BR112016023731B1 - Uso de um carbonato de cálcio precipitado coloidal para adsorção e/ou redução da quantidade de pelo menos um material orgânico em um meio aquoso - Google Patents

Abstract

uso de um carbonato de cálcio precipitado coloidal para adsorção e/ou redução da quantidade de pelo menos um material orgânico em um meio aquoso a presente invenção se refere ao uso de um carbonato de cálcio precipitado coloidal (cpcc) para adsorção e/ou redução da quantidade de pelo menos um material orgânico em um meio aquoso.

Description

[001] A presente invenção se refere ao uso de um carbonato de cálcio precipitado coloidal (cPCC) para adsorção e/ou redução da quantidade de pelo menos um material orgânico em um meio aquoso.

[002] Em indústrias de fabricação de papel, fibras de várias fontes e qualidades são obtidas processando e refinando, por exemplo, por combinações de trituração, tratamento térmico e químico, madeira nas fibras. Durante este processo de formação de polpa, materiais orgânicos contidos na madeira são liberados no circuito da água da produção na forma de substâncias dissolvidas e coloidais (DCS), também chamadas piche. Entretanto, as substâncias dissolvidas e coloidais podem circular nos ciclos de água internos na forma de pequenas gotículas que podem se depositar na superfície do equipamento de fabricação de papel e, assim, podem causar limpezas demoradas do equipamento e paradas de máquina caras. Além do mais, tais depósitos ocasionalmente parecem pontos visíveis no produto de papel final variando de amarelo a preto na cor, ou podem levar a uma lágrima da rede do papel que envolve uma perda de rendimento e uma redução na qualidade do papel.

[003] As gotículas das substâncias dissolvidas e coloidais são tipicamente formadas em que as substâncias dissolvidas e coloidais são difundidas para fora das células da madeira ou extraídas das células quebradas. Devido à alta temperatura de formação da polpa de cerca de 80 a 180 °C e alta força iônica do ambiente aquoso, uma fase de estrutura cristalina líquida lamelar é formada, que continua para formar um sistema coloidal lipofílico, isto é, gotículas separadas. Tipicamente, a parte hidrofóbica dos componentes da resina da madeira, tais como triglicerídeos, esteril ésteres, ceras, bem como as cadeias principais hidrofóbicas da resina e ácidos graxos, esteróis e álcoois graxos preferivelmente se agrupa no centro das gotículas. Os grupos não carregados hidrofílicos de, por exemplo, álcoois, tais como esteróis e álcoois graxos, bem como os grupos de cabeça hidrofílica da resina e ácidos graxos e de seus sabões são localizados na superfície das gotículas e, especialmente, o último determina a estabilização eletrostática deste sistema. Os compostos mencionados anteriormente estão em equilíbrio com o ambiente aquoso e podem se dissolver como um resultado do pH, temperatura ou mudança da força iônica. Além do mais, polímeros solúveis em água hidrofílicos, tais como hemiceluloses ou lignossulfonatos podem adsorver nas gotículas e contribuir para sua estabilização coloidal por interações estéricas ou eletrostáticas. Comparados ao teor das gotículas, estes polímeros solúveis em água hidrofílicos estão em excesso e ocorrem em equilíbrio entre a superfície da gotícula e ambiente aquoso. As ditas gotículas são tipicamente na faixa de tamanho de 10 a 2.000 nm. Tal formação de gotícula também pode ser um problema nos processos de fibra reciclada ou secundária onde materiais orgânicos, tais como adesivos, tintas, adesivos quentes, látexes e ceras se aglomeram e formam depósitos no equipamento de fabricação de papel.

[004] Uma diferenciação e separação das substâncias e gotículas dissolvidas compreendendo as substâncias coloidais pode ser obtida por filtração em membrana usando filtros de 0,1 ou 0,2 μm. Por exemplo, percebe-se que tudo retido pelo filtro é considerado como substâncias coloidais e tudo que passa através do filtro é substâncias dissolvidas. Alternativamente, uma diferenciação pode ser atingida por medições da turbidez em que substâncias que causam turbidez são consideradas como parte das substâncias coloidais e incluem principalmente resina de madeira hidrofóbica com hemiceluloses adsorvidas. As substâncias dissolvidas são tipicamente quantificadas indiretamente subtraindo a quantidade de material coloidal do material orgânico total.

[005] Na técnica, foram feitas várias tentativas de controlar a deposição das substâncias dissolvidas e coloidais nos processos de fabricação de papel. Com relação a isto, uma estratégia envolve a introdução de materiais adsorventes na forma de vários minerais, tais como talco, bentonita ou sílica de diatomácea no processo da fabricação de papel, que adsorverá as ditas substâncias na forma de pequenas gotículas.

