BR112014000657B1

BR112014000657B1 - processo para reduzir pez negro em um meio aquoso gerado em um processo de fabricação de papel ou de polpa, carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado, uso domesmo, e, compósito

Info

Publication number: BR112014000657B1
Application number: BR112014000657-1A
Authority: BR
Inventors: Daniel Gantenbein; Joachim Schoelkopf; Patrick A. C. Gane
Original assignee: Omya International Ag
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2021-01-26
Also published as: AU2012282543B2; US20150044127A1; US10322946B2; KR20140027510A; CO6842014A2; PT2732092T; PL2732092T3; CA2839848A1; AR088137A1; PT2546410E; CN103748282B; WO2013007717A1; EP2546410A1; US20190256377A1; KR101529445B1; SI2546410T1; ES2446390T3; RS55049B1; JP2014518340A; ES2581483T3

Abstract

PROCESSO PARA REDUZIR PEZ NEGRO EM UM MEIO AQUOSO GERADO EM UM PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PAPEL OU DE POLPA, CARBONATO DE CÁLCIO MOÍDO HIDROFOBIZADO E/OU CARBONATO DE CÁLCIO PRECIPITADO HIDROFOBIZADO, USO DO MESMO, E, COMPÓSITO A presente invenção se refere a um processo para reduzir pez negro em um meio aquoso gerado em um processo de fabricação de papel ou de polpa, compreendendo as seguintes etapas : a) fornecer um meio aquoso compreendendo pez negro gerado em um processo de fabricação de papel ou de polpa; b) fornecer um carbonato de cálcio moído dou um carbonato de cálcio precipitado; c) fornecer um agente de hidrofobização selecionado a partir de um ácido carboxílico alifático possuindo entre 5 e 24 átomos de carbono; d) contactar o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) com o agente de hidrofobização da etapa c) para a obtenção de um carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou um carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado; e e) contactar o meio aquoso fornecido na etapa a) com o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado obtido na etapa d), para o uso de um carbonato de cálcio moído hidrofobizado (...).

Description

PROCESSO PARA REDUZIR PEZ NEGRO EM UM MEIO AQUOSO GERADO EM UM PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PAPEL OU DE POLPA, CARBONATO DE CÁLCIO MOÍDO HIDROFOBIZADO E/OU CARBONATO DE CÁLCIO PRECIPITADO HIDROFOBIZADO, USO DOMESMO, E, COMPÓSITO

[0001] A presente invenção se refere a um processo para a redução de pez em um meio aquoso gerado em um processo de fabricação de papel ou de polpa, com o uso de um carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou um carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado para reduzir a quantidade de pez negro em um meio aquoso, bem como a um carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou de um carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado e um compósito que compreende o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado e pez negro.

[0002] Nas indústrias de fabricação de papel, as fibras de diversas fontes e qualidades são obtidas através do processamento e refino, por exemplo, por combinações de moagem, tratamento térmico e químico, de madeira em fibras. Durante este processo de polpação, a resina natural contida dentro da madeira é liberada para o circuito de água da produção sob a forma de gotas microscópicas. Esta resina de madeira é frequentemente referida como “pez negro", e pode se depositar sobre a superficie do equipamento de fabricação de papel o que pode causar demoradas limpezas do equipamento e resultar em tempos de paragem dispendiosos das máquinas. Além disso, esses depósitos ocasionalmente aparecem como manchas visíveis no produto final de papel que variam de amarelo a cor preta, ou pode levar a uma ruptura da folha contínua de papel que envolve uma perda de produtividade e uma redução na qualidade do papel.

[0003] A formação do pez negro pode ser descrita conceitualmente como se desenvolvendo através de três mecanismos principais. A primeira via de mecanismo é a formação de uma película de material orgânico, que pode ser transparente ou translúcida. A sua espessura varia de acordo com a sua concentração e a película precisa de um núcleo para formar uma coalescência inicial. Este tipo de pez negro, conforme o seu mecanismo de formação sugere, é chamado velado. O segundo tipo de pez negro é aquele que é capaz de coagular e formar glóbulos de 0,1 a 1,0 μm de diâmetro e, portanto, é denominado pez negro globular. A terceira forma comumente desenvolvida de pez negro é um tipo de esfera de pez negro ou aglomerada, e é muitas vezes observado em sistemas que têm os maiores problemas com a deposição de pez negro. As esferas formadas são de 1 a 120 μm de diâmetro. No estado velado ou globular, o pez negro não costuma causar problemas, mas uma vez que aglomerados foram formados depois a deposição de pez negro começa a ocorrer. Essa deposição de pez negro também pode ser um problema em processos de fibras recicladas ou secundárias, onde contaminantes, tais como adesivos, tintas, termorreversíveis, látex e ceras se aglomeram e formam depósitos no equipamento de fabricação de papel.

[0004] Na técnica, várias tentativas têm sido feitas para controlar a deposição de pez negro nos processos de fabricação de papel. A este respeito, uma estratégia envolve a introdução de materiais de adsorção na forma de vários minerais, como talco, bentonita, ou sílica de diatomáceas para o processo de fabricação de papel, que irá absorver o pez negro, sob a forma de pequenas gotículas.

[0005] Por exemplo, JP 2004292998 A se refere ao talco, que é utilizado como o adsorvente de pez negro. WO 03/085199 A2 se refere a um sistema de controle que consiste em um depósito de coagulante inorgânico ou orgânico e de um material de micropartículas, tais como argila de bentonita, polímero reticulado, sílica coloidal, polissilicato para polpa contendo pez negro/resíduo pegajoso. US 2003/ 0096143 Al descreve um método de tratamento de partículas de talco que irá melhorar a umectabilidade de talco e/ou afinidade de talco para as fibras celulósicas. JP 6065892 A se refere a um pez negro adsorvente composto de mineral de argila de esmectita modificada por magnésio produzido pela modificação da camada de superfície de um mineral de argila de esmectita com o magnésio. FR. 2 900 410 e FR 2 900 411 se referem ao tratamento de minerais e/ou talco com polímeros anfotéricos para ser usado em controle de pez negro. CA 2205277 se refere a um método para minimizar que pez negro, tinta e resíduos pegajosos em partículas se depositem no processo de fabricação de papel, causando a retenção de tais partículas na fibra, compreendendo as etapas de adição de uma quantidade efetiva de talco de controle de pez negro, tinta, e resíduos pegajosos para uma suspensão de fibra em contato com a máquina de papel e as peças associadas e adição de uma quantidade efetiva de bentonita de controle de pez negro, tinta, e resíduos pegajosos para a suspensão.

[0006] Esta estratégia tem a vantagem de que o pez negro é removido juntamente com o produto final e não pode, portanto, se concentrar mais no circuito de água da máquina de papel. Em particular, o talco é largamente aceito como um agente de controle muito eficaz para os depósitos de pez negro. A ação de talco no controle de pez negro, no entanto, não é exatamente estabelecida. Supõe-se que o talco reduz a pegajosidade de materiais tipo pez negro ou resíduos pegajosos de modo a que eles tenham menos tendência a formar aglomerados ou se depositarem no equipamento de fabricação de papel ou criarem manchas no produto final de papel. Além disso, a função de talco é a de reduzir a pegajosidade dos materiais que já tiverem se depositado, de modo que ainda mais acumulação de materiais pegajosos nessas superfícies é retardada. Por este meio, é importante adicionar o talco o suficiente para que a pegajosidade global das superfícies do sistema seja reduzida.

[0007] Um problema com o talco, porém, é que, se talco suficiente não é utilizado, ele tende a ser meramente incorporado aos depósitos e aglomerados de materiais pegajosos. Além disso, o talco é conhecido por perder uma parte da sua afinidade para as substâncias coloidais em processos de fabricação de papel neutros e alcalinos.

[0008] Outra estratégia envolve a estabilização coloidal do pez negro através da utilização de dispersantes ou tensoativos. A aplicação desta estratégia conduz a uma concentração de gotículas de pez negro, no circuito de água da máquina de papel. Por exemplo, a EP 0 740 014 se refere a um agente de controle de pez negro que pode compreender uma argila de candita (grupo de serpentina), cujas partículas são revestidas com um homo- ou co -polímero compreendendo formaldeído de melamina. US 5.626.720 A descreve um método para o controle de pez negro em um sistema aquoso utilizado na fabricação de polpa ou de papel, que compreende a adição ao sistema ou ao equipamento de fabricação de polpa ou de fabricação de papel, de um polímero solúvel em água derivado de (a) um epihalohidrina, um diepóxido ou um precursor de uma epihalohidrina ou diepóxido, (b) uma alquil amina tendo uma funcionalidade no que diz respeito a uma epihalohidrina de 2 e (c) uma amina que tem uma funcionalidade no que diz respeito a uma epihalohidrina superior a 2 e que não possui nenhum grupo carbonila. JP 11043895 A se refere ao supressor de pez negro usando um composto catiônico que é preparado por reação de uma alquilenodiamina com uma epihalohidrina. WO 98/05819 Al se refere a uma composição líquida para o controle da deposição de pez negro na produção de polpa e de papel, compreendendo uma solução aquosa de (1) um polímero de guar catiônico, e (2) copolímero de isobutileno/anidrido maleico. EP 0 586 755 Al descreve um processo para controlar a deposição de pez negro em um processo de produção de polpa ou de papel, em que é incorporado na composição compreendendo fibras de fabricação de papel até 1,0 % em peso, com base no peso de fibras secas na composição, de um polieletrólito catiônico que é um poli (sal de dialildi (hidrogeno ou alquila inferior) amônio) possuindo um peso molecular médio numérico maior do que 500.000. US 2011/ 0094695 Al descreve um método para controlar a deposição de contaminantes orgânicos nos sistemas de fabricação de papel e de polpa usando copolímeros de éter de aminoplastos solúveis em água. EP 1 950 342 Al se refere a emulsões aquosas compreendendo dialquilamidas e tensoativos não iônicos. US 2004/ 0231816 Al descreve um método para o controle de pez negro e resíduos pegajosos, compreendendo as etapas de adição de hidroxietil celulose hidrofobicamente modificada (HMHEC) e polímeros catiônicos a uma pasta fluida de fibras celulósicas (polpa) ou a um processo de papel ou a um sistema de' fabricação de papel e resulta em um grau mais elevado de inibição de deposição orgânica e retenção de pez negro na fibra de papel, em comparação com a inibição dos ingredientes individuais. US 6.153.049 se refere ao composto de etilenoamina (s), ou misturas dos mesmos, os quais são utilizados em quantidades eficazes para reduzir ou inibir a deposição de pez branco sobre o equipamento de fabricação de papel durante o processamento para reciclagem de papel revestido. US 6.051.160 A se refere a uma composição líquida para o controle da deposição de pez negro na produção de polpa e de papel, compreendendo uma solução aquosa de (1) um derivado de guar catiônico, e (2) copolímero de estireno e anidrido maleico. JP 2002212897 A se refere a um inibidor de problema de pez negro para fabricação de papel que compreende um sal polidialildimetilamônio tendo peso molecular de 20.000 a 20.0000 e um composto de alumínio inorgânico como ingredientes ativos.

[0009] No entanto, esta estratégia muitas vezes causa problemas porque as alterações na temperatura, pH ou concentrações de eletrólitos pode resultar na aglomeração com consequente deposição de gotículas de pez negro sobre a superfície do equipamento de máquinas e/ou o aparecimento de manchas no produto final de papel.

[00010] Portanto, existe uma necessidade contínua de materiais alternativos, que fornecem um desempenho melhor do que os materiais adsorventes existentes, e efetivamente reduzem o pez negro em meio aquoso gerado nos processos de fabricação de papel ou de polpa.

[00011] Este e outros objetos são resolvidos pelo objeto da presente invenção. De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, um processo para a redução de pez em um meio aquoso gerado em um processo de fabricação de papel ou de polpa é fornecido, em que o processo compreende as seguintes etapas :

[00012] a) fornecer um meio aquoso compreendendo pez negro gerado em um processo de fabricação de papel ou de polpa;

[00013] b) fornecer um carbonato de cálcio moído e/ou um carbonato de cálcio precipitado;

[00014] c) fornecer um agente de hidrofobização selecionado a partir de um ácido carboxílico alifático possuindo entre 5 e 24 átomos de carbono;

[00015] d) contactar o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) com o agente de hidrofobização da etapa c) para a obtenção de um carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou um carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado; e

[00016] e) contactar o meio aquoso fornecido na etapa a) com o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado obtido na etapa d).

