PT88819B

PT88819B - Processo para o branqueamento de pastas de celulose

Info

Publication number: PT88819B
Application number: PT88819A
Authority: PT
Inventors: Jacques Kervennal; Dominique Lachenal; Francoise Chosson
Original assignee: Atochem
Priority date: 1987-10-22
Filing date: 1988-10-21
Publication date: 1993-01-29
Also published as: DE313478T1; NO884674D0; AU2413088A; EP0313478A1; FR2622221A1; AU615001B2; FI884881A0; JPH0643674B2; NZ226649A; FI884881A; NO170348C; NO170348B; JPH01124696A; NO884674L; ES2008654A4

Description

PROCESSO PARA O BRANQUEAMENTO DE PASTAS BE CELULOSE

A presente invenção diz respeito ao branqueamento de pastas de papel mecânicas, termo-mecânicas, químico-mecânicas ou químico-termo-mecânicas com o auxílio de peróxido de hidrogénio, no domínio da pasta de papel e afins e origina graus de branqueamento elevados.

Estas pastas de papel são designadas, na presente memória descritiva, pela expressão pastas de origem mecânica .

Elas são obtidas na indústria, na maior parte dos casos, a partir de madeiras geralmente sob a forma de aparas, por desfibragem mecânica da matéria lignocelulósica, por exem pio, num desfibrador de mó ou num desfibrador ou refinador de discos, associado ou não, de acordo com a pasta pretendida, com um tratamento prévio com o auxílio de vauor de água e/ou de um reagente químico, eomo o sulfito de sódio.

rendimento em matéria seca de uma tal operação é sempre muito elevado e pode atingir e, muitas vezes, até ul trapassar 90$.

As pastas de origem mecânica, denominadas ainda pas tas de alto rendimento, obtidas no estado cru, devem ser embranquecidas eficazmente e com uma perda mínima de matéria para que a fabricação dos produtos que delas derivam possam corresponder às exigências de qualidade e de economia na indústria.

Sabe-se como realizar o branqueamento de pastas de

-2origem mecânica com o auxílio de ueróxido de hidrogénio em meio alcalino.

Um tal branqueamento é cada vez mais largamente adoptado por razões de eficácia e também uor razões de redução da carga poluente.

A industria faz esforços constantes para melhorar uma tal técnica.

Por exemplo, D. Lachenal, C. de Choudens e L.Bourson, íauui Proceedings of the 1986 Pulping Conference,

569 - 573, propõem um processo em duas fases, de acordo com 0 qual é possível dispensar a presença de silicato de sódio na segunda fase, mas não na primeira.

Com efeito, no branqueamento de pastas com 0 auxílio de peréxido de hidrogénio em meio alcalino considerado globalmente, admite-se que o silicato de sódio é indespensável rara se obterem os melhores resultados tanto no plano de branqueamento como também no plano de economia. É 0 que é re connecido de maneira permanente, uor exemplo por W. G.Strunk, ”Pulp and Paper, Junho de 1980, 156 - 141, R. V/. Allison, aupita, Volume 36, n2 5, Março de 1983, 362 - 370, C. V. Kut ney, Puiu and Paper Canada, 86 : 12, (1985), 182 - 189 e, finalmente, confirmado por C. V. Uence, S. Omorx, Tauui Jour nal, Outubro de 1986, 120 - 125.

A patente de invenção francesa Numero 2537177 descreve um processo em duas fases pelo menos, de acordo com 0 qual uma grande uniformidade de condições é garantida durante todo 0 branqueamento. Auresenta a ausência de silicato como uma possibilidade mas não fornece qualquer elemento concre to quanto à incidência desta ausência sobre 0 grau de branco atingiâo.

