JPS6025558B2 - アルカリパルプ廃液の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アントラキノンまたはその誘導体を含有する
蒸解薬液を用いるアルカリ性パルプ化に際し、蒸解後の
廃液からアルカリ性蒸解薬品を回収するとともにアント
ラキノンまたはその誘導体を単体として回収する方法に
関するものである。

近年、アントラキノンまたはその誘導体（以下これらを
アントラキノンと総称する）を蒸解薬液に加えて木材の
チップのごとき繊維素原料をパルプ化する研究が盛んに
行なわれており、特にクラフト蒸鱗法、ソーダ蒸解法、
酸素−アルカリ蒸解法のごときアルカリ性蒸解法にアン
トラキノンを少量加えると、パルプ収率の向上と脱リグ
ニンの促進の両方の面から効果があることが知られてい
る。この場合のアントラキノンの添加量は、木材チップ
のごとき繊維素物質のアルカリ性蒸解においては、例え
ば特開昭５２−３７８０３号公報によると繊維素物質に
対して０．００１〜１０．０重量％と記載されており、
添加量が増加するにしたがって添加効果も向上している
。

一般にアントラキノンは石油または石炭を出発物質とし
た合成有機化合物であり、従来その大部分は染料の中間
体として利用されている。

従ってパルプ製造用の勤剤として用いるには比較的高化
な薬品であり、アントラキノンを回収再利用しない限り
その添加量は大中な制限を受けることになる。一方、従
釆から一般に、アルカリパルプ廃液からアルカリ性蒸解
薬品を回収するには、クラフト蒸鱗法で常用されている
還元型の回収炉が広く利用されている。

すなわち、アルカリパルプ廃液は通常固形物濃度５０〜
６５重量％まで濃縮されたのち回収炉へ導入され、酸素
存在下で６００ｑｏ以上の温度で燃焼されて無機熔融物
であるスメルトとされる。この燃焼に際して、廃液中の
有機物は全て炭酸ガスと水にまで分解されてしまうため
、かような従来の回収方法をアントラキノンを含有する
アルカリパルプ廃液に適用した場合には有機化合物であ
るアントラキノンは分解してしまって回収することは不
可能である。そこで本発明は、アントラキノンを含有す
るアルカリパルプ廃液からアルカリ性蒸解薬品を回収す
ることができるとともにアントラキノンも効果的にしか
も容易に回収することができる、アルカリパルプ廃液の
処理方法を提供することを目的になされたものである。

すなわち本発明によるアルカリパルプ廃液の処理方法は
、アントラキ／ンまたはその誘導体を含有するアルカリ
パルプ廃液を濃縮し、得られた濃縮廃液を加熱して固体
化し、この固体化の過程で雰囲気温度ｉ５０ｑＣより４
００ｏｏの間に存在する揮発生物質のガスを捕集しこれ
を冷却せしめることによって橘集ガス中に含まれるアン
トラキノンまたはその誘導体を回収し、前記固体化工程
で得られた固体化物はさらに６００℃以上の温度で燃焼
、熔融せしめてアルカリ性蒸解薬品を回収することを特
徴とするものである。

本発明を実施するに際しては、アントラキノンを含有す
るアルカリパルプ廃液を先ず真空蒸着缶を用いて固形物
濃度５０〜６５重量％まで濃縮する。

次いでこの濃縮廃液を、空気存在下大部分の有機物が自
己燃焼せずしかもアントラキノンがガス状化する温度範
囲で間接あるいは直接加熱する。これによって繊維素物
質由来の有機物の燃焼が殆んど進行しないうちにアント
ラキノンのみをガス状化して分離させることができる。
ァントラキノンのガス化温度は、パルプ化反応の前後に
よって若干異なり、さらにまたガス化の際の速度、圧力
などによっても違った値を示すが、通常１５び０から４
００℃までの間でガス化は完結する。

アントラキノンの回収はこのようにアントラキノンの有
する昇華性を利用して容易に実施することができる。す
なわち、アントラキノンは上記の温度範囲内で昇華して
ガス状物となっているから、一旦補集したガス状物質を
１００ｑｏ以下に冷却することによってアントラキノン
を高純度で固体化させることができる。従って、アント
ラキ／ンを含むガス状物質を間接的に水冷された冷却塔
内を通過させると水冷壁にアントラキノンが固着するの
で、固着したアントラキノンをかき落すことによって系
外に取り出せる。また、アントラキノンを含むガス状物
質をサイクロンスクラバー、ベンチュリースクラバ−な
どの湿式洗縦装置内を通過させ、水、蒸鯛薬液などの水
溶液で洗糠し、アントラキノンのみを固体化し、水溶液
中に取り込むことによって、他のガス状物質からアント
ラキノンを分離回収することもできる。上記のように濃
縮廃液を加熱して固体化したのち、固体化物はさらに６
００ｏｏ〜１１００ｑｏの温度で燃焼されて無機熔融物
であるスメルトとされる。