[00017] Os inventores verificaram surpreendentemente que o processo anterior de acordo com a presente invenção conduz a um meio aquoso contendo uma quantidade de pez negro sendo menor do que a quantidade de pez negro contido em um meio aquoso correspondente obtido pelo mesmo processo mas sem contato com um carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou um carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado (etapa e)). Mais precisamente, os inventores verificaram que a quantidade de pez negro em um meio aquoso gerado em um processo de produção de papel ou produção de polpa pode ser reduzida por contato do meio aquoso com um carbonato de cálcio moído hidrofobizado definido e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado.

[00018] Deve ser entendido que, para os fins da presente invenção, os seguintes termos têm o seguinte significado:

[00019] “Pez negro” no sentido da presente invenção se refere aos materiais pegajosos que formam depósitos insolúveis nos processos de fabricação de papel e de polpa. Estes materiais pegajosos podem ser originários da madeira a partir da qual o papel é feito. Os componentes de pez negro compreendem substâncias dissolvidas e coloidais (DCS) e são caracterizados por quatro classes de componentes lipofílicos, tais como i) gorduras e ácidos graxos, ii) ésteres de estéril e esteróis, iii), e os terpenóides iv) ceras compostas de álcoois graxos e seus ésteres. A composição química do pez negro depende da fonte de fibra, tal como a variedade de árvore, e do crescimento sazonal a partir do qual a amostra é produzida. Estes componentes de pez negro lipofílicos podem ser estabilizados pela presença de ligno - sulfonatos e polissacarídeos. Se o papel reciclado é usado em processos de produção de papel, o termo é frequentemente utilizado como um termo mais geral, incluindo todos os materiais pegajosos que são solúveis em solventes orgânicos, mas não são solúveis em água, e incluem, por exemplo, tinta ou material adesivo presente no papel reciclado. O material proveniente do depósito de fibras recicladas também tem sido chamado de “resíduos pegajosos”. No entanto, para os fins desta invenção, o termo “pez negro” inclui não só as partículas de pez negro que ocorrem naturalmente derivadas de polpa de papel, mas também quaisquer materiais pegajosos sintéticos ou naturais, derivados a partir de fibras recicladas e que formam depósitos insolúveis em processos de fabricação do papel.

[00020] “Carbonato de cálcio moído” (GCC) no sentido da presente invenção é um carbonato de cálcio obtido a partir de fontes naturais, tais como a pedra calcária, mármore ou giz ou dolomita, e processado através de um tratamento, tal como a moagem, o triagem e/ou fracionamento por um processo por via úmida e/ou seca, por exemplo, por meio de um ciclone ou classificador.

[00021] “Carbonato de cálcio precipitado” (PCC), no sentido da presente invenção é um material sintetizado, geralmente obtido por precipitação seguinte a reação de dióxido de carbono e cal em um meio aquoso ou por precipitação de uma fonte de íons de cálcio e carbonato de água.

[00022] Um “meio aquoso” no sentido da presente invenção é um meio que compreende água líquida, os sólidos insolúveis, tais como as fibras e os componentes de pez negro.

[00023] O termo “ácido carboxílico alifático” no sentido da presente invenção se refere a compostos orgânicos alicíclicos ou insaturados, saturados, de cadeia linear, de cadeia ramificada, compostos de carbono e hidrogênio. O referido composto orgânico contém ainda um grupo carboxila colocado nã extremidade do esqueleto de carbono.

[00024] O termo carbonato de cálcio moído “hidrofobizado” e/ou carbonato de cálcio precipitado “hidrofobizado” no sentido da presente invenção se refere a um carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado que foi processado através de uma etapa de tratamento adicional, a fim de tomar a superfície das partículas de carbonato de cálcio mais hidrofóbicas.

[00025] Outro aspecto da presente invenção é dirigido a um carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou um carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado em que entre 10 % e 19 % da área de superfície especifica do carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é coberto por um revestimento constituído por um ácido carboxílico alifático possuindo entre 5 e 24 átomos de carbono e os produtos de reação do mesmo. É preferido que entre 10 % e 19 % da área de superfície específica do carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado seja coberto por um revestimento que consiste de ácido esteárico e os produtos de reação do mesmo. É preferido ainda que, entre 13 % e 17 % da área de superfície específica do carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado seja coberto por um revestimento constituido por um ácido carboxílico alifático possuindo entre 5 e 24 átomos de carbono e os produtos de reação dos mesmos, de preferência, por um revestimento que consiste de ácido esteárico e os produtos de reação do mesmo. E também preferido que a fonte de carbonato de cálcio moído (GCC) seja selecionada a partir de mármore, greda, calcita, dolomita, pedra calcária e as misturas dos mesmos e/ou o carbonato de cálcio precipitado (PCC) seja selecionado a partir de uma ou mais das formas de cristais mineralógicos aragoniticas, vateriticas e calciticas. É ainda preferido que as partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitados possuam um valor d50 do diâmetro das partículas médio ponderal de 0,1 a 50 μm, de preferência de 0,1 a 25 pm, mais de preferência de 0,1 a 15 μm e mais de preferência de 0,5 a 5 μm, medido de acordo com o método de sedimentação. É também preferível que as partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado tenham uma área de superfície específica de 0,5 m2/g a 25 m2/g, de preferência de 0,5 m2 /g a 15 m2/g, e mais de preferência 1 m2/g a I, 1 m2/g, medido utilizando nitrogênio e o método BET. É preferido ainda que o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado esteja na forma de pó e/ou na forma de grânulos ou sob a forma de pasta fluida.

[00026] Outro aspecto da presente invenção é dirigido ao uso do carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado para reduzir a quantidade de pez negro em um meio aquoso gerado em um processo de fabricação de papel ou de polpa. Ainda outro aspecto da presente invenção é dirigido a uma composição que compreende o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado e pez negro.

[00027] De acordo com uma forma de realização preferida do processo de acordo com a presente invenção, a fonte de carbonato de cálcio moído (GCC) é selecionada a partir de mármore, greda, calcita, dolomita, pedra calcária e as misturas dos mesmos e/ou o carbonato de cálcio precipitado (PCC) é selecionado a partir de uma ou mais das formas cristalinas mineralógicas aragoniticas, vateríticas e calcíticas.

[00028] De acordo com outra forma de realização preferida do processo de acordo com a presente invenção, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado está na forma de um pó ou sob a forma de pasta fluida.

[00029] De acordo com ainda outra forma de realização preferida do processo de acordo com a presente invenção, as partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado têm um valor d50 de diâmetro médio de partícula ponderal de 0,1 a 50 μm, de preferência de 0,1 a 25 μm, mais de preferência de 0,1 a 15 μm e mais de preferência de 0,5 a 5 μm, medido de acordo com o método de sedimentação.

[00030] De acordo com uma forma de realização preferida, as partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado tem uma área de superfície especifica de 0,5 m2/g a 25 m2/g, de preferência de 0,5 m2/g a 15 m2/g e mais de preferência 1 m2/g a 11 m2/g, medido utilizando nitrogênio e o método BET.

[00031] De acordo com outra forma de realização preferida do processo de acordo com a presente invenção, o agente de bidrofobização é selecionado a partir do grupo que consiste de ácido pentanóico, ácido hexanóico, ácido heptanoico, ácido octanóico, ácido nonanóico, ácido decanoico, ácido undecanóico, ácido láurico, ácido tridecanóico, ácido mirístico, ácido pentadecanóico, ácido palmítico, ácido heptadecanóico, ácido esteárico, ácido nonadecanóico, ácido araquídico, ácido heneicosílico, ácido beênico, ácido tricosílico, ácido lignocérico e as misturas dos mesmos, de preferência o agente de hidrofobização é selecionado a partir do grupo que consiste de ácido octanóico, ácido decanoico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido araquídico e as misturas dos mesmos, e mais de preferência o agente de hidrofobização é selecionado a partir do grupo consistindo em ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico e as misturas dos mesmos.

[00032] De acordo com ainda outra forma de realização preferida, o agente de hidrofobizaçao compreende uma mistura de dois ácidos carboxílicos alifáticos que possuam entre 5 e 24 átomos de carbono, com a condição de que um ácido carboxílico alifático é o ácido esteárico.

[00033] De acordo com outra forma de realização preferida, o ácido carboxílico alifático é o ácido esteárico e o outro é selecionado a partir do grupo que consiste de ácido octanóico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido araquídico, ácido beênico e ácido lignocérico.

[00034] De acordo com uma forma de realização preferida do processo de acordo com a presente invenção, a etapa d) é realizada através da mistura do carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado com o agente de hidrofobização.

[00035] De acordo com outra forma de realização preferida do processo de acordo com a presente invenção, a etapa d) é realizada em que ambos o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) e o agente de hidrofobização da etapa c) são fornecidos no estado seco ou em um solvente.

[00036] De acordo com ainda outra forma de realização preferida do processo de acordo com a presente invenção, a etapa d) é realizada em que tanto o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) quanto do agente de hidrofobização da etapa c) é fornecido em um solvente.

[00037] De acordo com uma forma de realização preferida do processo de acordo com a presente invenção, o contato de carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado com o agente de hidrofobização da etapa d) é realizado sob condições de temperatura elevada, tal que o agente de hidrofobização está no estado líquido ou fundido. De preferência, o contato da etapa d) é realizado a uma temperatura de pelo menos 50°C, de preferência de pelo menos 75°C, mais de preferência de entre 50°C e 120°C e mais de preferência de entre 70°C e 100°C,

[00038] De acordo com outra forma de realização preferida do processo de acordo com a presente invenção, menos do que 20 % da área de superfície específica do carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado obtido na etapa d) é coberto por um revestimento que consiste no agente de hidrofobização e produtos de reação dos mesmos.

[00039] De acordo com ainda outra forma de realização preferida do processo de acordo com a presente invenção, entre 10 % e 19 % da área de superfície específica do carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado obtido na etapa d) é coberto por um revestimento que consiste no agente de hidrofobização e produtos de reação dos mesmos, de preferência entre 13 % e 17 % da área de superfície especifica.

[00040] De acordo com uma forma de realização preferida do processo de acordo com a presente invenção, o meio aquoso a ser tratado é colocado em contato com 0,05 a 20 % em peso, de preferência com 0,5 a 10 % em peso e mais de preferência com 0,1 a 5 % em peso do carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado, com base no peso total do meio aquoso.

[00041] De acordo com outra forma de realização preferida do processo de acordo com a presente invenção, o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado obtido na etapa d) é utilizado na forma de pó e/ou na forma de grânulos ou sob a forma de pasta fluida.

[00042] De acordo com ainda outra forma de realização preferida do processo de acordo com a presente invenção, o pH do meio aquoso contendo pez negro é ajustado a um valor > 6, mais de preferência > 6,5, e ainda mais de preferência > 7 antes da adição do carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado.

[00043] De acordo com uma forma de realização preferida do processo de acordo com a presente invenção, o meio aquoso contendo pez negro é selecionado dentre o grupo constituído por polpa mecânica, por exemplo, madeira moída, TMP (polpa termo- mecânica) ou polpa quimiotermomecânica (CTMP), assim como as polpas químicas, por exemplo, polpa kraft ou polpa de sulfato, ou polpa reciclada utilizada no processo de fabricação de papel.

[00044] Tal como estabelecido acima, o processo da invenção para reduzir pez negro em um meio aquoso gerado em um processo de fabricação de papel ou de polpa compreende as etapas a), b), c), d) e e). A seguir, é referido com mais detalhes da presente invenção e, especialmente, as etapas precedentes do processo da invenção para reduzir pez negro em um meio aquoso gerado na fabricação de papel ou um processo de polpação.

Etapa a ): Fornecer um meio aquoso compreendendo pez negro

[00045] De acordo com a etapa a) do processo da presente invenção, um meio aquoso é fornecido compreendendo pez negro gerado em um processo de fabricação de papel ou de polpa.

[00046] Um meio aquoso contendo pez negro é entendido como uma polpa mecânica, por exemplo, madeira moída, TMP (polpa termo- mecânica) ou polpa quimiotermomecânica (CTMP), assim como as polpas químicas, por exemplo, polpa kraft ou polpa de sulfato, ou polpa reciclada utilizada nos processos de fabricação de papel ou de polpa.