[006] Por exemplo, JP 2004292998 A se refere a talco, que é usado como adsorvente de piche. WO 03/085199 A2 se refere a um sistema de controle de depósito que consiste em um coagulante inorgânico ou orgânico e um material microparticulado, tais como argila de bentonita, polímero reticulado, sílica coloidal, polissilicato para polpa contendo piche/grude branco. US 2003/0096143 A1 descreve um método de tratar partículas de talco que melhorarão a molhabilidade do talco e/ou afinidade do talco para fibras celulósicas. JP 6065892 A se refere a um adsorvente de piche composto de mineral de argila de esmectita modificada com magnésio produzido modificando a camada da superfície de um mineral de argila de esmectita com magnésio. FR 2 900 410 e FR 2 900 411 se referem ao tratamento de minerais e/ou talco com polímeros anfóteros a ser usados no controle do piche. CA 2.205.277 se refere a um método para minimizar depósitos de particulado de piche, tinta e grude no processo de fabricação do papel causando a retenção de tais partículas na fibra, compreendendo as etapas de adicionar uma quantidade de controle de piche, tinta e grude efetiva de talco para uma suspensão de fibra em contato com a máquina de papel e partes associadas e adicionar uma quantidade de controle de piche, tinta e grude efetiva de bentonita à suspensão. WO 2009/034056 A1 se refere ao uso de dióxido de carbono para a remoção de pegajosidades de uma suspensão de polpa contendo fibras recicladas e para diminuir o teor de carbonato de cálcio na rejeição de flotação. WO 2006/029404 A1 se refere à remoção e/ou controle dos materiais adesivos ou pegajosos do estoque de papel recuperado ou fibras de polpa virgem usando uma combinação de tratamento enzimático com adsorventes e/ou absorventes, em que os adsorventes incluem bentonita ativada, micropartículas, talco, argila e sílica modificada. P.L. Whiting, Contaminent control on a high speed paper machine, 1997 Engineering & Papermakers conference, TAPPI proceedings, p. 661 a 668, se refere à redução de depósitos de grude em máquinas de fabricação depapel adicionando partículas PCC em forma escalenoédrica não dispersa. J. Klungness et al, Micro and Colloidal Stickie Pacification with Precipitated Calcium Carbonate, Paper Technology, Oct. 2004, p. 29 a 33, se refere ao uso de PCC romboédrico para pacificar ou minimizar micropegajosidades em água de processo de polpa reciclada. WO 2008/113839 se refere a um processo para o controle de piche em um meio aquoso adicionando carbonato de cálcio natural reagido na superfície ou uma suspensão aquosa compreendendo carbonato de cálcio reagido na superfície e tendo um pH maior que 6,0 medido a 20 °C, ao meio. WO 2008/113838 se refere à remoção de compostos de ruptura endócrina de um meio aquoso adicionando carbonato de cálcio natural reagido na superfície ou uma suspensão aquosa compreendendo carbonato de cálcio reagido na superfície e tendo um pH maior que 6,0 medido a 20 °C, para o meio. WO 2013/007717 se refere ao uso de um carbonato de cálcio triturado hidrofobizado e/ou um carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado para reduzir a quantidade de piche em um meio aquoso.

[007] Esta estratégia tem a vantagem que as substâncias dissolvidas e coloidais são removidas com o produto final e não pode, assim, concentrar adicionalmente no circuito de água da máquina de papel. Em particular, talco é amplamente aceito como um agente de controle muito efetivo para depósitos de piche. A ação do talco no controle das substâncias dissolvidas e coloidais, entretanto, não é exatamente estabelecida. Assume-se que talco reduz a pegajosidade de tais substâncias, de maneira tal que elas tenham menos tendência a formar gotículas ou depósitos no equipamento de fabricação de papel ou criar pontos no produto de papel final. Também, a função do talco é reduzir a pegajosidade dos materiais que já foram depositados, de maneira tal que acúmulo adicional de materiais pegajosos nestas superfícies seja diminuído. Pelo presente, é importante adicionar talco suficiente, de maneira tal que a pegajosidade geral das superfícies no sistema seja reduzida.

[008] Um problema com talco, entretanto, é que se talco não suficiente for usado, ele tende a ser meramente incorporado nos depósitos e aglomerados de materiais pegajosos. Além do mais, se sabe que talco perde uma parte de sua afinidade por substâncias coloidais em processos de fabricação de papel neutros e alcalinos.