Hoje em dia, ainda se sabe que o ácido dietileno-triamino-pentametileno-fosfánico (DTMPA) é capaz de se com •portar de modo igual ao silicato de sódio. Be acordo com o artigo de R. V. Allison, citado antes, esta equivalência verifica-se quando uma pasta mecânica de uma es-nécie particular de madeira é branqueada em condições convencionais bem controladas, mas não se verifica já quando a mesma pasta é branqueada em refinador. 0 emprego de ΌΤΜΡΑ não é, em nenhum caso, económico.

Também só se nodia esperar normalmente de um proces so que não utiliza nenhum silicato, vulgarmente o silioato de sódio, apenas um resultado desvantajoso em relação ao atin gido uor um processo que utiliza o silicato de sódio ou um composto capaz de se comportar de maneira igual ao silicato de sódio.

processo de acordo com a presente invenção não utiliza nem um nem outro e origina, no entanto, graças à escolha particular das condições de branqueamento., uma pasta com um grau de branco do mesmo nível que o que permite a sua intervenção. A indústria dispõe assim, graças ao processo da presente invenção, de uma pasta de origem mecânica branqueada, obtida de maneira económica e que não apresenta nenhum dos inconvenientes, tais como os lembrados, por exemplo, no artigo de G. V. Kutney, citado antes, ligados à presença sem pre consequente de silicato de sódio.

processo de acordo com a presente invenção é um processo de branqueamento de pastas de origem mecânica até graus de branco elevados, com o auxílio de peróxido de hidro-4·

génio em meio alcalino em duas fases consecutivas, separadas por uma lavagem e realizadas na ausência de silicato de sódio ou de um composto semelhantemente eficaz, caracterizado pelo facto de a quantidade de -peróxido de hidrogénio consumida na primeira fase estar compreendida entre 0,5 e 3$ e de a quantidade de peróxido de hidrogénio utilizada na segunda fase ser superior à utilizada na -primeira fase e estar compreendida entre 2 e 5$.

Nesta definição da invenção, como aliás no decurso de toda a presente memória descritiva, salvo indicação em contrário ou evidência, as quantidades são expressas em percentagem em peso em relação à pasta no estado seco.

Por eficácia de um composto em comparação com a do silicato de sódio, entende-se, na presente memória descritiva, a formulada como na publicação de C. V. Kutney, já atrás referida.

Uma das particularidades do -processo de acordo com a -presente invenção consiste no facto de o branqueamento se realizar em duas fases nas condições usuais. 0 branqueamento evolui em função das variações dos parâmetros -principais, como se indicou no artigo de 0. W. Dence, S. Omori, já citado.

A alcalinidade nas duas fases de branqueamento é atingida, na maior parte dos casos, graças ao emprego de hidróxido de sódio e a quantidade de agente alcalino empregada em cada uma destas duas fases é a necessária para garantir de preferencia, tanto numa como na outra destas fases, um pH ini ciai compreendido entre cerca de 10,5 e 12.

A relação ponderai preferida entre hidróxido de só dio/peróxido de hidrogénio, tanto na primeira fase como na segunda fase, está compreendida entre cerca de 0,6 e 1,2.

A temperatura nas duas fases node ser igual ou diferente. Ela está geralmente compreendida entre cerca de 40° e 70°0, na maior parte dos casos vizinha de 60° - 70° 0.

A consistência, concentração em percentagem em peso de pasta no estado seco presente no meio de branqueamento, está geralmente compreendida entre 10¾ e 30¾, na maior parte dos casos entre 10¾ e 20¾.

Tanto na primeira como na segunda fase, estão vantajosamente presentes os compostos vulgarmente associados ao silicato de sódio mas que têm, no entanto, apenas uma eficácia :-3 branqueamento muito inferior à do presente processo, por exemplo o ácido dietileno-triamino-pentaacético (DTPA) ou o magnésio presente, por exemplo, sob a forma de sal solú vel tal como o sulfato.

Estes produtos são empregados em quantidades semelixantes às utilizadas habitualmente com o silicato de sódio, por exemplo 0,1¾ a ifé, na maior parte dos casos entre cerca de 0,25 e 0,5¾ de uma solução aquosa a 40¾ em peso do sal de sódio de DTBA com menos de 0,1 e, muitas vezes, 0,01 e 0,05¾ de magnésio.