[00047] “Polpa mecânica”, na acepção da presente invenção é preparada por trituração de toros e aparas de madeira de polpa nos respectivos componentes de fibra, utilizando a energia mecânica. Pez negro contendo celulose, que pode ser submetido ao processo da presente invenção particularmente é proveniente de polpa de madeira, que é o material mais comum utilizado para fazer os materiais de papel. “Polpa de madeira moída”, tal como aqui utilizado, em geral, se origina de árvores de madeira macia como o abeto, pinheiro, abeto, lariço e pinheiro, mas também algumas madeiras duras como o eucalipto e é produzido por moagem de madeira em fibras relativamente curtas com pedras de moagem,

[00048] “Polpa termomecânica”, tal como aqui utilizada, é produzida em um processo termomecânico, em que as aparas de madeira ou serradura são amolecidas por vapor antes de entrar em um refinador pressurizado.

[00049] “Polpa quirnitermomecânica”, tal como aqui utilizada, é produzida por tratamento de aparas de madeira com produtos químicos, tais como o sulfito de sódio e vapor de água e por tratamento mecânico posterior,

[00050] “Polpa química”, tal como aqui utilizada, é produzida por tratamento de aparas de madeira ou serradura com produtos químicos para liberar as fibras de celulose por meio da remoção de agentes aglutinantes, tais como resinas de lignina e gomas. Sulfato ou Kraft são dois tipos de produção de polpa química, em que Kraft é o processo de produção de polpa predominante na produção de polpa química.

[00051] “Polpa reciclada”, como aqui usada, é derivada a partir de papel reciclado e de papelão ou de papel residual.

[00052] O pez negro, o qual pode ser reduzido de acordo com a presente invenção, pode ser descrito como substâncias dissolvidas e coloidais (DCS) e compreende espécies tais como gorduras e ácidos graxos, estéril ésteres e esteróis, terpenos, e ceras compostas de álcoois graxos e seus ésteres. A composição química depende da fonte de fibra, tal como a variedade de árvore, e do crescimento sazonal a partir do qual a amostra é produzida.

[00053] Com respeito à polpa reciclada, deve notar-se que o termo pez negro também é utilizado para descrever os materiais orgânicos pegajosos, hidrofóbicos e/ou de superfície carregada, maleáveis encontrados em sistemas de papel reciclado. Estes materiais orgânicos compreendem uma variedade de materiais diferentes, tais como adesivos, aglutinantes de estireno - butadieno, látex, em geral, borracha, acrilatos de vinila, poli-isopreno, polibutadieno, termorreversíveis, etc

[00054] Opcionalmente, os aditivos podem ser adicionados à amostra de meio aquoso contendo pez negro a ser tratada. Estes podem incluir agentes para ajuste de pH, etc.

Etapa b) : Fornecer um carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado

[00055] De acordo com a etapa b) do processo da presente invenção, um carbonato de cálcio moído e/ou de um carbonato de cálcio precipitado é fornecido.

[00056] Carbonato de cálcio moído (ou natural) (GCC) é entendido como uma forma natural de carbonato de cálcio, extraído de rochas sedimentares, como calcário ou giz, ou rochas de mármore metamórficas. O carbonato de cálcio é conhecido por existir como três tipos de polimorfos de cristal: calcita, aragonita e vaterita. A calcita, o polimorfo cristalino mais comum, é considerada ser a forma cristalina mais estável do carbonato de cálcio. Menos comum é aragonita, que tem uma estrutura cristalina ortorrômbica de agulha discreta ou agrupada. Vaterita é o mais raro polimorfo de carbonato de cálcio e é geralmente instável. Carbonato de cálcio moído é quase exclusivamente do polimorfo calcítico, que se diz ser trigonal - romboédrico e representa o mais estável dos polimorfos de carbonato de cálcio.

[00057] De preferência, a fonte de carbonato de cálcio moído é selecionada a partir do grupo que compreende mármore, greda, calcita, dolomita, pedra calcária e as misturas dos mesmos. Em uma forma de realização preferida, a fonte de carbonato de cálcio moído é a calcita.

[00058] O termo “fonte” de carbonato de cálcio no sentido do presente pedido se refere ao material mineral que ocorre naturalmente a partir dos quais o carbonato de cálcio é obtido. A fonte de carbonato de cálcio pode ainda compreender componentes que ocorrem naturalmente, tais como carbonato de magnésio, alumino- silicato, etc.

[00059] Adicionalmente ou em alternativa, um carbonato de cálcio precipitado (PCC) é fornecido. Polimorfos de carbonato de cálcio do tipo PCC incluem frequentemente, alem de calcita, polimorfos menos estáveis do tipo aragonítico que tem uma forma de cristal acicular ortorrômbica, e do tipo vaterítico hexagonais, que tem uma estabilidade ainda mais baixa do que a aragonita. As diferentes formas do PCC podem ser identificadas de acordo com seus picos característicos de difração de raios X em pó (DRX). Sintese de PCC mais vulgarmente ocorre por uma reação de precipitação de síntese, que incluí uma etapa de contato de dióxido de carbono com uma solução de hidróxido de cálcio, sendo o último mais frequentemente provido na formação de uma suspensão aquosa de óxido de cálcio, também conhecida como cal apagada, e a suspensão da qual é vulgarmente conhecida como leite de cal. Dependendo das condições de reação, este PCC pode aparecer em diversas formas, incluindo polimorfos tanto estáveis quanto instáveis. Com efeito, PCC constitui frequentemente um material de carbonato de cálcio termodinamicamente instável. Quando referido no contexto da presente invenção, CCP serão entendidos como os produtos de carbonato de cálcio sintéticos obtidos por carbonatação de uma pasta fluida de hidróxido de cálcio, vulgarmente designado na técnica como uma pasta fluida de cal ou leite de cal quando derivado de partículas de óxido de cálcio finamente divididas em água.

[00060] Carbonato de cálcio sintético preterido é carbonato de cálcio precipitado, compreendendo formas cristalinas mineralógicas aragoníticas, vateríticas ou calcificas ou as misturas das mesmas.

[00061] Em uma forma de realização preferida, um carbonato de cálcio moído é fornecido.

[00062] Em uma forma de realização especialmente preferida, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado fornecido na etapa b) do presente processo nào é um carbonato de cálcio moído reagido na superfície e/ou carbonato de cálcio precipitado reagido na superfície. Em particular, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado fornecido na etapa b), no sentido da presente invenção, não foi tratado com um ácido e com dióxido de carbono antes da etapa d) do presente processo. Além disso, é preferível que o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado tenha um valor d50 de diâmetro de partícula médio ponderal de 0,1 a 50 μm, de preferência de 0,1 a 25 μm, mais de preferência de 0,1 a 15 μm e mais de preferência de 0,5 a 5 μm, medido de acordo com o método de sedimentação. Por exemplo, as partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado possuem um valor d50 de diâmetro de partícula médio ponderal de 1,5 μm.

[00063] As partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitados possuem de preferência uma área de superfície especifica de 0,5 m2/g a 25 m2/g, de preferência de 0,5 m2/g a 15 m2/g, e mais de preferência 1 m2/g a 11 m2/g, medido utilizando nitrogênio e o método BET. Por exemplo, as partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado tem uma área de superfície especifica de 3,5 m2/g a 4 m2/g. Alternativamente, as partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado tem uma área de superficie especifica de 1,0 m2/g a 1,5 m2/g. Alternativamente, as partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado tem uma área de superfície específica de 10 m2/g a 10,5 m2/g.

[00064] Em uma forma de realização preferida, as partículas de carbonato de cálcio moído natural e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado têm uma área de superfície especifica na faixa de 0,5 m2/g a 25 m2/g e um valor d50 de diâmetro de partícula médio ponderal dentro da faixa de 0,1 a 50 μm. Mais de preferência, a área de superficie específica está dentro da faixa de 0,5 m2/g a 15 m2/g e o valor d50 de diâmetro de partícula médio ponderal está dentro da faixa de 0,1 a 25 μm. Ainda mais de preferência, a área de superficie específica está dentro da faixa de 0,5 m2/g a 15 m2 /g e o diâmetro médio de partícula ponderal está dentro da faixa de 0,1 a 15 μm. Mais de preferência, a área de superficie específica está dentro da faixa de 1 m2/g a 11 m2/g e o valor d50 de diâmetro de partícula médio ponderal está dentro da faixa de 0,5 a 5 μm. Por exemplo, as partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado tem uma área de superficie específica na faixa de 3,5 m2/g a 4 m2/g e um valor d50 de diâmetro de partícula médio ponderal de 1,5 μm. Alternativamente, as partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado tem uma área de superfície específica dentro da faixa de 10 m2/g a 10,5 m2/g e um valor d50 de diâmetro de partícula médio ponderal de 0,6 μm.

[00065] Em uma forma de realização especialmente preferida, as partículas de carbonato de cálcio moído são fornecidas com uma área de superficie especifica na faixa de 3,5 m2/g até 4 m2/g e um valor d50 de diâmetro médio de partícula ponderal de 1,5 pm. Em outra forma de realização especialmente preferida, as partículas de carbonato de cálcio moído são fornecidas com uma área de superficie especifica dentro da faixa de 10 m2/g a 10,5 m2/g e um valor d50 de diâmetro médio de partícula ponderal de 0,6 μm.

[00066] Em uma forma de realização preferida, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é fornecido sob a forma de um pó.

[00067] O termo ‘'pó” tal como usado na presente invenção, abrange pós minerais sólidos de pelo menos 90 % em peso de matéria mineral inorgânica, com base no peso total do pó, em que as partículas de pó possuem um valor d50 de diâmetro de partícula médio ponderal de 50 μm ou menos, de preferência menos do que 25 μm, e mais de preferência de menos do que 15 μm, mais de preferência entre 0,5 μm e 5,0 μm, medido de acordo com o método de sedimentação.

[00068] Alternativamente ou adicionalmente, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é fornecido sob a forma de pasta fluida.

[00069] A “pasta fluida” na acepção da presente invenção é uma suspensão que contém os sólidos insolúveis em água e água e opcionalmente outros aditivos. As suspensões normalmente contêm grandes quantidades de sólidos e são mais viscosas e geralmente de maior densidade que o líquido a partir do qual elas são formadas. Admite-se na técnica que o termo geral “dispersão” inter alia abrange “suspensões” como um tipo específico de dispersão.

[00070] A fim de obter partículas de carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado das respectivas dimensões, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado pode ser submetido a um processo de trituração, antes do tratamento com um agente de hidrofobizaçâo acordo com a etapa d) do processo da presente invenção. A etapa de moagem pode ser realizada com qualquer dispositivo de moagem convencional, tal como um moinho de moagem conhecido pela pessoa versada na técnica.

[00071] Tal etapa de moagem pode requerer uma secagem do carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado, obtendo-se assim o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado sob a forma de um pó.

[00072] O termo “seco” é entendido referir-se a partículas de carbonato de cálcio moído e/ou de partículas de carbonato de cálcio precipitado com um teor de umidade de superfície total de menos de 0,5 % em peso, de preferência menos do que 0,2 % em peso e maís de preferência menos do que 0,1 % em peso, com base no peso total das partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitados.

Etapa c) : Fornecer um agente de hidrofobização

[00073] De acordo com a etapa c) do processo da presente invenção, um agente de hidrofobização selecionado a partir de um ácido carboxílico alifático possuindo entre 5 e 24 átomos de carbono é fornecido.

[00074] O ácido carboxílico alifático, na acepção da presente invenção pode ser selecionado a partir de um ou mais de ácidos carboxílicos alicíclicos e/ou insaturados, saturados, de cadeia linear, de cadeia ramificada. De preferência, o ácido carboxílico alifático é um ácido monocarboxílico, ou seja, o ácido carboxílico alifático é caracterizado em que um único grupo carboxila está presente. O referido grupo carboxila é colocado no fim do esqueleto de carbono.

[00075] Em uma forma de realização preferida, o agente de hidrofobização é selecionado a partir de ácidos carboxílicos saturados não ramificados, isto é, o agente de hidrofobização é de preferência selecionado a partir do grupo de ácidos carboxílicos consistindo de ácido pentanóico, ácido hexanóico, ácido heptanoico, ácido octanóico, ácido nonanóico, decanoico, ácido undecanóico, ácido láurico, ácido tridecanóico, ácido mirístico, ácido pentadecanóico, ácido palmítico, ácido heptadecanóico, ácido esteárico, ácido nonadecanóico, ácido araquídico, ácido heneicosílico, ácido beênico, ácido tricosílico, ácido lignocérico e as misturas dos mesmos.

[00076] Em outra forma de realização preferida, o agente de hidrofobização é selecionado a partir do grupo que consiste de ácido octanóico, ácido decanoico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido araquídico e as misturas dos mesmos. De preferência, o agente de hidrofobização é selecionado a partir do grupo que consiste de ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico e as misturas dos mesmos.