このスメルトからアルカリ性蒸解薬品を回収するに際し
ては、従来慣用されている回収方法を使用すればよく、
例えばソーダ蒸鱗法やクラフト蒸解法における薬液回収
工程で常用されている石灰法などをそのまま本発明にお
いても適用することができる。本発明は上述したように
、アルカリパルプ廃液を濃縮したのち燃焼してアルカリ
性蒸鱗薬品を回収する従来の方法において、濃縮工程と
燃焼工程を間に、温度１５０ｏ 〜４００午０の雰囲気
下で濃縮廃液を固体化する段階を設けるだけでよく、蒸
解工程には何ら影響を及ぼすことがないから、クラフト
蒸解法、ソーダ蒸解法、酸素−アルカリ蒸解法のみなら
ず、中性亜硫酸塩蒸解法のごときセミケミカルパルプ化
法などのあらゆる蒸鱗法において排出されるアルカリパ
ルプ廃液の処理に利用することが可能である。

しかしながら、特に本発明をソーダ蒸解廃液の処理に用
いた場合にその作用効果は一層大きなものとなる。

すなわち、前述した特開昭５２−３７８０３号公報によ
れば、木材チップのソーダ葵解に際してアントラキノン
を０．２５重量％以上加えると脱リグニン速度並びにパ
ルプ収率の面でクラフト蒸解に匹通もしくはこれより優
れた結果が得られている。このことは、悪臭発生源とし
ての硫黄化合物の存在しない蒸解法がァントラキノンを
助剤として加えたソーダ燕解法によって達成できること
を意味しているが、かような蒸解法を工業的並びに経済
的な見地から実施しうるためには、効果的なソーダ回収
法とアントラキノンの回収再利用法の確立が必須の条件
となる。そこでアントラキノンを助剤として加えたこの
ソーダ蒸鱗法の廃液処理工程に本発明を採用すれば効果
的にアントラキノンおよびソーダを回収再利用すること
がでこ、工業的、経済的見地から有利にこのソーダ蒸解
法が実施できるのである。この場合、ソ−ダ回収法とし
て本出綴人が提案した侍公昭５１一１２７２４号公報に
記載した方法を採用することによって、より一層効果的
なソーダ回収が可能となる。

すなわちこのソーダ回収法は、ソーダ蒸鱗廃液を濃縮後
酸化第二鉄を加えて燃焼、熔融せしめ、得られた熔融物
を水中に投入して押出水溶液として直接苛性ソーダを高
純度、高効率で回収するとともに、抽出残澄として得ら
れた酸化第二鉄は循環再使用するというものである。従
ってこのソーダ回収法を本発明に適用するには、アント
ラキノンを含有するソーダ蒸解廃液を濃縮したのち酸化
第二鉄を加え、これを加熱して固体化し、この固体化の
過程で雰囲気温度１５０℃より４０ぴ０の間に存在する
揮発性物質のガスを橘集して冷却し、一方固体化工程で
得られた固体化物はさらに７００〜９０び０で燃焼し、
熔融物を水中に投入すれば苛性ソーダ水溶液が抽出液と
して得られる。これによってアントラキノンを単体とし
て回収できるとともに、苛性化工程ないこ直接苛性ソー
ダを回収することができることになる。本発明に従って
廃液濃縮液を加熱して団体化し、さらに燃焼させるため
には、従来からソーダ回収工程で常用されている培嬢炉
が使用できるが、特にロータリーキルン型の培暁炉、流
動塔暁炉、閏定培競炉が好ましく使用できる。これらの
培暁炉は炉内に温度勾配をもたせることができるため、
１５０ｏ〜４００ｏｏの温度範囲での固体化領域と６０
び○以上の燃焼領域を炉内で区別して設けることができ
る。以下実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例 １ ニュージーランドパインチップ５００９を５そ容、オー
トクレープに封入し、苛性ソーダを酸化ソーダとして対
チップ１母重量％、アントラキノン粉末を対チップ５重
量％添加して、液比１：５、最高温度１７ぴ○、最高温
度到達時間９の片、最高温度保持時間６０分の条件下で
蒸解した。

黍簾後、原質パルプに付着している廃液を遠心分離して
除去し、その後約１その熱水を用いて原質パルプを洗機
した。この際撮られた精選パルプの収率は５０．８％、
スクリーン粕収率０．３％、ＫＡＰＰＡ価３１．８であ
った。続いて、遠心分離された廃液と洗練廃液を混合し
（約３．４そ）、このうち１そを採取して温度７０℃に
て真空蒸発を行ない、固形物濃度６５％まで濃縮した。

