自在高壓蒸汽下熱處理木材后在磨漿機(jī)中的木塊和碎片；和
-化學(xué)熱法機(jī)械漿(P^e chimicothermom6canique) (CTMP)，其通過在壓力下纖維分離接著在高于100°C的溫度下在苛性鈉和亞硫酸氫鈉(bisulphate de soude)存在下的化學(xué)浸漬獲得。第二步驟脫酸
該脫酸優(yōu)選在該磨漿/臭氧處理后發(fā)生，即一旦該磨漿/臭氧處理完成就發(fā)生。它在于中和由臭氧對木材的成分的作用期間所產(chǎn)生的酸性副產(chǎn)物，該酸性副產(chǎn)物積累在木纖維的內(nèi)部和外部(緊鄰環(huán)境(environment immediat))上。即使在該臭氧化之前或過程中使用了堿，在此涉及的脫酸對于中和所述酸性物完全同樣有用的，因為位于纖維內(nèi)部的酸在臭氧化之后釋放出來，且該紙漿的懸浮液趨于隨著時間變得越來越酸性。該脫酸包括，優(yōu)選由以下組成將來自該第一步驟的該機(jī)械漿與脫酸組合物接觸。該接觸操作優(yōu)選通過簡單混合發(fā)生。典型地，根據(jù)臭氧處理(臭氧量，在該臭氧化之前或過程中加入或不加入苛性鈉)，該脫酸之前PH處于3-5的pH范圍中。在該脫酸結(jié)束后，PH處于6-12的范圍，優(yōu)選7-8的范圍中。該脫酸組合物優(yōu)選是包含堿性試劑的含水溶液。此堿性試劑可以選自堿金屬和堿土金屬的氧化物、氫氧化物、硅酸鹽和碳酸鹽，氨，氨水和它們的混合物。用于堿性試劑的選擇的優(yōu)選堿性物中，可提及的式氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化鈣、碳酸鈉、硅酸鈉、 碳酸鎂和它們的混合物。
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根據(jù)優(yōu)選的實施方式，該堿性試劑包括弱堿。術(shù)語“弱堿”被理解為是指僅部分地離解于水中(pKb>0)和/或具有低溶解度的堿。尤其，該堿性試劑可以包含選自氫氧化鎂、 氫氧化鈣、碳酸鈉、硅酸鈉、碳酸鎂和它們的混合物的弱堿，優(yōu)選氫氧化鎂。根據(jù)一種實施方式，該堿性試劑包含與其它堿相結(jié)合的上述弱堿，該其它堿例如氫氧化鈉(或鉀)。但是，優(yōu)選的是，該脫酸組合物不包含氫氧化鈉(或鉀)和該堿性試劑由如上所定義的弱堿組成。與氫氧化鈉或氫氧化鉀比較，弱堿例如氫氧化鎂的使用將在臭氧作用后木材的某些經(jīng)氧化的成分的萃取和溶解減到最少。因此，得率的損失更小和由萃取現(xiàn)象產(chǎn)生的污染負(fù)荷減少。在該脫酸步驟過程中使用的堿性試劑的量優(yōu)選小于或等于20kg/公噸機(jī)械漿，更特別優(yōu)選小于或等于Mkg/公噸機(jī)械漿，和理想地小于或等于IOkg/公噸機(jī)械漿。該脫酸步驟的持續(xù)時間優(yōu)選大于1小時，更特別優(yōu)選大于或等于1小時30分鐘， 理想地大于或等于2小時或甚至大于或等于3小時，以最優(yōu)化該步驟對總得率、廢液的產(chǎn)生和白度的積極影響。該脫酸步驟優(yōu)選在4_95°C的溫度下，更特別優(yōu)選在25-85°C的溫度下和理想地在 35-80°C的溫度下進(jìn)行。大約70°C的溫度是特別適合的。在該脫酸步驟期間的稠度優(yōu)選為0. 5-10%,更特別優(yōu)選1-5%和理想地2_3%。該紙漿的稠度或干度的值對應(yīng)于相對于水進(jìn)行表示的干物質(zhì)百分比。該稠度是紙漿的質(zhì)量與包含該紙漿、水及添加的化合物的懸浮液的質(zhì)量的比率。 換言之，這是紙漿在含水介質(zhì)中的質(zhì)量濃度。第三步驟(任選)螯合