[00077] Em uma forma de realização especialmente preferida, o agente de hidrofobização é ácido esteárico.

[00078] Em uma forma de realização preferida, o agente de hidrofobização compreende uma mistura de pelo menos dois ácidos carboxílicos alifáticos que possuam entre 5 e 24 átomos de carbono.

[00079] De preferência, uma mistura de dois ácidos carboxílicos com entre 5 e 24 átomos de carbono é fornecida, com a condição de que um ácido carboxílico alifático é o ácido esteárico.

[00080] Em uma forma de realização ainda mais preferida, o um ácido carboxílico alifático é a partir de um ácido e o outro é selecionado a partir do grupo que consiste de ácido octanóico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido araquídico, ácido beênico e ácido lignocérico.

[00081] Se o agente de hidrofobização de acordo com a presente invenção compreende uma mistura de dois ácidos carboxílicos alifáticos que possuam entre 5 e 24 átomos de carbono, a razão molar de ácido esteárico e o segundo ácido carboxílico alifático é de 99 : 1 a 1 ; 99, mais de preferência de 50 : 1 a 1 : 50, ainda mais de preferência de 25 : 1 a 1 : 25 e mais de preferência de 10 : 1 a 1 : 10. Em uma forma de realização especialmente preferida da presente invenção, a razão molar de ácido esteárico e o segundo ácido carboxílico alifático é de 90 : 1 a 1 : 1, mais de preferência de 90 : 1 a 10:1 e mais de preferência de 90 : 1 a 50 : 1. Em outra forma de realização preferida, a razão molar de ácido esteárico e o segundo ácido carboxílico alifático é de 1 : 1.

[00082] Se o agente de hidrofobização de acordo com a presente invenção compreende uma mistura de dois ácidos carboxílicos alifáticos que possuam entre 5 e 24 átomos de carbono, o agente de hidrofobização compreende, de preferência uma mistura de ácido esteárico e ácido mirístico. Em outra forma de realização preferida, o agente de hidrofobização compreende uma mistura de ácido esteárico e ácido palmítico. Em ainda outra forma de realização preferida, o agente de hidrofobização compreende uma mistura de ácido esteárico e ácido araquídico. Em ainda outra forma de realização preferida, o agente de hidrofobização compreende uma mistura de ácido esteárico e ácido beênico. Em outra forma de realização preferida, o agente de hidrofobização compreende uma mistura de ácido esteárico e ácido lignocérico. Em ainda outra forma de realização preferida, o agente de hidrofobização compreende uma mistura de ácido esteárico e ácido octanóico.

[00083] O agente de hidrofobização é de preferência fornecido sob a forma de flocos do respectivo ácido carboxílico alifático. Adicionalmente ou alternativamente, o agente de hidrofobização é fornecido em um solvente, isto é, o agente de hidrofobização está em um estado dissolvido. O '"estado dissolvido” no sentido da presente invenção é definido como o estado em que o agente de hidrofobização e o solvente formam uma fase homogênea.

[00084] De preferência, o solvente é escolhido a partir dos grupos de álcool, cetonas, carboxil ésteres, éteres, alcanos ou aril compostos. Os solventes têm um ponto de fusão de preferência entre -90°C a 0°C. Por exemplo, o etanol, a acetona ou o tolueno pode ser escolhido.

[00085] Em uma forma de realização preferida, o agente de hidrofobização é fornecido no estado líquido ou fendido do respectivo ácido carboxílico alifático, por exemplo, se o ácido carboxílico alifático for um sólido à temperatura ambiente, o agente de hidrofobização é aquecido até uma temperatura de tal modo que a forma líquida de ácido carboxílico alifático é obtida.

[00086] De preferência, o agente de hidrofobização é aquecido até uma temperatura de pelo menos 50°C, de preferência de pelo menos 75°C, mais de preferência de entre 50°C e 120°C e mais de preferência de entre 70°C e 100°C. Por exemplo, o agente de hidrofobização é aquecido até uma temperatura de 80°C.

Etapa d) : Contactar o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado com o agente de hidrofobização

[00087] De acordo com a etapa d) do processo da presente invenção, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) é posto em contato com o agente de hidrofobização da etapa c) para a obtenção de um carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou um carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado.

[00088] No processo da presente invenção, o contato de um carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado com o agente de hidrofobização é realizado, de preferência, misturando o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado com o agente de hidrofobização. "Mistura" no sentido da presente invenção pode ser efetuada por qualquer processo de mistura convencional conhecida para a pessoa versada na técnica. De preferência, a mistura é realizada sob agitação contínua, a fim de contactar uniformemente as partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado da etapa b) com o agente de hidrofobização da etapa c),

[00089] Em uma forma de realização preferida, o contato da etapa d) é realizado em que tanto o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) quanto o agente de hidrofobização da etapa c) é proporcionado em um solvente. Isto quer dizer, tanto o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) é fornecido na forma de pasta fluida quanto o agente de hidrofobização da etapa c) é dissolvido em um solvente. Por exemplo, se o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) é fornecido na forma de pasta fluida, o agente de hidrofobização da etapa c) é fornecido na forma de flocos ou o agente de hidrofobização da etapa c) é fornecido no estado líquido ou fundido. Alternativamente, se o agente de hidrofobização da etapa c) é fornecido em um solvente, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) é fornecido na forma de um pó.

[00090] Em uma forma de realização preferida, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) é fornecido na forma de pasta fluida e o agente de hidrofobização da etapa c) é fornecido no estado fundido. Em uma forma de realização preferida, a pasta fluida de carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é pré-aquecida.

[00091] Em outra forma de realização preferida, o contato da etapa d) pode ser realizado por contato ambos o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) e o agente de hidrofobização da etapa c) (i), no estado seco, ou (ii) em um solvente.

[00092] Por exemplo, se o contato da etapa d) é realizado em um solvente, então o agente de hidrofobização da etapa c) deve estar no estado dissolvido no solvente, enquanto que o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) é fornecido na forma de pasta fluida. Em uma forma de realização preferida, a pasta fluida de carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é pré-aquecida.

[00093] Em alternativa, o contato da etapa d) é realizado por contato do carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) e o agente de hidrofobização da etapa c) no estado seco. Por exemplo, o contato da etapa d) é realizado em que o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) é fornecido na forma de um pó e o agente de hidrofobização da etapa c) é fornecido na forma de flocos ou o agente de hidrofobização da etapa c) é fornecido no estado líquido ou fundido. Em uma forma de realização preferida, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) é fornecido na forma de um pó e o agente de hidrofobização da etapa c) é fornecido no estado fundido.

[00094] Em uma forma de realização preferida do presente processo, o contato do carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado com o agente de hidrofobização é realizado em temperatura elevada, tal que o agente de hidrofobização está no estado líquido ou fundido,

[00095] O estado “líquido", ou “ fundido “ no sentido da presente invenção é definido como o estado em que o agente de hidrofobização é totalmente líquido, em outras palavras, é totalmente fundido. Considerando que o fenômeno da fusão ocorre a uma temperatura constante na aplicação de energia, uma substância é classificada como sendo fundida a partir do momento seguinte à fusão quando a temperatura começa a subir, como se observa em uma curva plotando temperatura versus entrada de energia obtida por calorimetria por varredura dinâmica, DSC, (DIN 51005 : 1983-11).

[00096] De preferência, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é posto em contato com o agente de hidrofobização a uma temperatura de pelo menos 50°C, de preferência pelo menos 75°C, mais de preferência entre 50°C e 120°C e mais de preferência entre 70°C e 100°C. Em uma forma de realização preferida, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é posto em contato com o agente de hidrofobização a uma temperatura de 80°C. Em uma forma de realização especialmente preferida, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é posto em contato com o agente de hidrofobização a uma temperatura constante.

[00097] Por exemplo, se o ácido esteárico é usado como o agente de hidrofobização, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é de preferência posto em contato com o agente de hidrofobização a uma temperatura de pelo menos 70°C e mais de preferência a uma temperatura de 80°C. Se o ácido octanóico ou o ácido mirístico é usado como o agente de hidrofobização, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é de preferência posto em contato com o agente de hidrofobizaçao a uma temperatura de pelo menos 55°C e mais de preferência a uma temperatura de 65°C. Se o ácido palmítico é usado como o agente de hidrofobizaçao, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é de preferência posto em contato com o agente de hidrofobizaçao a uma temperatura de pelo menos 65˚C e mais de preferência a uma temperatura de 75°C. Se o ácido araquídico é usado como o agente de hidrofobização, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é de preferência posto em contato com o agente de hidrofobização a uma temperatura de pelo menos 75°C e mais de preferência a uma temperatura de 85˚C. Se o ácido beênico é usado como o agente de hidrofobização, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é de preferência posto em contato com o agente de hidrofobização a uma temperatura de pelo menos 80°C e mais de preferência a uma temperatura de 90°C. Se o ácido lignocérico é usado como o agente de hidrofobização, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é de preferência posto em contato com o agente de hidrofobização a uma temperatura de pelo menos 85°C e mais de preferência a uma temperatura de 95°C.

[00098] Em uma forma de realização preferida, o carbonato de cálcio moído hidrofobizado é preparado por contato de carbonato de cálcio moído com ácido esteárico a uma temperatura de 80°C.

[00099] Em outra forma de realização preferida, o carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado é preparado por contato de carbonato de cálcio precipitado com ácido esteárico a uma temperatura de 80°C.

[000100] Em outra forma de realização preferida, o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é pré-aquecido, isto é, o pó ou pasta fluida de carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é agitado durante um período de tempo suficiente a uma temperatura elevada, a fim de assegurar uma distribuição uniforme de calor no interior das partículas ou na pasta fluida.

[000101] De preferência, o pré-aquecimento das partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado é realizado sob agitação contínua a uma temperatura elevada. Em uma forma de realização preferida, o pré-aquecimento do carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é realizado sob agitação contínua a uma temperatura constante de pelo menos 50°C, de preferência de pelo menos 75°C, mais de preferência de entre 50°C e 120°C e mais de preferência de entre 70°C e 100°C. Em outra forma de realização preferida, o pré-aquecimento do carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é realizado sob agitação contínua a uma temperatura constante de 80°C

[000102] No caso do carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é pré-aquecido, o pré-aquecimento é de preferência realizado durante um período de tempo de pelo menos 30 s, com maior preferência de pelo menos 90 s, e mais de preferência de pelo menos 120 s. Em uma forma de realização preferida, o pré-aquecimento é realizado por um período de tempo compreendido entre 1 min e 5 min, de preferência entre 1 min e 4 min e com maior preferência entre 2 minutos e 3 minutos, por exemplo, durante 2,5 min. Por exemplo, o pré-aquecimento do carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é realizado sob agitação contínua, a uma temperatura constante de 80°C durante um periodo de tempo de 2,5 minutos.

[000103] Após o agente de hidrolobização ter sido adicionado ao carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado, a combinação de agente de hidrofobizaçâo e carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é de preferência posta em contato por mistura durante um período de tempo suficiente a uma temperatura elevada, a fim de assegurar uma distribuição uniforme do agente de hidrofobizaçào sobre a superficie das partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado. Em uma forma de realização preferida, a combinação de agente de hidrofobizaçào e carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é misturada a uma temperatura de pelo menos 50°C, de preferência de pelo menos 75°C, mais de preferência de entre 50°C e 120°C e mais de preferência de entre 70°C e 100°C. Por exemplo, a combinação de agente de hidrofobizaçào e carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é misturada a uma temperatura de 80°C.

[000104] A mistura da combinação de agente de hidrofobizaçào e carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado a uma temperatura elevada é, de preferência realizada por um período de tempo de pelo menos 1 minuto, mais de preferência de, pelo menos, 2 minutos e mais de preferência de pelo menos 4 min.

[000105] A mistura da combinação de agente de hidrofobizaçào e carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado a uma temperatura elevada é realizada em um ou mais intervalos. O termo “um intervalo”, tal como aqui utilizado, se refere a uma mistura contínua da combinação a temperatura elevada durante um período de tempo definido. O termo “mais intervalos de” se refere a uma mistura descontínua da combinação a temperatura elevada durante um período de tempo definido, em que a mistura é interrompida por pelo menos uma vez.