A duração de cada uma destas duas fases depende da escolha dos outros parâmetros adoptados. Quando estes ficam compreendidos dentro das gamas preferidas, a duração da primeira fase está geralmente compreendida entre 0,5 e 2 horas e a da segunda fase entre cerco, de duas e quatro horas.

Por lavagem entre as duas fases, entende-se na pre sente memória descritiva a operação que permite eliminar uma

rarte do líquido que se encontra nresente na pasta à saída da primeira fase.

Esta lavagem realiza-se de maneira conhecida, por exemplo por prensagem da pasta associada ou não à sua diluição, geralmente com água.

Uma eficácia da lavagem, ou taxa de eliminação de líquido, igual ou superior a cerca de 80$ assegura a obtenção de uma nasta com ura grau de hranco elevado à saída da se gunda fase mas uma eficácia menor, nor exemplo igual a 50$ aproximadamente, e ainda suficiente rara esta finalidade.

Os exemplos seguintes são apresentados a título in dicativo mas não limitativo para ilustrar a invenção na sua forma de realização preferida.

Nestes Exemplos:

- as quantidades de matéria são exnressas como já se assinalou, em nercentagem em peso em relação à pasta no estado seco;

- o UT^A é utilizado sob a forma de sal de sódio em solução a 40$ em peso e a quantidade indicada é a desta solução;

- nor silicato, designa-se uma solução aquosa de si licato de sodio a 35$ em peso e a quantidade indicada é a de_s ta solução;

- o magnésio é utilizado sob a forma de sal solúvel, sob a forma de sulfato, mas é expresso em Mg;

- o peroxido de hidrogénio H₂0₂ é expresso a 100$;

- a eficácia de lavagem, que é igual a 80$ ou mais, /-7 salvo indicação em contrário, é a mesma no caso de uma comua ração como na ilustração da invenção em relação à qual a com •paração e feita; e

- o grau de branco e medido (457 nm) em percentagem, com utilização de um espeotrofotómetro Gari Zeiss do tipo Elrerho.

Exemplo 1

Uma pasta mecânica de madeira de árvores resinosas com c grau de branco igual a 57,2% ó submetida numa primeira fase, com uma consistência igual a 15%, durante 1,5 horas, a uma temperatura de 60° 0, à acção simultânea dos seguintes compostos: NaOH: 1,5%, ^2^2 ⁵ UTPà : 0,5%, em seguida e lavada antes de ser submetida a uma segunda fase de tratamen to durante três horas, com uma consistência e uma temperatura ainda iguais respectivamente a 15% e 60°C, à acção simultânea dos compostos seguintes : NaOH : 3%, : 2,5%, Mg :

0,05%.

grau de branco da pasta obtida à saída da segunda fase e igual a bl,l%, enquanto era apenas igual a 71,5% à saída da primeira fase.

A título de comparação, repete-se 0 Exemplo 1 empre gando 4%· de silicato na primeira fase. 0 grau de branco da pasta finalmente obtida é igual a 81,5%, portanto muito próximo do obtido quando se omite 0 silicato, se bem que, no fim da primeira fase, 0 grau de branco fosse, no entanto, des ta ves igual a 76%.

Exemplo 2

Branqueia-se a -pasta bruta usada no Exemplo 1 utilizando a técnica aí descrita mas empregando 3,4$ de H₂0₂ na segunda fase, era vez de 2,5$.

Operando de acordo com a presente invenção, o grau de branco da pasta obtida à saída da primeira fase é apenas igual a 72$, enquanto o da pasta obtida à saída da segunda fase se eleva a 82$.

Onerando, a título de comparação, como se referiu antes, mas na presença, na primeira fase, de uma quantidade de silicato igual a 1$ que origina um grau de branco igual a 72,3$ à saída desta primeira fase, o grau de branco da pasta à saída da segunda fase é apenas igual a 79,3$.