該螯合優(yōu)選在該脫酸后發(fā)生，即，一旦完成該脫酸步驟就發(fā)生。該螯合包括，優(yōu)選由以下組成將來自該第二步驟的機(jī)械漿與螯合組合物接觸。該螯合組合物優(yōu)選是包含螯合劑的含水溶液。該螯合劑可以是本領(lǐng)域中為此目的常規(guī)使用的任何化合物。優(yōu)選，它是乙二胺四乙酸或其鈉鹽中的一種或二亞乙基三胺五乙酸或其鈉鹽中的一種。該螯合劑對于在紙漿中以痕量狀態(tài)存在的金屬陽離子具有特別的親和性。該螯合處理的目的為通過螯合這些陽離子來中和它們并通過洗滌紙漿而從該紙漿中去除這些陽離子。實施螯合步驟有助于改善用過氧化氫的漂白處理的性能。在該螯合步驟期間使用的螯合劑的量典型地是0.5_30kg/公噸機(jī)械漿，優(yōu)選 l-20kg/公噸機(jī)械漿，更特別優(yōu)選2-10kg/公噸機(jī)械漿，和理想地34kg/公噸機(jī)械漿。該螯合步驟的持續(xù)時間優(yōu)選大于或等于約30分鐘。該螯合步驟優(yōu)選在4_95°C的溫度下，更特別優(yōu)選在25-85°C的溫度下，理想地在 35-80°C的溫度下進(jìn)行。大約70°C的溫度是特別適合的。 在該螯合步驟期間的稠度優(yōu)選為0. 5-10%,更特別優(yōu)選為1-5%和理想地為2-3%。
應(yīng)該注意到，該螯合步驟還可以與該脫酸同時(且不在其后)進(jìn)行，以限制實施該工藝所需的設(shè)備的數(shù)量和體積。在此情況下，僅僅在該脫酸步驟將該紙漿與該螯合劑(通過分別加入螯合劑或通過將其加入到該脫酸組合物中，優(yōu)選以上述量添加)接觸是足夠的。
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第四步驟漂白
該漂白優(yōu)選在螯合(或如果沒有螯合時在該脫酸之后)之后進(jìn)行，即，一旦該螯合步驟 (或如果沒有螯合時該脫酸步驟)完成就進(jìn)行。該漂白包括，優(yōu)選由以下組成將來自該第三步驟的機(jī)械漿與漂白組合物接觸。在該漂白步驟期間的稠度優(yōu)選為5-50%，更特別優(yōu)選為10-45%，和理想地為 20-40%ο漂白在高稠度下具有更快的動力學(xué)(而對于螯合，動力學(xué)即使在低稠度下也是快速的)。該紙漿的稠度可以例如通過壓榨該紙漿和除去濾液(尤其包括被螯合的金屬)而提尚。優(yōu)選，該接觸通過使漂白組合物與該紙漿簡單地混合來發(fā)生。用于該混合操作的裝置的類型根據(jù)該紙漿的稠度進(jìn)行調(diào)整如果稠度是低的或中等的(低于10%)，利用噴射泵直接混合，對于更高的稠度(最高至約40%)使用混合器或攪拌器。該漂白組合物優(yōu)選是包括漂白劑和堿性試劑的水溶液。該漂白劑可以是本領(lǐng)域中常規(guī)用于此目的的任何化合物。優(yōu)選，其為過氧化氫。也可以使用連二亞硫酸鈉(hydrosulphite de sodium)。根據(jù)一種實施方式，該堿性試劑可以包含如在該第二步驟定義的弱堿(或由該弱堿組成)。根據(jù)一種實施方式，該堿性試劑可以包含不同于如該第二步驟定義的弱堿的堿 (或由其組成)，例如其可以包含或由氫氧化鈉(或氫氧化鉀)組成。根據(jù)一種實施方式(優(yōu)選的)，該堿性試劑可以包含如在該第二步驟定義的弱堿和不同于這種弱堿的堿(例如氫氧化鈉或氫氧化鉀)的混合物(或由其組成)。氫氧化鈉和氫氧化鎂的混合物構(gòu)成了在該漂白組合物中的優(yōu)選的堿性試劑。在此情況下，根據(jù)一種實施方式，該弱堿與該不同于弱堿的堿之間的質(zhì)量比率 (例如氫氧化鈉與氫氧化鎂之間的質(zhì)量比率)為0. 001-1000,優(yōu)選0. 01-100，更特別優(yōu)選 0. 1-10，和理想地 0. 2-5。