[000106] Em uma forma de realização preferida, a mistura da combinação de agente de hidrofobizaçào e carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado a uma temperatura elevada é realizada em um intervalo. Por exemplo, a combinação de agente de hidrofobização e carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é continuamente misturada por um período de tempo compreendido entre 1 min e 10 min, de preferência entre 2 minutos e 8 minutos e mais de preferência entre 4 e 6 minutos, por exemplo, durante 5 min, Por exemplo, o contato da combinação de agente de hidrofobização e carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é realizado sob agitação contínua, a uma temperatura de 80°C durante um periodo de tempo de 5 min.

[000107] No caso de a mistura da combinação de agente de hidrofobização e carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado a uma temperatura elevada ser realizada em mais do que um intervalo de tempo, a mistura é realizada de preferência em dois intervalos. Em uma forma de realização preferida, a mistura da combinação de agente de hidrofobização e carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado a uma temperatura elevada é realizada em dois intervalos iguais, ou seja, os intervalos são aproximadamente iguais em tempo. Por exemplo, a mistura da combinação de agente de hidrofobização e carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado a uma temperatura elevada é realizada a cada intervalo que tem um comprimento igual de entre 1 min e 5 min, de preferência entre 1 min e 4 min e mais de preferência entre 2 minutos e 3 minutos, por exemplo, 2,5 min.

[000108] Em outra forma de realização preferida, a mistura da combinação de agente de hidrofobização e carbonato de cálcio moído a temperatura elevada é realizada em dois intervalos desiguais, ou seja, os intervalos são desiguais em tempo. Por exemplo, a mistura da combinação de agente de hidrofobização e carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado a uma temperatura elevada é realizada a cada intervalo que tem um comprimento de entre 1 min e 5 min, de preferência entre 1 min e 4 min e mais de preferência entre 2 minutos e 3 minutos.

[000109] O grau de hidrofobização (X) pode ser ajustado pela percentagem de área de superfície especifica disponível coberta por um revestimento que consiste no agente de hidrofobização e nos produtos de reação do mesmo. O grau de hidrofobização (X) pode ser calculado com a seguinte equação. 1 :
X = δmExp/(MFA * As * nA) [1]

[000110] em que

[000111] X: grau de hidrofobização

[000112] δmExp : perda de massa experimental em TGA entre 150°C e 400°C

[000113] MFA : A massa molecular do ácido carboxílico

[000114] AS : Área de superfície específica das partículas de carbonato de cálcio moído e/ou a partículas de carbonato de cálcio precipitado

[000115] nA : moléculas de ácido carboxílico necessárias para cobrir 1 m2 da partícula de carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado. Geralmente 6 μmοl * m -2 para ácidos carboxílicos.

[000116] De preferência, o grau de hidrofobização é ajustado para um valor ainda permitindo a formação de uma suspensão das partículas de carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado no meio aquoso a ser tratado de acordo com um razoável grau de agitação. Flotação do carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado na superfície da água mesmo sob um grau razoável de agitação deve ser evitada.

[000117] O termo “produtos de reação” no sentido da presente invenção se refere aos produtos normalmente obtidos por contato de um carbonato de cálcio moído e/ou de um carbonato de cálcio precipitado com um agente de hidrofobização selecionado a partir de um ácido carboxílico alifático possuindo entre 5 e 24 átomos de carbono. Os referidos produtos de reação são de preferência formados entre o agente de hidrofobização aplicado e moléculas localizadas na superfície do carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado.

[000118] Em particular, menos do que 20 % da área de superficie específica das partículas de carbonato de cálcio moído e/ou das partículas de carbonato de cálcio precipitados obtidas na etapa d) é coberto por um revestimento que consiste no agente de hidrofobização e nos produtos da reação dos mesmos. Em uma forma de realização preferida, entre 10 % e 19 % da área de superficie específica das partículas de carbonato de cálcio moído e/ou das partículas de carbonato de cálcio precipitados obtidas na etapa d) é coberto por um revestimento que consiste no agente de hidrofobização e nos produtos de reação do mesmo, de preferência entre 13 % e 17 % da área de superficie especifica. Por exemplo, 15 % da área de superficie específica das partículas de carbonato de cálcio moído e/ou das partículas de carbonato de cálcio precipitado é coberto por um revestimento que consiste no agente de hidrofobização e nos produtos de reação do mesmo. Em uma forma de realização especialmente preferida, de 15% da área de superfície específica das partículas de carbonato de cálcio moído e/ou das partículas de carbonato de cálcio precipitado é coberto por um revestimento que consiste de ácido esteárico e dos produtos de reação do mesmo.

[000119] O carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado assim obtido pode vantajosamente ser implementado no processo da etapa e) do presente pedido de patente para a redução de pez negro em um meio aquoso gerado em um processo de fabricação de papel ou de polpa.

Etapa e) : Contactar o meio aquoso com o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado

[000120] De acordo com a etapa e) do processo da presente invenção, o meio aquoso contendo pez negro fornecido na etapa a) é posto em contato com o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado obtido na etapa d).

[000121] No processo da presente invenção, o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado pode ser posto em contato com o meio aquoso que contém pez negro mediante qualquer meio de alimentação convencional conhecido para a pessoa versada na técnica.

[000122] O carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado pode ser adicionado ao meio aquoso a ser tratado por qualquer forma adequada, por exemplo, sob a forma de grânulos ou de um pó ou sob a forma de uma torta. De preferência, o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado está na forma de pó e/ou na forma de grânulos. Em uma forma de realização preferida, o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado está na forma de pó, antes de ser posto em contato com o meio aquoso a ser tratado. Alternativamente, o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado pode ser adicionado ao meio aquoso a ser purificado como uma suspensão aquosa, por exemplo, sob a forma de pasta fluida.

[000123] A “suspensão" no sentido da presente invenção compreende os sólidos insolúveis, isto é, carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado, e água e, opcionalmente, outros aditivos. Suspensões normalmente contêm grandes quantidades de sólidos e são mais viscosas e geralmente de maior densidade que o líquido a partir do qual elas são formadas. Admite-se na técnica que o termo geral “dispersão” inter alia abrange “suspensões” como um tipo específico de dispersão.

[000124] Em um processo preferido da presente invenção, o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado é suspenso em água antes de ser posto em contato com o meio aquoso a ser tratado. De preferência, a suspensão possui um teor de carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado dentro da faixa de 1 % em peso a 80 % em peso, mais de preferência 3 % em peso a 60 % em peso, e ainda mais de preferência de 5 % em peso a 40 % em peso, com base no peso da suspensão.

[000125] O carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado pode ser mantido em suspensão, opcionalmente ainda estabilizado por um dispersante. Dispersantes convencionais conhecidos da pessoa versada na técnica podem ser utilizados. Um dispersante preferido é o ácido poliacrílico.

[000126] Dentro do contexto da presente invenção, é também possível proporcionar uma fase imóvel, por exemplo, sob a forma de uma torta ou camada, compreendendo o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado, o meio aquoso que atravessa a referida fase imóvel. Em uma forma de realização alternativa, o meio aquoso a ser purificado é passado através de um filtro permeável, compreendendo o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado, e, opcionalmente, talco e sendo capaz de reter por meio de exclusão de tamanhos, as impurezas sobre a superfície do filtro, o líquido é passado através, por gravidade e/ou sob vácuo e/ou sob pressão. Este processo é chamado de “filtração de superfície”.

[000127] Em outra técnica preferida conhecida como filtração de profundidade, um auxiliar de filtração composto por um número de passagens tortuosas de diâmetro e configuração variáveis retém as impurezas por forças moleculares e/ou elétricas adsorvendo as impurezas sobre o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado que está presente no interior das referidas passagens, e/ou por exclusão de tamanho, retendo as partículas de impurezas, se forem demasiado grandes para passar através de toda a espessura da camada do filtro.

[000128] De preferência, o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado está suspenso no meio aquoso contendo pez negro, por exemplo, por meio de agitação. A quantidade de carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado depende do tipo de pez negro ou espécies de pez negro a serem adsorvidas. De preferência, uma quantidade de 0,05 a 25 % em peso, mais de preferência de 0,25 a 10 % em peso e mais de preferência de 0,5 a 2 % em peso, com base no peso de fibras secas no forno (100°C). é adicionada. Alternativamente, a quantidade de carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado ser utilizada para o tratamento meio aquoso é de 0,05 a 20 % em peso, mais de preferência de 0,5 a 10 % em peso e ainda mais de preferência 0,1 a 5 % em peso, com base no peso total do meio aquoso a ser tratado.

[000129] Em uma forma de realização preferida, o pH do meio aquoso contendo pez negro é ajustado para um valor maior do que 6,0, mais de preferência maior do que 6,5 e ainda mais de preferência maior do que 7,0 antes da adição de carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado.

[000130] Em uma forma de realização preferida, o talco é adicionado ao meio aquoso contendo pez negro em adição com o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado.

[000131] Talcos, que são úteis na presente invenção são quaisquer talcos disponíveis comercialmente, tais como, por exemplo, talcos de Sotkamo (Finlândia), Three Springs (Austrália), Haicheng (China), dos Alpes (Alemanha), Florença (Itália), Tirol (Áustria), Shetland (Escócia), Transvaal (África do Sul), os Appalachians, Califórnia, Vermont e Texas (EUA).

[000132] Dependendo da origem do talco grosso, podem existir várias impurezas contidas nele tal como clorito, dolomita e magnesita, anfibólio, biotita, olivina, piroxeno, serpentina e quartzo.

[000133] Preferidos para a utilização na presente invenção são os talcos tendo um teor de talco puro de > 90 % em peso, por exemplo, > 95 % em peso ou > 97 % em peso e até > 100 % em peso.

[000134] As partículas de talco utilizadas na presente invenção podem ter um diâmetro das partículas médio ponderal d50, medido de acordo com o método de sedimentação, na faixa de 0,1 a 50 μm, por exemplo, de 0,2 a 40 μm, de preferência de 0,3 a 30 μm, mais de preferência de 0,4 a 20 μm, particularmente de 0,5 a 10 μm, por exemplo, de 1,4 ou 7 μm.

[000135] A área de superficie especifica do talco pode ser entre 3 e 100 m2/g, de preferência entre 7 m2/g e 80 m2/g, mais de preferência entre 9 m2/g e 60 m2/g, por exemplo, 51 m2/g, especialmente entre 10 e 50 m2/g, por exemplo de 30 m2/g, medido utilizando nitrogênio e o BET.

[000136] O talco pode ser utilizado em forma de pó. Como alternativa, ele pode ser mantido em suspenso, opcionalmente, estabilizado ainda por um dispersante. Dispersantes convencionais conhecidos da pessoa versada nã técnica podem ser utilizados. O dispersante pode ser aniônico ou catiônico.

[000137] De preferência, o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado e o talco são misturados, de preferência sob a forma de pó, antes de ser posto em contato com o meio aquoso que contém pez negro a ser tratado. Mistura pode ser conseguida por quaisquer meios convencionais conhecidos das pessoas versadas na técnica.

[000138] Alternativamente, o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado e o talco podem ser adicionados ao meio aquoso contendo pez negro em etapas separadas.

[000139] De preferência, o talco é suspenso juntamente com o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado no meio aquoso contendo pez negro, por exemplo, por meio de agitação, A quantidade de talco depende do tipo de pez negro ou espécies contaminantes a serem adsorvidas. De preferência, uma quantidade de 0,05 a 25 % em peso, mais de preferência de 0,25 a 10 % em peso e mais de preferência de 0,5 a 2 % em peso, com base no peso de fibras secas no forno (100°C) é adicionada. Alternativamente, a quantidade de talco de ser utilizada para o tratamento de água é de 0,05 a 20 % em peso, mais de preferência de 0,5 a 10 % em peso e ainda mais de preferência 0,1 a 5 % em peso, com base no peso total do meio aquoso contendo pez negro a ser tratado.

[000140] Após o processo de adsorção ser completado os compostos de carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado, pez negro, e talco, opcionalmente, podem ser separados do meio aquoso por meios de separação convencionais conhecidos da pessoa versada na técnica, tais como a sedimentação e filtração.

[000141] O meio aquoso obtido na etapa e) do presente processo contém uma quantidade de pez negro que é menor do que a quantidade de pez negro contido em um meio aquoso, assim obtido pelo mesmo processo mas sem entrar em contato com o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado. Em uma forma de realização preferida, o meio aquoso obtido na etapa e) do presente processo contém uma quantidade de pez negro coloidal que é menor do que a quantidade de pez negro contido em um meio aquoso, assim obtido pelo mesmo processo mas sem contactar com o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado.