[009] Uma outra estratégia envolve a estabilização coloidal ou fixação e retenção das substâncias dissolvidas e coloidais pelo uso de dispersantes ou tensoativos. A aplicação desta estratégia leva a uma concentração das gotículas de piche no circuito de água da máquina de papel. Por exemplo, EP 0 740 014 se refere a um agente de controle de piche que pode compreender uma argila candita (grupo de serpentina) cujas partículas são revestidas com um homo- ou copolímero compreendendo melamina formaldeído. US 5.626.720 A descreve um método para o controle de piche em um sistema aquoso usado na fabricação de polpa ou papel é descrito, que compreende adicionar ao sistema, ou ao maquinário de fabricação de polpa ou de fabricação de papel, um polímero solúvel em água derivado de (a) um epi- halo-hidrina, um diepóxido ou um precursor de um epi-halo-hidrina ou diepóxido, (b) um alquil amina tendo uma funcionalidade com relação a uma epi-halo-hidrina de 2 e (c) uma amina que tem uma funcionalidade com relação a uma epi-halo-hidrina maior que 2 e que não possui nenhum grupo carbonila. JP 11043895 A se refere a supressor de piche usando um composto catiônico que é preparado por reação de um alquilenodiamina com um epi halo-hidrina. WO 98/05819 A1 se refere a uma composição líquida para o controle da deposição de piche na fabricação de polpa e papel compreendendo uma solução aquosa de (1) um polímero guar catiônico e (2) copolímero isobutileno/anidrido maleico. EP 0 586 755 A1 descreve um processo para controlar a deposição de piche em um processo de formação da polpa ou fabricação de papel, em que é incorporado na composição compreendendo fibras de fabricação de papel até 1,0% em peso, com base no peso das fibras secas na composição, de um polieletrólito catiônico que é um sal de poli(dialil di(hidrogênio ou alquil inferior) amônio) tendo um peso molecular médio em número maior que 500.000, US 2011/0094695 A1 descreve um método para controlar a deposição de contaminantes orgânicos da polpa e sistemas de fabricação de papel que usam copolímeros de aminoplásticos éter solúveis em água. EP 1 950 342 A1 se refere a emulsões aquosas compreendendo dialquilamidas e tensoativos não iônicos. US 2004/0231816 A1 descreve um método para controlar piche e pegajosidades compreendendo as etapas de adicionar hidroxietil celulose hidrofobicamente modificada (HMHEC) e polímeros catiônicos a uma lama de fibra celulósica (polpa) ou a um processo de papel ou a um sistema de fabricação de papel e resulta em um maior grau de inibição da deposição e retenção orgânica de piche na fibra do papel, comparado à inibição dos ingredientes individuais. US 6.153.049 se refere a compostos de etilenoamina, ou mistura dos mesmos, que são usados em quantidades efetivas para reduzir ou inibir a deposição de piche branco no equipamento de fabricação de papel durante o processamento para reciclar papel revestido. US 6.051.160 A se refere a uma composição líquida para o controle de piche deposição em fabricação de polpa e papel compreendendo uma solução aquosa de (1) um guar catiônico derivatizado e (2) copolímero estireno anidrido maleico. JP 2002212897 A se refere a um inibidor de perturbação de piche para fabricação de papel compreendendo um sal de polidialildimetilamônio tendo peso molecular 20.000 a 200.000 e um composto de alumínio inorgânico como ingredientes ativos.

[0010] Entretanto, esta estratégia frequentemente causa problemas em virtude de mudanças na temperatura, pH ou concentrações de eletrólitos podem resultar na aglomeração com consequente deposição de gotículas de materiais orgânicos na superfície do equipamento da máquina e/ou a aparência dos pontos no produto de papel final.

[0011] Desta forma, há uma necessidade contínua de materiais alternativos, que fornecem um melhor desempenho que os materiais adsorventes existentes e efetivamente adsorve e/ou reduz a quantidade dos materiais orgânicos em um meio aquoso gerada na fabricação do papel ou processos de formação da polpa.

[0012] Este e outros objetivos são resolvidos pelo assunto em questão da presente invenção. De acordo com a presente invenção, o uso de um carbonato de cálcio precipitado coloidal (cPCC) para adsorção e/ou redução da quantidade de pelo menos um material orgânico em um meio aquoso é provido, em que o cPCC tem uma área de superfície específica de pelo menos 5.0 m2/g, medida usando nitrogênio e o método BET.

[0013] Os inventores surpreendentemente observaram que o uso supracitado de acordo com a presente invenção leva a um meio aquoso contendo uma quantidade de materiais orgânicos sendo inferior à quantidade de materiais orgânicos contidos em um meio aquoso correspondente obtido pelo mesmo processo, mas sem colocá-lo em contato com um carbonato de cálcio precipitado coloidal (cPCC). Mais precisamente, os inventores observaram que pelo menos um material orgânico em um meio aquoso, preferivelmente gerado em um processo de fabricação de papel ou de formação de polpa, pode ser adsorvido e/ou reduzido pelo contato com o meio aquoso com um carbonato de cálcio precipitado coloidal definido (cPCC).

[0014] Deve-se entender que para os propósitos da presente invenção, os seguintes termos têm o seguinte significado:

[0015] “Carbonato de cálcio precipitado coloidal” (cPCC) se refere a um produto de carbonato de cálcio precipitado na forma de agregados de partículas de PCC individuais. O termo “carbonato de cálcio precipitado” (PCC), no significado da presente invenção, é um material sintetizado, geralmente obtido por precipitação depois da reação de dióxido de carbono e leite de cal em um meio aquoso em condições adequadas e é bem conhecido na técnica; ver, por exemplo, H. Yamada et al., Formation process of colloidal calcium carbonate n the reaction of the system Ca(OH)2-H2O-CO2, Gypsum & Lime, 1985, no. 194, p. 3 a 12.