濃縮廃液の一部を１００℃で絶乾まで乾燥したのち粉砕
し、酸化第二鉄をこの乾燥試料中に含まれる酸化ソーダ
に対しモル比で１．２音加えて充分混合し、この混合物
１０夕を採取して電気炉に入れた。電気炉における昇温
速度は５℃／ｍｉｎで最高温度９００℃において３比分
間放置した。一方、昇陽の過程で温度１５０℃から４０
び○の間に発生するガスを補集して４ぴ０以下に急冷し
ガス中に含まれるアントラキノンを結晶として析出せし
めた。得られたアントラキノン結晶の同定は、ガスクロ
マトグラフ（柳本製作所製モデルＧＩ８００−Ｆ型，５
％ＯＶ−１７，ＣｈｒｏｍｏｓｏｒｂＷ，８０〜１００
メッシュ）を用い、析出した結晶のジオキサン溶液とし
て実施し、アントラキノンの試薬（特級品）と比較して
得られたアントラキノンの純度は９９％以上を記録した
。また、電気炉で焼成する前に採取した試料中に含まれ
るアントラキノンは計算上３７５の９となるが、実際に
析出結晶として計量できた重量は３１２の９であり、回
収率は８３．２％であった。

なお、同様な実験を数回繰り返してアントラキノンの回
収率を調べた結果、いずれも７０〜９０％を記録した。
一方、焼成して得られた熔融物は９５ｑＣの熱水中に投
入し、３０分間抽出させ、抽出液として苛性ソーダ水溶
液を得た。この時の苛性化率は８９．３％であった。上
記した実験操作においては濃縮廃液を予め絶乾まで乾燥
したものを電気炉中で加熱しているが、これはアントラ
キノンを分析するために便宜的に行なったものであり、
実用的な操作としては濃縮廃液の状態から加熱して固体
化せしめ、その加熱過程で１５０ｑｏから４００午Ｃの
間に発生する水蒸気を含むガス状物を瓶集すればよく、
予め乾燥したものを加熱する必要はない。

実施例 ２ 実施例１と同様にして得た濃縮廃液の乾燥試料を、酸化
第二鉄を加えずに熱重量分析計（島津製作所製ＴＧＡ−
３０Ｍ）にかけ、昇溢速度５００／ｍｉｎの条件下、最
高温度１０００００まで熱分解を行なった。

１０００ｑＣまでの重量減のうち１５０りＣから４００
ｏｏまでの間に減少した量は２８．２重量であった。

一方、同一試料を４００℃まで熱分解したものとしない
ものをジオキサンで抽出し、これをガスクロマトグラフ
にかけてアントラキノンを同定した。その結果、１５０
ｏｏから４００ｏ○の間に発生したガスのうち２０％重
量はアントラキノンで占められていることが判明した。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、従来の
アルカリパルプ廃液を濃縮し、この濃縮液を６００００
以上で燃焼することによってアルカリ性蒸解薬品を回収
する方法において、濃縮廃液を燃焼する前に１５０ｏ
〜４００ｑ○の温度で加熱して濃縮廃液を固体化する段
階を設け、この温度範囲内で生成するガス状物を捕集し
て冷却するという簡単な方法によって、廃液中に含まれ
るアントラキノンも効率よくしかも高純度で回収するこ
とができる。

そのため本発明を実施するためには、従来のアルカリパ
ルプ廃液の回収処理に常用されている培競炉を利用する
ことができ、これら炉内の１５０〜４０ぴ○の温度領域
で生成するガス状物を瓶集すればよい。

本発明によるアルカリバルブ廃液の処理方法を用いるこ
とによって、アントラキノンを助剤として添加使用する
効果的なアルかり性パルプ化が工業的かつ経済的見地か
ら実用可能となるものというよう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アントラキノンまたはその誘導体を含有するアルカ
   リパルプ廃液を濃縮し、得られた濃縮廃液を加熱して固
   体化し、この固体化の過程で雰囲気温度１５０℃より４
   ００℃の間に存在する揮発生物質のガスを捕集しこれを
   冷却せしめることによつて捕集ガス中に含まれるアント
   ラキノンまたはその誘導体を回収し、前記固体化工程で
   得られた固体化物はさらに６００℃以上の温度で燃焼、
   熔融せしめてアルカリ性蒸解薬品を回収することを特徴
   とするアルカリパルプ廃液の処理方法。 ２ 濃縮廃液に酸化第二鉄を加えたのち加熱して固体化
   し、さらに燃焼、熔融せしめて得られた熔融物を水中に
   投入して抽出水溶液として直接苛性ソーダを回収し、抽
   出残渣として得られた酸化第二鉄を循環再使用する特許
   請求の範囲第１項に記載するアルカリパルプ廃液の処理
   方法。