[000142] De preferência, o meio aquoso obtido na etapa d) contém uma quantidade de pez negro que é reduzida em pelo menos 20 % em peso, mais de preferência em pelo menos 50 % em peso e mais de preferência em pelo menos 75 % em peso, comparado com o meio aquoso contendo pez negro fornecido na etapa a).

[000143] De acordo com outro aspecto da presente invenção, um composto é fornecido compreendendo o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado, pez negro, e opcionalmente talco. No que diz respeito à definição do carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado. o pez negro, o taleo, e formas de realização preferidas do mesmo, faz-se referência às indicações fornecidas acima durante a discussão das etapas do processo a), b), c), d) e e).

[000144] O carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado da presente invenção tem sido mostrado a adsorver prontamente as espécies de pez negro no ambiente de fabricação de papel. Em particular, os meios aquosos obtidos pelo processo da presente invenção são caracterizados pelo fato de conterem uma quantidade consideravelmente reduzida de pez negro ou espécies de pez negro tais como pez negro coloidal. Papéis fabricados a partir destes meios aquosos são caracterizados pelo fato de que menos manchas são criadas no produto final. Como outra vantagem, o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado reduz a tendência para formar depósitos no equipamento de fabricação de papel.

[000145] Em vista dos resultados muito bons do carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado em reduzir pez negro em um meio aquoso gerado em processo de fabricação de papel ou de pasta, tal como definido acima, outro aspecto da presente invenção é o uso dos mesmos em um meio aquoso para reduzir a quantidade de pez negro no mesmo. De acordo com outro aspecto da presente invenção, um carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado é fornecido em que entre 10 % e 19 % da área de superfície específica do carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é coberto por um revestimento constituido por um ácido carboxílico alifático possuindo entre 5 e 24 átomos de carbono e os produtos de reação do mesmo. No que diz respeito à definição do carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado e formas de realização preferidas do mesmo, faz-se referência às indicações fornecidas acima na discussão das etapas do processo b), c), d) e e).

[000146] As seguintes figuras, exemplos e testes irão ilustrar a presente invenção, mas não pretendem limitar a invenção às formas de realização exemplificadas. Os exemplos seguintes mostram a eficácia do carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado para reduzir pez negro em um meio aquoso gerado em um processo de fabricação de papel ou de polpa de acordo com a presente invenção.

Descrição das figuras :

[000147] Figura 1 : ilustra a turbidez normalizada após o tratamento de minerais do filtrado de TMP. 100% corresponde a 349 NTU.

[000148] Figura 2 : ilustra a demanda química de oxigênio normalizada (COD), após o tratamento de minerais do filtrado de TMP. 100% corresponde a 3644 mg de O2/ dm3.

[000149] Figura 3 : ilustra a análise gravimétrica térmica do mineral após a adsorção. A fração de peso perdido foi registrada entre 200 e 1 000°C e é corrigida com a perda de peso do pó mineral correspondente.

[000150] Figura 4 : ilustra os valores normalizados da demanda química de oxigênio (COD), gravimetria e turbidez de um filtrado de TMP depois de uma experiência de adsorção com os pós minerais contra a cobertura da superficie dos pós minerais com ácido esteárico.

[000151] Figura 5 : ilustra a análise gravimétrica térmica da fase mineral, após as experiências de adsorção contra a cobertura da superfície dos pós minerais com ácido esteárico. A perda de peso dos pós minerais de partida (antes da adição ao filtrado de TMP) é subtraída (perda líquida).

[000152] Figura 6 : ilustra a hidrofobicidade dos pós minerais testados com a sua faixa de cobertura de ácido esteárico XSa, incluindo também a amostra de talco de área de superficie elevada (USA). Quanto maior for a área do lado direito da linha de maior a hidrofobia. A área sombreada reflete a situação para o talco.

[000153] Figura 7: ilustra a isoterma de adsorção com base em dados de turbidez para OMC -1nto tratado, carbonato de cálcio moído tratado (GCC) (15 % de cobertura de superfície) e HSA- talco.

[000154] Figura 8: ilustra o teor de extrativos de éter de petróleo do filtrado de TMP 4 antes e após adsorção. Os extrativos são divididos em grupos : ácidos graxos, ácidos de resina, lignanas, esteróis, esteríl ésteres, triglicerídeos e uma fração desconhecida.

[000155] Figura 9 : ilustra a composição relativa dos grupos de extrativos do filtrado de TMP antes e após adsorção.

[000156] Figura 10: ilustra o teor de carboidrato, ácido solúvel e ácido insolúvel nos filtrados de TMP antes e após adsorção.

EXEMPLOS A. Materiais e métodos 1. Polpa contendo de Pez Negro

[000157] Quatro ensaios separados são fornecidos usando TMP não branqueado que consistia em 70% de abeto, sendo o restante composto de abeto e uma pequena parte do pinheiro. Estas amostras de TMP foram coletadas em uma fábrica de papel na Suíça. O moinho utiliza 100 % de água fresca em sua instalação de TMP. A polpa umida fresca foi feita a partir do “aceito’' da tela a uma temperatura de 90°C, antes da etapa de branqueamento, O TMP foi deixado durante a noite para esfriar até a temperatura ambiente (RT). A TMP foi filtrada através de um filtro de tamanho de poro 2 μm (papel de filtro circular 602 EH). O filtrado foi verificado em um microscópio óptico (Olympus AX - 70) para a ausência de fibras e fibrilas, Os ensaios de adsorção foram realizados imediatamente depois da filtração. O pH dos filtrados foi, geralmente, entre 6,0 e 7,0. Ele foi ajustado com hidróxido de sódio a 0,1 M em um pH de 7,0 a 7,5. A titulação de pH da mobilidade eletroforética foi feito a fim de quantificar a estabilidade coloidal das gotas de resina de madeira. Isto foi feito em um Malvern ZetaSizer NS usando ácido clorídrico a 0,1 M e solução de hidróxido de sódio a 0,1 M. Além disso, a carga eletroquímica total foi determinada por titulação do filtrado de TMP com 0.0025 M de poli - D ADM CA [poli - (cloreto de alildimetil - amônio), usando um detector de fluxo de corrente (SCD) a partir de Miitek (PDC - 03). Além disso, o teor de íons foi quantificado por cromatografia iônica em um cromatógrafo de íon Dionex DX 120.

[000158] Após o ajuste do pH, o filtrado de TMP foi distribuído em frascos de vidro contendo cada um 200 cm3 de filtrado de TMP. A quantidade e tipo de mineral desejado foi adicionado quer como um pó ou disperso em água. Na maioria dos casos, a dosagem foi de 10 g/dm3 de mineral e, no caso da isotérmica a dosagem mineral foi variada entre 2,5 e 50,0 g/dm3. Para todas as amostras consecutivas de teste a mesma quantidade de água foi adicionada (usualmente 18 cm3). Os frascos foram equipados com uma barra de agitação magnética, fechados com uma tampa hermética e agitados em um agitador magnético durante 2 horas. Após este tempo, a barra de agitação magnética foi removida e as misturas experimentais centrifugadas (Jouan C 312 por IG Instruments) durante 15 minutos a 2600 g. Duas fases foram coletadas, uma fase líquida superior e uma fase contendo sedimento mineral inferior. Centrifugação do filtrado de TMP tratado não mostrou qualquer sedimento. No entanto, a sedimentação das dispersões minerais puras mostrou, em alguns casos as bolhas de ar com partículas minerais retidas.

[000159] A fase líquida superior foi analisada para a turbidez, por meio de uma sonda de turbidez MNT - S de modelo NOVASINA 155. O tamanho de partícula foi medido por espectroscopia de correlação de fótons em um Malvern ZetaSizer NS sem qualquer tratamento adicional ou diluição. Demanda química de oxigênio (DQO) foi medida usando um Lange CSB LCK 014, abrangendo uma faixa de 1000 a 10000 mg/dm3 com uma cuba LASA 1/Plus. 100 cm3 da fase líquida foi seca em um béquer de alumínio a 90°C durante 12 horas e pesou -se o resíduo para prover um resultado para o resíduo gravimétrico.

[000160] As propriedades das quatro amostras de TMP são resumidas na Tabela 1 a seguir. As faixas apresentadas baseiam-se no desvio padrão de três experiências independentes.

[1] NTU = unidade de turbidez nefelométrica

[000161] Em uma configuração de teste, a fase líquida superior também foi analisada pelo teor de extrativos da madeira e o teor de carboidratos. O teor de extrativos de madeira foi determinado por extração do filtrado de TMP com eter de petróleo (Saltsman et al. 1959, Estimation of tall oil in sulphate black liquor, Tappi, 42 (11), 873). A análise por GC- FID para a determinação do grupo dos extrativos de madeira foi realizada de acordo com o método de Örsa e Holmbom (Örsa et al, 1994, A convenient method for the determination of Wood extractives in papermaking process Waters and effluents; J. Pulp. Pap. Sci., 20 (12), 361). As amostras foram hidrolisadas com ácido sulfúrico a 121°C em uma autoclave de acordo com SCAN - CM 71 : 09. Os monossacarídeos solubilizados foram quantificados usando um cromatógrafo de íons acoplado a um detector amperométrico pulsado (IC -PAD). O resíduo insolúvel em ácido foi determinado gravimetricamente e o resíduo solúvel em ácido (lignina) foi medido através de espectrofotometria de UV a 205 nm e quantificado por meio de um coeficiente de absorção de 110 dm3/(gcm).

[000162] A fase que contém o mineral inferior sedimentado foi analisada por análise termo gravimétrica (TGA) no Mettler Toledo TGA/STDA 85. As amostras foram aquecidas de 20 a 1000°C com uma taxa de aquecimento de 20°C/min. A perda de peso foi registrada entre 200 e 1000°C.

2. Minerais

[000163] Vários pós minerais foram testados neste estudo. Por um lado, dois tipos de talcos Finnish foram usados como referências. Um é o talco comercialmente disponível, Finntalc P05 a partir de Mondo Minerals e o outro tipo de talco é derivado de Finntalc P05 com subsequente cominuição e deslaminação para gerar Finura, maior razão de aspecto e aumentada a área de superficie específica. (3 Finntalc P05 será rotulado como LSA (área de baixa superfície) talco e a qualidade deslaminada será marcado como talco de elevada área de superfície (HSA- talco) talco. As áreas superficiais específicas e os tamanhos de partículas dos diversos pós minerais são reportados na Tabela 2 a seguir.

[000164] A área de superfície especifica, o tamanho de partícula (d50) e a mobilidade eletroforética são determinados em solução de NaCl a 0,01 M como meio para a suspensão dos minerais investigados.

[000165] Por outro lado, os vários tipos de carbonato de cálcio moído foram testados. Um deles é comercialmente disponível como Omyacarb 10 (OMC - 10), outro como Omyacarb 1 (OMC - 1) e uma terceira qualidade foi produzida a partir de OMC - 1 pela moagem livre de produto químico para a obtenção de um carbonato de cálcio moído de área de superfície elevada (HSA - GCC) em comparação com OMC - 1 e OMC - 10, que ambos são carbonatos de cálcio moídos de área de superfície baixa. As amostras de carbonato de cálcio moído foram fornecidas pela Omya e originam de Avenza, Itália.

[000166] A área de superfície especifica foi medida por adsorção de nitrogênio em um Tristar Micromeritics com base no modelo de adsorção BET de acordo com a ISO 9277 utilizando nitrogênio, seguido de condicionamento da amostra por aquecimento a 250°C durante um período de 30 minutos. Antes de tais medições, a amostra é filtrada em um funil de Buchner, enxaguada com água deionizada e seca durante a noite a 90 a 100°C em um forno. Subsequentemente, a torta seca é completamente moída em um almofariz e o pó resultante colocado em um balanço de umidade a 130°C até um peso constante.

[000167] O diâmetro médio de partículas hidrodinâmicas esféricas equivalente ponderal (d50) foi medido sob sedimentação com um Micromeritics Sedigraph 5120. O método de sedimentação é uma análise do comportamento de sedimentação em um campo gravimétrico. O método e o aparelho são conhecidos da pessoa versada na técnica e são normalmente utilizados para determinar o tamanho de grãos de cargas e pigmentos. A medição é realizada em uma solução aquosa de 0,1 % em peso de Na4P2O7. As amostras foram dispersas utilizando um agitador de alta velocidade e supersônico.