[0016] “Materiais orgânicos”, no significado da presente invenção, se refere aos materiais pegajosos das substâncias dissolvidas e coloidais (DCS) que formam depósitos insolúveis nos processos de formação da polpa e fabricação de papel. Estes materiais pegajosos tipicamente originam da madeira da qual o papel é feito. As ditas substâncias dissolvidas e coloidais (DCS) são caracterizadas por quatro classes de componentes lipofílicos, tais como i) gorduras e ácidos graxos, ii) esteril ésteres e esteróis, iii) terpenoides e iv) ceras compostas de álcoois graxos e ésteres e preferivelmente formam pequenas gotículas. A composição química das gotículas depende da fonte da fibra, tais como variedade da árvore e do crescimento sazonal do qual a amostra é produzida. Os componentes lipofílicos das pequenas gotículas podem ser estabilizados pela presença de lignossulfonatos e polissacarídeos adicionais. Se papel reciclado for usado em processos de fabricação de papel, o termo também pode ser usado como um termo mais geral incluindo todos os materiais pegajosos que são solúveis em solventes orgânicos, mas não solúveis em água e incluem, por exemplo, látex, aglutinante, tinta ou materiais adesivos presentes no papel reciclado. Entretanto, para os propósitos desta invenção, o termo “material orgânico” deve incluir não somente substâncias dissolvidas e/ou coloidais que ocorrem naturalmente (DCS) derivadas da polpa de papel, mas também qualquer substância dissolvida e/ou coloidal sintética ou natural derivada de fibras recicladas e que é considerada como contaminante em processos de fabricação de papel.

[0017] Um “meio aquoso”, no significado da presente invenção, compreende uma fase líquida compreendendo, mais preferivelmente que consiste em, água, pelo menos um material orgânico e opcionalmente sólidos insolúveis, tais como fibras. Entretanto, o dito termo não exclui que a fase líquida compreende um solvente orgânico miscível em água selecionado do grupo compreendendo álcoois, tais como metanol, etanol, isopropanol, grupo carbonila contendo solventes, tais como cetonas, por exemplo, acetona ou aldeídos, ésteres, tais como acetato de isopropila, ácidos carboxílicos, tais como ácido fórmico, sulfóxidos, tais como dimetil sulfóxido e mistura dos mesmos. Se a fase líquida compreende um solvente orgânico miscível em água, o meio aquoso compreende o solvente orgânico miscível em água em uma quantidade até 40,0 % em peso preferivelmente de 1,0 a 30,0 % em peso e mais preferivelmente de 1,0 a 25,0 % em peso, com base no peso total da fase líquida do meio aquoso. Por exemplo, a fase líquida do meio aquoso consiste em água.

[0018] Onde o termo “compreendendo” é usado na presente descrição e reivindicações, ele não exclui outros elementos não específicos de importância principal ou secundária. Para os propósitos da presente invenção, o termo “que consiste em” é considerado como uma modalidade preferida do termo “compreendendo em”. Se, daqui em diante, um grupo for definido para compreender pelo menos um certo número de modalidades, este também é deve ser entendido para descrever um grupo, que preferivelmente consiste somente nestas modalidades.

[0019] Sempre que os termos “incluindo” ou “tendo” são usados, estes termos são entendidos como equivalentes a “compreendendo” conforme definido anteriormente.

[0020] Onde um artigo indefinido ou definido é usado referindo-se a um nome singular, por exemplo, “um”, “uma”, “o” ou “a”, este inclui um plural deste nome, a menos que algum outro seja especificamente estabelecido.

[0021] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o cPCC tem uma área de superfície específica de 5,0 m2/g a 200,0 m2/g, preferivelmente de 10,0 m2/g a 100,0 m2/g e mais preferivelmente de 15,0 m2/g a 50,0 m2/g, medido usando nitrogênio e o método BET.

[0022] De acordo com uma outra modalidade da presente invenção, o cPCC compreende agregados tendo um valor d50 de diâmetro de partícula mediano em peso de 0,1 a 50,0 μm, preferivelmente de 0,2 a 25,0 μm, mais preferivelmente de 0,3 a 10,0 μm e mais preferivelmente de 0,4 a 5,0 μm, medida de acordo com o método de sedimentação.

[0023] De acordo ainda com uma outra modalidade da presente invenção, os agregados de cPCC consistem em cristais únicos tendo um valor d50 de diâmetro de partícula mediano em peso de 0,01 a 5,0 μm, preferivelmente de 0,02 a 2,5 μm, mais preferivelmente de 0,03 a 1,0 μm e mais preferivelmente de 0,04 a 0,5 μm, medida de acordo com o método de sedimentação.

[0024] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o cPCC é na forma de pó ou na forma de uma suspensão aquosa compreendendo o cPCC e tendo um pH de > 6,0, medido a 20 °C (± 1 °C).

[0025] De acordo com uma outra modalidade da presente invenção, o cPCC é a) tratado na superfície com pelo menos um ácido carboxílico alifático tendo uma total quantidade de átomos de carbono de C4 a C24, preferivelmente ácido esteárico, e/ou b) estabilizado com um ou mais dispersantes, preferivelmente um ou mais dispersantes catiônicos e/ou aniônicos.