弱堿在該漂白組合物中的存在將在臭氧作用后木材的某些經(jīng)氧化的成分的萃取和溶解現(xiàn)象減到最少。因此，弱堿的使用還可以提高木材得率、減少廢液和化學(xué)品的消耗， 甚至改善紙漿的白度。實際上，該弱堿與該不同于弱堿的堿之間的重量比率通常由在白度和得率之間的折衷產(chǎn)生。優(yōu)選地，該漂白組合物的堿性試劑包含硅酸鈉。硅酸鈉具有穩(wěn)定該漂白劑(尤其過氧化氫)的附加功能。除硅酸鈉之外或替代硅酸鈉，還可以在該漂白組合物中考慮另外的穩(wěn)定劑。多羥基丙烯酸鹽類型化合物構(gòu)成可能的穩(wěn)定劑。漂白劑的用量典型地為5-100kg/公噸機(jī)械漿，優(yōu)選10_50kg/公噸機(jī)械漿和更特別優(yōu)選20-40kg/公噸機(jī)械漿。堿性試劑的用量典型地為5-100kg/公噸機(jī)械漿，優(yōu)選10_70kg/公噸機(jī)械漿。該漂白組合物還可以包含如上所定義的螯合劑，尤其如果不存在螯合步驟或已經(jīng)導(dǎo)致不完全螯合的話。應(yīng)該注意的是，該漂白組合物可以分別地進(jìn)行制備和然后與該紙漿接觸，但也可以在與該紙漿接觸時直接制備。在第二種情況下，該漂白組合物的各種化合物直接地連續(xù)
10添加到該紙漿中。 該漂白步驟的持續(xù)時間根據(jù)所用試劑的類型而變化。 在過氧化氫的情況下，此持續(xù)時間典型地為10分鐘-8小時，優(yōu)選30分鐘-6小時， 和更特別優(yōu)選2小時-4小時。該漂白步驟優(yōu)選在4_95°C的溫度下，更特別優(yōu)選在25-85°C的溫度下和理想地在 35-80°C的溫度下進(jìn)行。大約70°C的溫度是特別適合的。在該工藝后，得到紙漿，該紙漿優(yōu)選具有一種或多種以下特性
-該白度大于或等于65%，優(yōu)選大于或等于66. 5%，理想地大于或等于68%，或甚至大于或等于70% ；
-該工藝的木材得率的損失小于或等于20%，優(yōu)選小于或等于16%，理想地小于或等于 13%，甚至小于或等于10% ；
-該廢液的化學(xué)需氧量(DCO)小于或等于210kg/公噸紙漿，優(yōu)選小于或等于180kg/ 公噸紙漿，更特別優(yōu)選小于或等于160kg/公噸紙漿，或甚至小于或等于I^kg/公噸紙漿。在本申請的范圍中，該紙漿的白度是根據(jù)ISO M70標(biāo)準(zhǔn)確定的。在本申請的范圍中，該工藝的木材得率的損失是按如下確定的在各步驟(脫酸， 螯合，漂白)后，通過壓榨該紙漿的懸浮液回收該含水濾液的25%部分。通過在50°C下加熱該濾液來蒸發(fā)水直到獲得恒定質(zhì)量的干殘余物(其對應(yīng)于溶解在該濾液中并因此損失的殘余物)。所考慮的步驟的得率的損失按以下方法計算
步驟得率的損失= (100/2 X (在該步驟結(jié)束時的殘留物質(zhì)量)/初始紙漿的質(zhì)量[在該磨漿步驟后]。該工藝的得率的損失是對脫酸(當(dāng)使用其時)、螯合和漂白步驟的各步驟所觀察到的得率的損失的總和。該值沒有考慮該臭氧化步驟。在本申請的范圍中，該廢液的化學(xué)需氧量根據(jù)ISO 15705標(biāo)準(zhǔn)確定，該測量使用 Hach DR/2000分光光度計進(jìn)行。
實施例以下實施例舉例說明了本發(fā)明，但不限制本發(fā)明。實施例1