Na ilustração da invenção feita antes, a eficácia de lavagem entre as duas fases é igual a 95$. 0 grau de bran co indicado para a pasta à saída da segunda andar, é conservado repetindo este exemplo com uma eficácia de lavagem entre as duas fases igual tanto a 50$ como a 80$.

Exemplo 3

Em uma primeira fase, submete-se uma pasta mecânica de madeira de árvores resinosas, com o grau de branco igual a 53,7$ com uma consistência de 10$, durante uma hora, à temperatura de 60° 0, à acção simultânea de NaOH : 0,7$, Η₂0₂ ^:0,85$, DTP A : 0,5$, antes de ser lavada e submetida, numa segunda fase, durante quatro horas, a uma temperatura igual a 60° 0 e com uma consistência igual a 20$, à acção de NaOH : 2,7$, H₂0₂ : 3,4$, Mg : 0,03$.

» .* grau de branco da pasta à saída de segunda fase atinge 80,9$.

Exemplo 4

Trata-se uma pasta químico-termo-mecânica de madei ra de árvores resinosas, com o grau de branco igual a 59>6$, numa primeiraandar., com o auxílio de NaOH : 1$, H₂Q₂ ί 1»2$, DTPA : 0,5$, durante 1,5 horas, a uma temperatura igual a 60° 0 e com uma consistência igual a 15$, antes de ser lavada e tratada, numa segunda fase, com o auxílio de NaOH : 2,9$, ^2θ2 ^: 3»4$, Mg : 0,05$, durante três horas, a uma temperatu ra igual a 60°0 e com uma consistência igual a 15$.

A pasta que sai da segunda fase tem um grau de bran co igual a 80,5$.

A título de comparação, a mesma pasta químico-termo-meoânioa que se referiu anteriormente é tratada oomo se mencionou antes, mas o DTMPA substitui em natureza e em quantidade o DTPA. A quantidade de DTMPA assim utilizada deveria equivaler à presença da ordem de 4 a 5$ de silicato e, portan to, originar um resultado superior ao atingido na sua ausência. Todavia, o grau de branco constatado, na realidade, à saída da segunda fase, não é maior do que 79,6$·

Claims

REIVINDICAÇÕES

1.- Processo para o branqueamento de pastas de celulose de origem mecânica até graus de brancura elevados, com o auxílio de peróxido de hidrogénio em meio alcalino, em duas fases consecutivas separadas por uma operação de lavagem e realizadas na ausência de silicato de sódio ou de um composto de eficácia semelhante, caracte rizado pelo facto de a quantidade de peróxido de hidrogénio utiliza da na primeira fase estar compreendida entre 0,5 % e 3 % em peso em relação à pasta no estado seco e de a quantidade de peróxido de hidrogénio empregada na segunda fase ser superior à utilizada na primeira fase e ficar compreendida entre 2 % e 5 % em peso em relação à pasta no estado seco.
2.pelo facto entre 10,5

Processo de acordo com a reivindicação 1, de o pH inicial em cada uma das fases estar e 12,0.

caracterizado compreendido
3.- Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto de se atingir o pH inicial com o auxílio de hidrõ' xido de sódio.
4.- Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de a proporção em peso de hidróxido de sódio/peróxido de hidrogénio nas duas fases estar compreendida entre 0,6 e 1,2.
5.- Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo facto de a temperatura nas duas fases de tratamento com peróxido de hidrogénio estar compreendida entre 40°C e 70°C.
6.- Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de se encontrarem presentes compostos de eficácia de branqueamento inferior à do silicato de sódio em uma ou nas duas fases.
7. - Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto de o composto ser ácido dietilenotriaminopentaacêtico sob a forma de sal de sódio na primeira fase.
8. - Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto de o composto ser um sal solúvel de magnésio.

, -129.- Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo facto de a eficácia de lavagem entre as duas fases de tratamento com perõxido de hidrogénio ser igual ou superior a 50 %.