[0026] De acordo ainda com uma outra modalidade da presente invenção, o cPCC é usado em combinação com pelo menos um material adsorvente adicional selecionado do grupo compreendendo talco, caulim, caulim calcinado, carbonato de cálcio natural selecionado de mármore, carvão, calcita, calcário e dolomita, PCC não coloidal, gesso, materiais contendo silicato, minerais contendo hidróxido, sulfoaluminatos de cálcio, partículas plásticas, pigmentos orgânicos, carbonato de cálcio reagido na superfície, GCC hidrofobizado, PCC hidrofobizado e mistura dos mesmos, preferivelmente talco, carbonato de cálcio reagido na superfície, GCC hidrofobizado, PCC hidrofobizado e mistura dos mesmos.

[0027] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a quantidade de pelo menos um material adsorvente adicional é < 25,0 % em peso, preferivelmente < 10,0 % em peso, mais preferivelmente < 5,0 % em peso e mais preferivelmente < 2,0 % em peso, com base no peso seco total de cPCC e de pelo menos um material adsorvente adicional.

[0028] De acordo com uma outra modalidade da presente invenção, o meio aquoso compreendendo pelo menos um material orgânico é gerado em um processo de fabricação de papel ou de formação de polpa, preferivelmente o meio aquoso é selecionado de polpa branqueada e não branqueada, tais como polpa mecânica, polpa triturada, mecânica termomecânica (TMP), polpa mecânica quimiotermomecânica (CTMP), polpa de kraft, polpa de sulfato, polpa reciclada e mistura dos mesmos.

[0029] De acordo ainda com uma outra modalidade da presente invenção, o pelo menos um material orgânico no meio aquoso é pelo menos uma substância dissolvida e/ou coloidal gerada em um processo de fabricação de papel ou formação da polpa ou reciclagem de papel.

[0030] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a pelo menos uma substância dissolvida e/ou coloidal é/são a) originada de madeira e/ou resinas de madeira, preferivelmente selecionada do grupo compreendendo polissacarídeos, tais como hemiceluloses, lignina, amida e pectinas, resinas ácidas, gorduras, ácidos graxos, álcoois graxos, terpenos, terpenoides, poli-isoprenos, esteróis, esteril ésteres, ceras e mistura dos mesmos, e/ou b) originados de revestimentos de papel, aglutinantes de revestimento, tintas de impressão, produtos químicos, adesivos quentes e/ou adesivos.

[0031] De acordo com uma outra modalidade da presente invenção, o cPCC é adicionado ao meio aquoso em uma quantidade de 0,05 a 90,0 % em peso, preferivelmente de 0,1 a 50,0 % em peso, mais preferivelmente de 0,25 a 25,0 % em peso, ainda mais preferivelmente de 0,5 a 10,0 % em peso e mais preferivelmente de 0,5 a 5,0 % em peso, com base no peso total das fibras secas em forno (100 °C) no meio aquoso.

[0032] De acordo ainda com uma outra modalidade da presente invenção, o pelo menos um material orgânico no meio aquoso é pelo menos um composto de rompimento endócrino (EDC), preferivelmente o pelo menos um EDC é selecionado do grupo compreendendo hormônios endógenos, tais como 17[beta]-estradiol (E2), estrona (E1), estriol (E3), testosterona ou di- hidro testosterona; hormônios fito e mímico, tais como [beta]-sitosterol, genisteína, daidzeína ou zeraleona; medicamentos, tais como 17[alfa]- etinilestradiol (EE2), mestranol (ME), dietilstilbestrol (DES) e produtos químicos industriais, tais como 4-nonil fenol (NP), A- terc-octil fenol (OP), bisfenol A (BPA), tributilestanho (TBT), metil mercúrio, ftalatos, PAK ou PCB.i

[0033] De acordo com uma modalidade da presente invenção, depois da adição do cPCC um) a turbidez do meio aquoso é reduzida comparada à turbidez de um meio aquoso sem o uso do cPCC, e/ou b) a demanda de oxigênio químico (COD) do meio aquoso é reduzida comparada à COD de um meio aquoso sem o uso do cPCC, e/ou c) a carga eletroquímica (SCD) do meio aquoso é aumentada comparada à carga eletroquímica de um meio aquoso sem o uso do cPCC.