根據(jù)TMP工藝制備松木紙漿。該紙漿在磨漿階段過程中經(jīng)受臭氧處理。更確切地，來自第一級磨漿機(jī)(reffineur primaire)的不合格料(reject)用洲臭氧處理，pH用5kg苛性鈉/公噸紙漿來調(diào)節(jié)，和然后該經(jīng)臭氧處理的不合格料與來自該二級磨漿機(jī)(secondary refiner)的合格部分混合。在磨漿/臭氧處理結(jié)束時的紙漿的白度為47. 3%。在磨漿/臭氧處理后，提供了螯合步驟，在其過程中該紙漿用4kg的DTPA/公噸紙漿處理(在4%的稠度時并在70°C的溫度和在6-7的pH下)持續(xù)1小時。在螯合步驟后，該紙漿經(jīng)歷漂白步驟(在20%的稠度，在70°C的溫度下并持續(xù)2小時的時間)。為了制備紙漿A (對比例)，另外使用以下參數(shù) -在磨漿/臭氧處理和螯合之間沒有脫酸步驟；
-漂白組合物 過氧化氫足夠量以達(dá)到30kg/公噸紙漿； 硅酸鈉足夠量以達(dá)到30kg/公噸紙漿； 氫氧化鈉足夠量以達(dá)到42. 5kg/公噸紙漿。為了制備紙漿B，另外使用以下參數(shù)
-在磨漿/臭氧處理和螯合之間的持續(xù)3小時的脫酸步驟，使用IOkg的氫氧化鈉/公噸紙漿(在該處理結(jié)束時PH為7. 3)；
-與用于紙漿A的漂白組合物相同的漂白組合物，但氫氧化鈉的量不同32. ^g/公噸紙漿而不是42. 5kg/公噸紙漿。為了制備紙漿C，還使用以下參數(shù)
-在磨漿/臭氧處理和螯合之間的脫酸步驟持續(xù)3小時，使用7kg的氫氧化鎂/公噸紙漿(在該處理結(jié)束時PH為7. 2)；和
-與用于紙漿B的漂白組合物相同的漂白組合物。為了制備紙漿D，還使用如下參數(shù)
-脫酸步驟，其與用于紙漿C的脫酸步驟相同(在該處理結(jié)束時pH為7. 2)； -與用于紙漿A的漂白組合物相同的漂白組合物，但氫氧化鈉的量不同( /公噸紙漿而不是42. 5kg/公噸紙漿)并添加13. 5kg的氫氧化鎂/公噸紙漿外。對各種紙漿測量在工藝結(jié)束時紙漿的白度、相對于初始木材的得率的損失和產(chǎn)生的總化學(xué)需氧量(DCO)。結(jié)果在下面表1中給出。表1-對紙漿A-D測量的參數(shù)
權(quán)利要求
1.制備紙漿的工藝，該工藝包括-木材磨漿步驟，包括臭氧處理，以獲得機(jī)械漿；-脫酸步驟，包括使該機(jī)械漿與包含至少一種堿性試劑的脫酸組合物接觸大于1小時；禾口-漂白步驟，包括使該經(jīng)脫酸的紙漿與漂白組合物接觸，其中在該脫酸步驟的最后30分鐘期間PH變化小于0. 2個單位，和在該脫酸步驟結(jié)束時該PH為6-10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，其中該脫酸步驟的持續(xù)時間大于或等于1小時30分鐘，優(yōu)選大于或等于2小時，和理想地大于或等于3小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的工藝，其中在該脫酸步驟結(jié)束時的pH為7-8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的一項的工藝，其中在該脫酸步驟的最后30分鐘期間該pH變化小于0. 1個單位，優(yōu)選地小于0. 05個單位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的一項的工藝，其中該脫酸組合物的堿性試劑-是選自堿土金屬和堿金屬的氧化物、氫氧化物、硅酸鹽和碳酸鹽，氨，氨水和它們的混合物；-優(yōu)選地選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化鈣、碳酸鈉、碳酸鎂、硅酸鈉和它們的混合物；和-理想地是氫氧化鎂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中的一項的工藝，其中該漂白組合物包含漂白劑和至少一種堿性試劑-該堿性試劑選自堿土金屬和堿金屬的氧化物、氫氧化物、硅酸鹽和碳酸鹽，氨，氨水和它們的混合物；-該堿性試劑優(yōu)選地選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化鈣、硅酸鈉、碳酸鈉、 