Одна из основных проблем целлюлозно–бумажной промышленности – производство беленой целлюлозы без использования хлорсодержащих реагентов, соответствующей уровню международных стандартов.

Традиционные способы отбелки представляют собой многоступенчатый технологический процесс (от 5 до 8 ступеней), при котором на каждой отдельной стадии для обработки целлюлозы используют различные отбельные реагенты. Между ступенями отбелки производится промывка целлюлозы водой для удаления из массы отработанных растворов. Кроме того, использование в качестве отбеливающих реагентов хлора и его соединений приводит к появлению в сточных водах, а также в самой продукции высокотоксичных хлорорганических соединений (диоксинов, хлорфенолов). Большое ресурсо- и энергопотребление традиционных технологий обусловлено в основном относительно длинными процессами отбеливания, промывки, большим объемом используемой воды и высокими энергетическими затратами как на основной  технологический процесс, так и на очистку  стоков.

Наиболее перспективным направлением для решения этой проблемы является использование пероксидных соединений. Однако их применение не всегда оказывается целесообразным и эффективным вследствие того, что присутствующие в воде и целлюлозе ионы тяжелых переходных металлов приводят к каталитическому разрушению пероксидов.

С целью уменьшения отрицательного влияния ионов металлов на стабильность пероксидсодержащих реагентов, а, следовательно, на эффективность процесса отбелки, используют комплексоны, образующие с ионами металлов водорастворимые устойчивые комплексы, и тем самым уменьшающие скорость разложения пероксидов. Отбеливающие реагенты, применяемые за рубежом и поставляемые в Россию, в своем составе также содержат комплексоны. Однако, учитывая коммерческий характер подобных разработок, представляется весьма затруднительным оценить влияние эффективности подобных составов и их применимость для конкретных технологических процессов. В данный момент на зарубежных предприятиях широко используют карбоксилсодержащие комплексные соединения (ДТПА и ЭДТА). Существенный недостаток этих реагентов не только их высокая стоимость, но и трудная биоразлагаемость.

В этом отношении особо перспективно применение новых хелатирующих реагентов из ряда органофосфонатов. Для них характерно образование устойчивых комплексов с ионами переходных металлов в широком диапазоне рН. Наличие в их составе азота и фосфора – продуктов жизнедеятельности бактерий – способствует их достаточно легкому биологическому разложению.

Целью данной работы являлось изучение влияния органофосфонатов (ОФ) на процесс делигнификации и отбелки бисульфитной целлюлозы и разработка высокоэффективной, доступной, дешевой технологии получения беленого полуфабриката с использованием композиций на основе равновесной пероксоуксусной кислоты (ПУК) и комплексонов.

В качестве объекта исследования была выбрана бисульфитная целлюлоза  Краснокамского   ЦБК  со следующими показателями: число Каппа 32,   белизна 61,1, содержание железа 0,0080 %. В качестве комплексонов использовали органофосфонаты:
нитрилтриметиленфосфоновую кислоту (НТФ),
метилиминодиметиленфосфоновую кислоту (МИДФ),
ИОМС - смесь органофосфонатов, основными компонентами которых являются НТФ и МИДФ (выпускается Чебоксарским ПО «Химпром» согласно ТУ 2415-124-16670872-96).

ОФ использовали в количествах от 10 до 400 мг/л, что соответствует 0,09 – 3,6 кг/т абсолютно сухой целлюлозы. Раствор равновесной ПУК получали путем смешения уксусной кислоты и пероксида водорода в присутствии катализатора – серной кислоты.  Полученная кислота в своем составе содержала 15 –16 % пероксоуксусной кислоты  и не прореагировавшую часть пероксид водорода – 9 – 10 %. Первую ступень отбелки проводили при следующих условиях: концентрация массы 10 %, рН 4,5-5, продолжительность процесса 60 мин., температура 70о С, расход отбеливающей композиции – 3 - 5 % к массе абсолютно сухой целлюлозы (а.с.ц.) Эффективность процесса оценивали по следующим показателям: числу Каппа (ГОСТ 10070-74), белизне (ГОСТ 7690-76), содержанию железа  (ГОСТ 18462-77).

Для определения оптимального расхода ОФ  проведена обработка целлюлозы раствором равновесной ПУК при введении в процесс комплексонов – МИДФ и НТФ в количестве от 10 до 400 мг/л (табл.1).

Таблица 1

Влияние расхода органофосфонатов на показатели первой ступени отбелки