[0034] De acordo com uma outra modalidade da presente invenção, o meio aquoso, depois da adição do cPCC em uma quantidade de pelo menos 10 g/L meio aquoso, tem a) uma turbidez sendo pelo menos 20 %, preferivelmente pelo menos 40,0 %, mais preferivelmente pelo menos 50,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 75,0 % e mais preferivelmente pelo menos 90,0 % abaixo da turbidez inicial, isto é, a turbidez (NTU) do meio aquoso antes da adição do cPCC, e/ou b) uma demanda de oxigênio químico (COD) sendo pelo menos 1,0 %, preferivelmente pelo menos 5,0 %, mais preferivelmente pelo menos 10,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 15,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 20,0 % e mais preferivelmente pelo menos 50,0 % abaixo da COD inicial, isto é, a COD (mg/L) do meio aquoso antes da adição do cPCC, e/ou c) uma carga eletroquímica (SCD) sendo pelo menos 5 %, preferivelmente pelo menos 15,0 %, mais preferivelmente pelo menos 20,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 25,0 % e mais preferivelmente pelo menos 50,0 % acima da carga eletroquímica inicial, isto é, a carga eletroquímica (μEq/g) do meio aquoso antes da adição do cPCC.

[0035] A seguir, se refere aos detalhes adicionais da presente invenção e especialmente o carbonato de cálcio precipitado coloidal supracitado usado para adsorção e/ou redução da quantidade de materiais orgânicos em um meio aquoso.

[0036] Em particular, foi observado que o uso de cPCC tendo uma grande área superficial como um auxiliar de adsorção torna possível adsorver e/ou reduzir a quantidade de pelo menos um material orgânico em um meio aquoso. Comparado com os auxiliares de adsorção previamente descritos, o uso de cPCC tem inúmeras vantagens. Ele é barato, tem uma maior capacidade de adsorção que outros auxiliares de adsorção, tais como GCC, PCC e/ou talco e o meio aquoso obtido depois de colocá-lo em contato com o cPCC compreende uma quantidade reduzida de pelo menos um material orgânico.

[0037] Assim, é uma exigência da presente invenção que um cPCC tendo uma área de superfície específica de pelo menos 5,0 m2/g, medida usando nitrogênio e o método BET é usado.

[0038] O cPCC preferivelmente tem uma área de superfície específica de pelo menos 10,0 m2/g e mais preferivelmente de pelo menos 15,0 m2/g, medida usando nitrogênio e o método BET. A área superficial de cPCCs tipicamente será até 200,0 m2/g, preferivelmente até 100,0 m2/g e mais preferivelmente até 50,0 m2/g, medida usando nitrogênio e o método BET.

[0039] Desta forma, o cPCC preferivelmente tem uma área de superfície específica de 5,0 m2/g a 200,0 m2/g, mais preferivelmente de 10,0 m2/g a 100,0 m2/g e mais preferivelmente de 15,0 m2/g a 50,0 m2/g, medida usando nitrogênio e o método BET. Por exemplo, o cPCC tem uma área de superfície específica de 15,0 m2/g a 40,0 m2/g, mais preferivelmente de 15,0 m2/g a 30,0 m2/g e mais preferivelmente de 20,0 m2/g a 30,0 m2/g, medida usando nitrogênio e o método BET.

[0040] Conforme já salientado anteriormente, o cPCC designa um produto PCC na forma de agregados de partículas de PCC individuais. Assim, percebe-se que, se não de outra forma indicado, a área superficial BET específica do cPCC se refere à área superficial BET do agregado.

[0041] É adicionalmente preferido que os agregados de cPCC tenham um grande valor d50 de diâmetro de partícula mediano em peso.

[0042] Em uma modalidade da presente invenção, os agregados de cPCC têm um valor d50 de diâmetro de partícula mediano em peso de 0,1 a 50,0 μm, preferivelmente de 0,2 a 25,0 μm, mais preferivelmente de 0,3 a 10,0 μm e mais preferivelmente de 0,4 a 5,0 μm, medida de acordo com o método de sedimentação. Por exemplo, os agregados de cPCC têm um valor d50 de diâmetro de partícula mediano em peso de 0,5 a 5,0 μm, preferivelmente de 0,5 a 4,0 μm e mais preferivelmente de 0,5 a 3.0 μm, medida de acordo com o método de sedimentação.

[0043] Os agregados de cPCC consistem em um número maior ou menor de cristais únicos. Preferivelmente, os agregados de cPCC consistem em cristais únicos tendo um valor d50 de diâmetro de partícula mediano em peso de 0,01 a 5,0 μm, preferivelmente de 0,02 a 2,5 μm, mais preferivelmente de 0,03 a 1,0 μm e mais preferivelmente de 0,04 a 0,5 μm, medida de acordo com o método de sedimentação.

[0044] Da forma aqui usada e conforme geralmente definido na técnica, o valor “d50” é determinado com base nas medições feitas usando um SedigraphTM 5100 de Micromeritics Instrument Corporation (software do instrumento de operação versão 1.04) e é definido como o tamanho no qual 50 % (o ponto mediano) do volume ou massa da partícula é responsável pelas partículas tendo um diâmetro igual ao valor especificado. O método e o instrumento são conhecidos por versados e são comumente usados para determinar tamanho do grão das cargas e pigmentos. A medição é realizada em uma solução aquosa de 0,1 % em peso de Na4P2O7. As amostras são dispersas usando um agitador de alta velocidade e supersônicos.