碳酸鎂和它們的混合物；和-該堿性試劑理想地包含氫氧化鈉和/或氫氧化鎂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的一項的工藝，該工藝包括螯合步驟，優(yōu)選在該脫酸步驟和該漂白步驟之間，包括使該經(jīng)脫酸的紙漿與包含螯合劑，優(yōu)選地乙二胺四乙酸或其鈉鹽中的一種、或二亞乙基三胺五乙酸或其鈉鹽中的一種的螯合組合物接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中的一項的工藝，其中在該脫酸步驟過程中每公噸機(jī)械漿使用 20kg或更少，優(yōu)選15kg或更少，和更特別優(yōu)選IOkg或更少的堿性試劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中的一項的工藝，其中在該漂白步驟過程中使用-5-100kg，優(yōu)選10-50kg和更特別優(yōu)選20-40kg的漂白劑/公噸機(jī)械漿；-5-100kg，優(yōu)選10-70kg的堿性試劑/公噸機(jī)械漿。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中的一項的工藝，其中在該漂白步驟結(jié)束時木材得率的損失低于或等于20%，優(yōu)選低于或等于16%，理想地低于或等于13%，甚至低于或等于10%。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中的一項的工藝，其中在該漂白步驟結(jié)束時該紙漿的白度大于或等于65%，優(yōu)選大于或等于66. 5%，理想地大于或等于68%，甚至大于或等于70%。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中的一項的工藝，該工藝產(chǎn)生其化學(xué)需氧量低于或等于210kg/ 公噸紙漿，優(yōu)選低于或等于180kg/公噸紙漿，或特別優(yōu)選低于或等于160kg/公噸紙漿，或甚至低于或等于I^kg/公噸紙漿的廢液。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中的一項的工藝，其中該機(jī)械漿是SGW、PGW、RMP、TMP、HTMP或 CTMP紙漿。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中的一項的工藝，其中該木材是多樹脂木材，闊葉樹木材或它們的混合物，優(yōu)選多樹脂木材，更特別優(yōu)選松木或云杉木的木材。
15.紙張的制備工藝，包括制備根據(jù)權(quán)利要求1-13中的一項的紙漿和使用這種紙漿以制造紙張。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備造紙紙漿的方法，該方法包括木材磨漿的步驟，包括臭氧處理，以獲得機(jī)械漿；脫酸步驟，包括將機(jī)械漿與包含至少一種堿性試劑的脫酸組合物接觸大于1小時；和漂白步驟，包括將該經(jīng)脫酸的紙漿與漂白組合物接觸，其中在該脫酸步驟的最后30分鐘期間pH變化小于0.2個單位，和在該脫酸步驟結(jié)束時該pH為6-10。
文檔編號D21B1/16GK102197174SQ200980142057
公開日2011年9月21日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
發(fā)明者C·卡萊, J-C·奧斯塔希 申請人:Itt制造企業(yè)公司, 阿肯馬法國公司