3. Tratamento com ácido esteárico

[000168] O ácido esteárico foi de um grau de pureza alto da Sigma Aldrich. O pó de GCC foi introduzido no misturador MTT (Tipo M3/l,5) que foi aquecido a 80°C. O pó foi agitado durante um período de 2,5 minutos a 3000 rpm. O ácido esteárico foi adicionado ao pó pré-aquecido. A quantidade de ácido esteárico foi calculada de acordo com a Equação 1, tal como definida acima para obter um produto com um fator de expansão definido. A combinação foi novamente misturada durante 2,5 minutos a 3000 rpm. O misturador foi aberto, o pó manualmente misturado para garantir uma distribuição uniforme no misturador e fechado novamente por mais 2,5 minutos de tempo de mistura a 3000 rpm. Durante todo o procedimento, a temperatura do misturador foi mantida a 80°C.

[000169] Para o cálculo da cobertura de superfície, a Eq. 2 foi utilizada na qual o mSA é a massa de ácido esteárico (SA) que tem de ser adicionada para tratar l g de calcita com uma fração de cobertura de superfície de ácido esteárico XSA. Isto é calculado com a área de superfície específica do mineral σΜ obtida através de adsorção de nitrogênio, o peso molecular de ácido esteárico Mwsa, a constante de Avogadro NA e a área de superfície que é coberta por uma molécula de ácido esteárico Asa que é 0,26 nm2.

4. Teste de umectação semiquantitativo

[000170] Misturas de água e de etanol foram preparadas em razões de volume de 100 : 0, 90 : 10, 80 : 20, 70 : 30, 60 : 40, 50 : 50, 40 : 60, 30 : 70, 20 : 80, 10 : 90 e 0 : 100. 50 cm3 de cada uma das misturas foram colocadas em um copo de 100 cm3. Cerca de 0,5 a 1,0 g do pó em questão foi cuidadosamente colocado em cima do líquido, O comportamento de umectação foi quantificado pelo tempo necessário para que o pó fosse umedecido de acordo com o seguinte julgamento:

[000171] 0 → umectação imediata do pó (afunda dentro de 30 segundos)

[000172] 0,25 → em 5 minutos todo o pó é umedecido

[000173] 0,5 → depois de 5 minutos, mais de 50 % do pó é umedecido

[000174] 0,75 → após 5 minutos, menos de 25 % do pó é umedecido

[000175] 1 → o pó não é umedecido dentro de 5 minutos

B. Resultados 1. Cobertura da superficie com ácido esteárico e capacidade de adsorção de pez negro

[000176] Para a determinação do grau de cobertura da superfície com acido esteárico e da sua capacidade de adsorção de pez negro, várias amostras, ou seja, OMC - 10, OMC - 1 e de HSA - GCC, foram tratadas com 30 % e 60 % de ácido esteárico (com base na área de superfície) e foram estudadas para rastrear a influência do grau de tratamento do ácido esteárico e da área de superfície. Por razões de comparação, o carbonato de cálcio moído não tratado e talco de LSA também foram testados.

[000177] O filtrado de TMP utilizado foi amostra 1 (amostrada em Novembro de 2009), que foi analisado como descrito acima na Tabela 1. A mobilidade eletroforética das partículas do filtrado de TMP 1 verificou-se ser - 0,5 x 10-8 m2/(Vs). O EM permaneceu constante dentro da faixa de pH de 7 a 8 relevante.

[000178] Verificou-se que os produtos de carbonato de cálcio moído com 60 % da superfície coberta com o ácido esteárico não podem ser umedecidos pelo filtrado de TMP, resultando em espuma e fases indefinidas após centrifugação. Assim, nenhum resultado foi obtido para esses produtos. Mesmo com 30 % das amostras tratadas na superfície, a umectação foi um problema. Curiosamente, a umectação melhorou durante as experiências, sugerindo, assim, a adsorção dos compostos ativos de superfície a partir do filtrado de TMP.

[000179] A turbidez do filtrado de TMP foi claramente reduzida como resultado de adição de mineral (cf. Figura 1). Um aumento da área de superfície especifica (SSA) melhorou a eficiência de remoção de material coloidal. No caso do carbonato de cálcio moído com superfície coberta de 30%, a turbidez foi reduzida para 77 % do 349 NTU original com o OMC - 10, até 41% com o OMC - 1 e até 21% com a HSA- GCC. O tratamento com ácido esteárico aumentou a eficiência de adsorção do pez negro coloidal. Ambos os produtos de carbonato de cálcio moído com superfície tratada e com superfícies não tratadas reduziram a turbidez ainda mais eficientemente do que o talco LSA, que forneceu apenas uma redução de 50 %. A eficácia observada, no entanto, também pode ser causada por um processo de aglomeração de gotículas de resina de madeira. O tamanho das partículas antes e após adsorção em fase líquida foi ligeiramente diminuído.

[000180] Como a análise de tamanho na fase líquida não incluiu aglomerados que se sedimentaram durante a centrifugação, é também importante considerar outras análises, como COD (cf, Figura 2) ou TGA (cf. Figura 3 ). A análise de COD mostrou uma tendência um pouco diferente. Por outro lado, os valores para a OMC - 10, bem como, tanto o HSA - GCC tratado com ácido graxo quanto o HSA -CCG não tratado não mostrou valores significativamente diferentes. A única diferença foi observada para o OMC -1 para que, opostamente a turbidez, o carbonato de cálcio natural não tratado foi visto para ser mais eficiente. Uma possível explicação para estas observações contrárias pode ser que espécies diferentes são adsorvidas em pó de carbonato de cálcio moído tratado e não tratado. No caso dos pós de carbonato de cálcio moído tratado, os compostos adsorvíveis contribuem bastante para a turbidez e são, portanto, de natureza coloidal e, no caso do pó de carbonato de cálcio moído não tratado as espécies adsorvíveis é ao invés disso de natureza dissolvida, contribuindo de preferência para COD em vez de para turbidez. Além disso, o pó de talco mostra quase a mesma eficiência que os pós de carbonato de cálcio moído. A análise da fase de mineral após a experiência de adsorção confirmou novamente a análise de turbidez. A quantidade adsorvida na superfície do mineral aumentou com a área de superfície especifica. Carbonato de cálcio moído parcialmente hidrofobizado adsorveu um pouco mais material do que o carbonato de cálcio moído nativa, ou seja, carbonato de cálcio moído não tratado na superfície e não hidrofobizado. Ambos, carbonato de cálcio natural hidrofobizado e nativo adsorveram mais material do que o talco.

[000181] Além disso, verificou-se que o tratamento com o carbonato de cálcio moído aumentou claramente o pH entre 7,0 e 7,8. Além disso, a condutividade aumentou de 926 μS/cm a 980 μS/cm. Muito importante em circuitos de água do moinho de papel é a concentração de íons de cálcio. Os íons de cálcio podem ser um dos principais contribuintes para a aglomeração de pez negro. A concentração aumentou de 1,45 mM para 1.90 mM. A adição de talco não teve efeito sobre a concentração de íons de cálcio.

[000182] Deste modo, o tratamento da superfície de carbonato de cálcio moído com o ácido esteárico é benéfico para adsorção de pez negro, mas muito tratamento de superfície com ácido esteárico pode causar problemas de umectação.

2. O grau de cobertura da superfície com ácido esteárico

[000183] Buscou-se otimizar a quantidade de tratamento de superfície com ácido esteárico entre 0 e 30% de cobertura de superfície XSA. OMC - 1 foi usado para esta otimização. Mais uma vez o filuudo de TMP 1 foi utilizado. A mobilidade eletroforética (EM) das partículas no filtrado de TMP original é de - 0,8 x 10-8 m2/(Vs) e nenhuma mudança dramática da EM foi observada dentro da faixa de pH relevante (7 a 8) para este estudo.

[000184] Já durante o teste, foi observado que, com uma cobertura de superficie superior com ácido esteárico a imersão do pó no filtrado de TMP era mais difícil e, consequentemente, uma camada de espuma se formou. Esta fase indefinida claramente afetou a medição de turbidez (cf. Figura 4). Uma ótima na redução da turbidez foi obtida com uma cobertura de superfície de 15 %. A partir de medições gravimétricas e COD um não pode distinguir entre os diferentes graus de tratamento. A medição termogravimétrica (cf. Figura 5) também mostrou, a dosagem ótima como sendo de cerca de 15 %. Finalmente, o teste de hidrofobicidade semi - quantitativa (cf. Figura 6) revelou que a amostra com uma cobertura de superficie de cerca de 15 % tinha uma hidrofobicidade comparável à de talco.

3. Adsorção isotérmica

[000185] Para estudos suplementares, o produto de OMC - 1 com uma área de superficie específica de 3,9 m2/g, e uma cobertura da superfície com ácido esteárico de cerca de 15 % foi usado.

[000186] De modo a quantificar o efeito do tratamento com ácido esteárico, as isotermas de adsorção foram registradas para um OMC - 1 não tratado e um OMC - 1 com uma cobertura de superfície de cerca de 15 % em ácido esteárico. Como comparação, o talco de área de superfície elevada (talco HSA) também foi incluído. A isoterma foi gravada a 24°C. Para este trabalho, o filtrado de TMP 3 foi usado proporcionando uma mobilidade eletroforética das partículas de - 0,8 x 10-8 m2/(Vs). Dentro da faixa de pH de 7 a 8 a EM alterou apenas ligeiramente. As análises do filtrado de TMP antes das experiências de adsorção estão apresentadas na Tabela 1 acima.

[000187] Uma isoterma de adsorção apresenta o carregamento da fase de mineral em equilíbrio (Tcq turb) versus a concentração de equilíbrio na fase líquida (CEQ turb), tal como determinado pela turbidez, ou seja, neste caso, a turbidez era o parâmetro que continha a informação sobre o concentração de equilíbrio de colóides. A carga de espécies causando “turbidez''’ no mineral foi calculada com a seguinte Equação 3, subtraindo a concentração de equilíbrio na fase liquida (CEQ turb) da turbidez inicial antes da adsorção (c0turb).

[000188] A isoterma de adsorção de Langmuir é dada pela Equação 4 abaixo. Γ é a carga de adsorvido no adsorvente (mineral) em equilíbrio. ceq representa a concentração em massa do adsorvido em equilíbrio. A constante de Langmuir (KL) indicou que o pó de carbonato de cálcio moído não tratado tem uma maior afinidade (0,025 (NTU) -1) para o material coloidal que ο parcialmente hidrofobizado (0,013 (NTU)-1) (cf Tabela 3). o grau de HSA -talco teve a menor afinidade (0,007 (NTU) -1) com o menor Kl. A carga máxima Γmax aumenta a partir do OMC - 1 não tratado (25 NTU/g) para o OMC - 1 tratado (37 NTU/g), como pode ser obtida a partir da seguinte Tabela 3 e nã Figura 7.

[000189] Os parâmetros das isotennas de adsorção são baseados em mínimos quadrados não lineares (NLLS) ajustado para a equação de Langmuir (Eq. 4) realizada por TableCurve ® 2D.

[000190] As diferenças entre os parâmetros ajustados KL e ΓmaX são significativas. Como resultado da elevada área de superficie especifica do talco HSA (45 m2/g) a carga máxima de partículas coloidais no talco (212 NTU/g) foi proporcional mente superior, em relação à área de superfície especifica do OMC - 1, tendo apenas cerca de 4 m2/g.

4. Análise química

[000191] Para os testes de análise química e de aglomeração, filtrado de TMP 4 foi coletado que tinha uma mobilidade eletroforética das partículas no pH original de 7,2 de - 0,6 x 10-8 m2/(Vs). Novamente, o EM era estável na faixa de pH relevante de 7 a 8. As propriedades do filtrado de TMP 4 estão listadas na Tabela 1 acima.

[000192] A fim de cobrir as regiões relevantes das isotermas de adsorção, diferentes quantidades de mineral foram adicionadas ao filtrado de TMP. No caso de a HSA - talco, uma dosagem de talco de 0,4 g/dm3 foi fornecida para representar a região onde as substâncias dissolvidas e coloidais estão em excesso e uma dosagem de talco 4 g/dm3 para representar a região onde a superficie do talco está disponível em excesso. Devido ao fato da área da superfície especifica do pó de carbonato de cálcio moído ser muito inferior (cf. Tabela 2 acima), a adição de mineral foi aumentada para 8 e 40 g/dm3.

[000193] O teor de extrativos de éter de petróleo do filtrado de TMP 4 foi de 142 mg/dm3 , conforme descrito na Tabela 4 a seguir e na Figura 8. A Tabela 4 resume o teor de carboidratos, teor solúvel em ácido (lignina) e teor insolúvel em ácido do filtrado de TMP 4 como descrito abaixo.