[0045] Percebe-se que a quantidade de carbonato de cálcio no cPCC é pelo menos 80,0 % em peso, por exemplo, pelo menos 95,0 % em peso, preferivelmente de 97.0 a 100,0 % em peso e mais preferivelmente de 98,5 e 99.95 % em peso, com base no peso seco total do cPCC.

[0046] Adicional ou alternativamente, o cPCC tem uma mobilidade eletroforética em NaCl 0,1 M de > +0,1 x 10-8 m2V-1s-1, preferivelmente > +0,3 x 10—8 m2V-1s-1, mais preferivelmente > +0,5 x 10—8 m2V-1s-1 e mais preferivelmente de +0,5 a +1,5 x 10-8 m2V-1s-1,. Conforme medido por espalhamento de luz eletroforética. Percebe—se que a mobilidade eletroforética descrita neste parágrafo se aplica somente ao cPCC não disperso. Além do mais, percebe—se que a mobilidade eletroforética descrita neste parágrafo também não se aplica ao cPCC tratado na superfície conforme descrito a seguir.

[0047] Em uma modalidade da presente invenção, o cPCC é usado na forma de um pó.

[0048] O termo “pó” da forma aqui usada, engloba cPCC sólido de pelo menos 90,0 % em peso, preferivelmente de pelo menos 95,0 % em peso e mais preferivelmente de pelo menos 98.0 % em peso, por exemplo, de 98,0 a 99,8 % em peso, com base no peso total do pó, em que as partículas em pó têm uma área de superfície específica de pelo menos 5,0 m2/g, medida usando nitrogênio e o método BET.

[0049] Alternativamente, o cPCC é usado na forma de uma suspensão aquosa compreendendo o cPCC.

[0050] Uma “suspensão aquosa” ou “lama”, no significado da presente invenção, é uma suspensão compreendendo sólidos insolúveis e água e opcionalmente aditivos adicionais. Suspensões ou lamas normalmente contêm grandes quantidades de sólidos e são mais viscosas e geralmente de maior densidade que o líquido do qual eles são formados.

[0051] Se o cPCC for usado na forma de uma suspensão aquosa, o cPCC a ser usado na presente invenção é preparado como uma suspensão aquosa tendo um pH medido a 20°C (± 1 °C), de > 6,0, preferivelmente > 6,5, mais preferivelmente > 7,0 e mais preferivelmente > 7,5.

[0052] A suspensão aquosa preferivelmente compreendo cPCC em uma quantidade de 0,1 a 90,0 % em peso, com base no peso total da suspensão aquosa.

[0053] Em uma modalidade da presente invenção, a suspensão aquosa compreendo cPCC em uma quantidade de 0,1 a 80,0 % em peso e preferivelmente de 3,0 a 60,0 % em peso, com base no peso total da suspensão aquosa. Por exemplo, a suspensão aquosa preferivelmente tem um teor do cPCC que varia de 5,0 a 40,0 % em peso, com base no peso total da suspensão aquosa.

[0054] O cPCC da presente invenção pode ser tratado na superfície com pelo menos um ácido carboxílico alifático tendo uma quantidade total de átomos de carbono de C4 a C24.

[0055] O ácido carboxílico alifático, no significado da presente invenção, pode ser selecionado de um ou mais ácidos carboxílicos de cadeia reta, cadeia ramificada, saturada, insaturada e/ou alicíclica tendo uma quantidade total de átomos de carbono de C4 a C24. Preferivelmente, o ácido carboxílico alifático é um ácido monocarboxílico, isto é, o ácido carboxílico alifático é caracterizado em que um único grupo carboxila está presente. O dito grupo carboxila é colocado no final do esqueleto de carbono.

[0056] Em uma modalidade da presente invenção, o cPCC é tratado na superfície com pelo menos um ácido carboxílico alifático selecionado de ácidos carboxílicos não ramificados saturados. Isto é, o cPCC é preferivelmente tratado na superfície com pelo menos um ácido carboxílico alifático selecionado do grupo de ácidos carboxílicos que consiste em ácido butanoico, ácido pentanoico, ácido hexanoico, ácido heptanoico, ácido octanoico, ácido nonanoico, ácido decanoico, ácido undecanoico, ácido láurico, ácido tridecanoico, ácido mirístico, ácido pentadecanoico, ácido palmítico, ácido heptadecanoico, ácido esteárico, ácido nonadecanoico, ácido araquinídico, ácido heneicosílico, ácido beênico, ácido tricosílico, ácido lignocérico e mistura dos mesmos.

[0057] Por exemplo, o cPCC é tratado na superfície com pelo menos um ácido carboxílico alifático selecionado do grupo que consiste em ácido octanoico, ácido decanoico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido araquinídico e mistura dos mesmos. Preferivelmente, o cPCC é tratado na superfície com pelo menos um ácido carboxílico alifático selecionado do grupo que consiste em ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico e mistura dos mesmos.

[0058] Em uma modalidade da presente invenção, o cPCC é tratado na superfície com ácido esteárico como ácido carboxílico alifático.

[0059] Adicional ou alternativamente, o cPCC pode ser estabilizado por um ou mais dispersante.