[000194] O teor de extrativos de éter de petróleo do filtrado de TMP 4 é de cerca de 4 % do total do material no filtrado de TMP. Os principais constituintes dos extrativos foram triglicerídeos (44 %, triacilglicerídeos) seguido de ácidos de resina (23 %) e estéril ésteres (18 %). Ácidos graxos livres (6%), lignanas (2%) e esteróis (2%) foram ao invés uma fração menor. Os 5 % restantes são de origem desconhecida. Como se depreende da figura 5, a adição de 0,4 g/dm3 de HSA - talco reduziu o teor de extrativos de 120 mg/dm3 e a adição de 4 g/dm3 resultou em um teor de extrativos de 32 mg/dm3. A razão dos grupos extrativos foi em ambos os casos não afetada (ver Figura 9). A dosagem de 8 g/dm3 de OMC - 1 reduziu o teor de extrativos a 107 mg/dm3 e 40 g/dm3 a 28 mg/dm3, respectivamente. A razão dos grupos extrativos não foi afetada pela dosagem de mineral baixa, mas foi fortemente afetada pela dosagem de mineral alta. Um quadro semelhante foi observado para o OMC - 1 hidrofobizado (OMC - 1 “tratado"). A dosagem de mineral inferior levou a uma quantidade residual de extrativos de 73 mg/dnT e a dosagem de mineral superior a 23 mg/dm3, respectivamente.

[000195] Além disso, também a parte solúvel em água do filtrado de TMP foi analisada. Esta análise é dividida em três frações: i) carboidratos, ii) solúvel em ácido (lignina) e iii) insolúvel em ácido (resina de madeira, sais, etc). A este respeito, é utilizado que apenas a lignina na fração solúvel em ácido tem o seu máximo de absorção a 280 nm na espectroscopia por UV. Assim, através da medição do espectro de UV pode-se determinar a lignina solúvel contida na fração solúvel em ácido. O filtrado de TMP 4 original contém 1052 mg/dm de carboidratos, 527 mg/dm3 de solúvel ácido (lignina) e 403 mg/dm3 de materiais insolúveis em ácido (cf. Figura 10, Tabela 4). O teor de carboidratos durante o tratamento com talco foi reduzido apenas ligeiramente (1034 mg/dm3 ) para a dose baixa de talco, mas observou-se uma grande redução do teor de carboidratos para a dosagem alta de talco (696 mg/dnT). O OMC- l tratado adsorveu apenas uma fração muito pequena dos carboidratos. 1024 mg/dnT para a dosagem baixa e 952 mg/dnr para a dosagem alta de OMC - 1, respectivamente, foram medidos. Também o OMC - 1 hidrofobizado adsorveu uma quantidade muito menor. Para ambas as dosagens de mineral, o teor de carboidratos foi de cerca de 980 mg/dm3 No caso da fração de solúvel em ácido (lignina), a redução após o tratamento com mineral era < 3 %, exceto para a HSA - talco com 4 g/dm3. Neste caso, o teor de lignina remanescente foi de 396 mg/dm3. A fração insolúvel em ácido, finalmente, variou proporcionalmente à redução de extrativos.

[000196] O pH das amostras aumentou como resultado da natureza alcalina dos pós de minerais. O pH para as dosagens mais baixas de minerais era entre 7,3 e 7,6 e para as dosagens mais elevadas era entre 7,7 e 7,8.

[000197] As razões calculadas entre material dissolvido e coloidal no filtrado de TMP 4 antes e após adsorção são dadas na Tabela 5 a seguir.

[000198] As razões da quantidade de extrativos e da quantidade de carboidratos, alem de lignina solúvel em ácido são calculadas semelhantes a Eq. 2. Pode ser visto na Tabela 5, que, no caso de dosagem elevada de talco (excesso de superficie de talco), a razão de dissolução de substâncias coloidais é claramente desviada para a fração dissolvida (4,4). Uma possível explicação pode ser que as gotículas de pez negro adsorvam em conjunto com a sua camada de carboidrato estabilizadora (dosagem de mineral baixa), assim, resulta em uma razão constante. Depois de se ter removido a maior parte da fração coloidal (dosagem alta de mineral) o talco adsorve também materiais dissolvidos como carboidratos, ligninas e constituintes da resina de madeira dissolvidos (ácidos de resina, etc), enquanto que o carbonato de cálcio moído não adsorve o material a partir da fração dissolvida. Também as isotermas de adsorção para as substâncias coloidais na forma da constante de Langmuir mostraram essas preferências de adsorção diferentes. Talco mostrou a menor afinidade para a fração coloidal e o GCC não tratado a maior afinidade. Curiosamente, a afinidade do GCC hidrofobizado foi intermediária.

[000199] Outra observação é que, em altas dosagens de carbonato de cálcio moído, uma quantidade substancial de ácidos de resina foi encontrada na fase aquosa. Uma possível explicação pode ser de que os ácidos de resina foram dissolvidos durante a experiência de adsorção. É bem sabido que cerca de 20 a 30 mg/dm3 são dissolvidos na faixa de pH 7 a 8. O pH após as experiências de adsorção foi medido como sendo 7,8 para as dosagens altas de mineral. Uma vez que o pH antes do procedimento de extração é acidificado, os ácidos de resina se tomam insolúveis novamente e serão medidos como uma parte dos extrativos.

[000200] Assim, a redução efetiva de material coloidal, ou seja, pez negro a partir da amostra é favorecida pelo carbonato de cálcio moído hidrofobizado, enquanto a captaçào de frações de carboidratos dissolvidos é favorecida pelo talco.

[000201] Por conseguinte, um carbonato de cálcio moído especialmente hidrofobizado foi mostrado adsorver prontamente espécies de pez negro no ambiente de fabricação de papel. Típico talco de controle de pez negro parece ter área suficiente para lidar com todos os componentes prováveis contidos em uma polpa. Carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado ou combinações dos mesmos com talco proporciona possibilidades para tratamentos do sistema de água sinérgico como para pez negro madeira de TMP.

Claims

Processo para reduzir pez negro em um meio aquoso gerado em um processo de fabricação de papel ou de polpa, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:
- a) fornecer um meio aquoso compreendendo pez negro gerado em um processo de fabricação de papel ou de polpa;
- b) fornecer um carbonato de cálcio moído e/ou um carbonato de cálcio precipitado, em que a fonte de carbonato de cálcio moído (GCC) é selecionado a partir de mármore, greda, calcita, dolomita, pedra calcária e as misturas dos mesmos e/ou o carbonato de cálcio precipitado (PCC) é selecionado a partir de uma ou mais das formas cristalinas mineralógicas aragoníticas, vateríticas e calcíticas;
- c) fornecer um agente de hidrofobização selecionado a partir de um ácido carboxílico alifático possuindo entre 5 e 24 átomos de carbono;
- d) contactar o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) com o agente de hidrofobização da etapa c) para a obtenção de um carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou um carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado; e
- e) contactar o meio aquoso fornecido na etapa a) com o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado obtido na etapa d).
Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado está na forma de um pó ou sob a forma de pasta fluida.
Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado têm um valor d50 de diâmetro médio de partícula ponderal de 0,1 a 50 μm, de preferência de 0,1 a 25 μm, mais de preferência de 0,1 a 15 μm e mais de preferência de 0,5 a 5 μm, medido de acordo com o método de sedimentação.
Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado têm uma área de superfície específica de 0,5 m2/g a 25 m2/g, de preferência de 0,5 m2/g a 15 m2/g, e mais de preferência 1 m2/g a 11 m2/g, medido utilizando nitrogênio e o método BET.
Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o agente de hidrofobização é selecionado a partir do grupo que consiste de ácido pentanóico, ácido hexanóico, ácido heptanóico, ácido octanóico, ácido nonanóico, ácido decanóico, ácido undecanóico, ácido láurico, ácido tridecanóico, ácido mirístico, ácido pentadecanóico, ácido palmítico, ácido heptadecanóico, ácido esteárico, ácido nonadecanóico, ácido araquídico, ácido heneicosílico, ácido beênico, ácido tricosílico, ácido lignocérico e as misturas dos mesmos, de preferência o agente de hidrofobização é selecionado a partir do grupo que consiste de ácido octanóico, ácido decanóico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido araquídico e as misturas dos mesmos, e mais de preferência o agente de hidrofobização é selecionado a partir do grupo consistindo em ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico e as misturas dos mesmos.
Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o agente de hidrofobização compreende uma mistura de dois ácidos carboxílicos alifáticos que possuam entre 5 e 24 átomos de carbono, com a condição de que um ácido carboxílico alifático é o ácido esteárico.
Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que um ácido carboxílico alifático é o ácido esteárico e o outro é selecionado a partir do grupo que consiste de ácido octanóico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido araquídico, ácido beênico e ácido lignocérico.
Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a etapa d) é realizada através da mistura do carbonato de cálcio moído e/ou um carbonato de cálcio precipitado com o agente de hidrofobização.
Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a etapa d) é realizada em que ambos o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) e o agente de hidrofobização da etapa c) são fornecidos no estado seco ou em um solvente.
Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a etapa d) é realizada em que tanto o carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado da etapa b) quanto o agente de hidrofobização da etapa c) é proporcionado em um solvente.
Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a etapa d) é realizada sob condições de temperatura elevada, tal que o agente de hidrofobização está no estado líquido ou fundido.
Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a etapa d) é realizada a uma temperatura de pelo menos 50°C, de preferência de pelo menos 75°C, mais de preferência entre 50°C e 120°C e mais de preferência entre 70°C e 100°C.
Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o meio aquoso a ser tratado é colocado em contato com 0,05 a 20 % em peso, de preferência com 0,5 a 10 % em peso e mais de preferência com 0,1 a 5 % em peso do carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou do carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado, com base no peso total do meio aquoso.
Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado obtido na etapa d) é utilizado na forma de pó e/ou na forma de grânulos ou sob a forma de pasta fluida.
Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o pH do meio aquoso contendo pez negro é ajustado a um valor > 6, mais de preferência > 6,5, e ainda mais de preferência > 7 antes da adição do carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado.
Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o meio aquoso contendo pez negro é selecionado a partir do grupo que compreende polpa mecânica, por exemplo, madeira moída, TMP (polpa termo- mecânica) ou de polpa quimiotermomecânica (CTMP), assim como as polpas químicas, por exemplo, polpa kraft ou polpa de sulfato, ou polpa reciclada utilizada no processo de fabricação de papel.
Carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que entre 10% e19 % da área de superfície específica do carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é coberto por um revestimento constituído por um ácido carboxílico alifático possuindo entre 5 e 24 átomos de carbono e os produtos de reação destes, e em que a fonte de carbonato de cálcio moído (GCC) é selecionado a partir de mármore, greda, calcita, dolomita, pedra calcária e as misturas dos mesmos e/ou o carbonato de cálcio precipitado (PCC) é selecionado a partir de uma ou mais das formas cristalinas mineralógicas aragoníticas, vateríticas e calcíticas.
Carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que entre 10% e19 % da área de superficie específica do carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é coberto por um revestimento que consiste de ácido esteárico e os produtos de reação dos mesmos.
Carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizado pelo fato de que entre 13 % e17 % da área de superfície específica do carbonato de cálcio moído e/ou carbonato de cálcio precipitado é coberto por um revestimento que consiste de um ácido carboxílico alifático possuindo entre 5 e 24 átomos de carbono e os produtos de reação do mesmo, de preferência, por um revestimento que consiste de ácido esteárico e os produtos de reação do mesmo.
Carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 19, caracterizado pelo fato de que as partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitados possuem um valor d50 do diâmetro das partículas médio ponderal de 0,1 a 50 μm, de preferência de 0,1 a 25 μm, mais de preferência de 0,1 a 15 μm e mais de preferência de 0,5 a 5 μm, medido de acordo com o método de sedimentação.
Carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 20, caracterizado pelo fato de que as partículas de carbonato de cálcio moído e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado tem uma área de superfície específica de 0,5 m2/g a 25 m2/g, de preferência de 0,5 m2/g a 15 m2/g, e mais de preferência de 1 m2/g a 11 m2/g, medido utilizando nitrogênio e o método BET.
Carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 21, caracterizado pelo fato de que o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado está na forma de pó e/ou na forma de grânulos ou sob a forma de pasta fluida.
Uso de carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado, como definido em qualquer uma das reivindicações 17 a 22, caracterizado pelo fato de ser para reduzir a quantidade de pez negro em um meio aquoso gerado em um processo de fabricação de papel ou de polpa.
Compósito, caracterizado pelo fato de que compreende o carbonato de cálcio moído hidrofobizado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado, como definido em qualquer uma das reivindicações 17 a 22, e pez negro.