[0060] A expressão “um ou mais” dispersantes significa que um ou mais tipos de dispersantes podem ser usados para estabilizar o cPCC.

[0061] Desta forma, o um ou mais dispersantes pode ser um tipo de um dispersante. Alternativamente, o um ou mais dispersantes pode ser uma mistura de dois ou mais tipos de dispersantes. Por exemplo, o um ou mais dispersantes pode ser uma mistura de dois ou três tipos de dispersantes. Preferivelmente, o um ou mais dispersante é um tipo de um dispersante.

[0062] Dispersantes convencionais conhecidos por versados na técnica podem ser usados. Isto é, o cPCC pode ser estabilizado por um ou mais dispersantes catiônicos e/ou aniônicos. Por exemplo, o cPCC pode ser estabilizado por um ou mais dispersantes catiônicos e/ou aniônicos selecionados do grupo compreendendo amida catiônica, poliDADMAC, poliamina, poliacrilamida, polietilenoimina, poliacrilato e mistura dos mesmos.

[0063] Um dispersante preferido é poli(ácido acrílico).

[0064] Em uma modalidade da presente invenção, o cPCC é tratado na superfície com pelo menos um ácido carboxílico alifático tendo uma quantidade total de átomos de carbono de C4 toa C24, preferivelmente ácido esteárico e estabilizado com um ou mais dispersantes, preferivelmente um ou mais dispersantes catiônicos e/ou aniônicos. Alternativamente, o cPCC é tratado na superfície com pelo menos um ácido carboxílico alifático tendo uma quantidade total de átomos de carbono de C4 a C24, preferivelmente ácido esteárico, ou estabilizado com um ou mais dispersantes, preferivelmente um ou mais dispersantes catiônicos e/ou aniônicos.

[0065] O cPCC pode, se desejado, ser usado sozinho, isto é, como o único auxiliar de adsorção, ou em combinação com pelo menos um material adsorvente adicional.

[0066] A expressão “pelo menos um” material adsorvente adicional significa que um ou mais tipos de material adsorvente adicional podem ser usados para o meio aquoso em combinação com o cPCC.

[0067] Desta forma, percebe-se que o pelo menos um material adsorvente adicional é um tipo de um material adsorvente adicional. Alternativamente, o pelo menos um material adsorvente adicional é uma mistura de dois ou mais tipos de materiais adsorventes adicionais. Por exemplo, o pelo menos um material adsorvente adicional é um tipo de um material adsorvente adicional.

[0068] O pelo menos um material adsorvente adicional pode ser selecionado entre não-cPCC e outros tipos de materiais adsorventes.

[0069] Com relação a isto, deve-se notar que cPCC também pode ocorrer como agregados tendo uma área de superfície específica menor que 5,0 m2/g, mas conforme mencionado anteriormente, a expressão “cPCC” no contexto da presente invenção deve ser entendida como PCC tendo uma área de superfície específica de pelo menos 5,0 m2/g, medida usando nitrogênio e o método BET. Entretanto, “não-cPCC” ou “PCC não coloidal'' é definido como PCC que não forma agregados de partículas de PCC individuais. O não- cPCC preferivelmente tem uma área de superfície específica menor que 15,0 m2/g e preferivelmente menor que 10,0 m2/g, medida usando nitrogênio e o método BET. Por exemplo, o não-cPCC tem uma área de superfície específica de 0,1 a 15,0 m2/g e preferivelmente de 0,1 a 10,0 m2/g, medida usando nitrogênio e o método BET.

[0070] Existe uma ampla variedade de tipos de não-cPCC com diferentes formas de cristal mineralógicos que são adequados como material adsorvente adicional, por exemplo, não-cPCC compreendendo formas de cristal mineralógicas escalenoédricas, romboédricas, aragoníticas, vateríticas ou calcíticas ou mistura dos mesmos.

[0071] Outros tipos de materiais adsorventes que são adequados como o pelo menos um material adsorvente adicional podem ser selecionados do grupo compreendendo talco, caulim, caulim calcinado, carbonato de cálcio natural selecionado de mármore, carvão, calcita, calcário e dolomita, gesso, materiais contendo silicato, minerais contendo hidróxido, sulfoaluminatos de cálcio, partículas plásticas, pigmentos orgânicos, carbonato de cálcio reagido na superfície, GCC hidrofobizado, PCC hidrofobizado e mistura dos mesmos.

[0072] Em uma modalidade da presente invenção, cPCC é usado em combinação com talco como o pelo menos um material adsorvente adicional.

[0073] Talcos que são usados na presente invenção são quaisquer talcos comercialmente disponíveis, tais como, por exemplo, talcos da Sotkamo (Finlância), Three Springs (Austrália), Haicheng (China), da Alpes (Alemanha), Florence (Itália), Tyrol (Áustria), Shetland (Escócia), Transvaal (África do Sul), o Appalachians, California, Vermont e Texas (USA).

[0074] Dependendo da origem do talco grosso, pode haver várias impurezas contidas nele, tais como clorito, dolomita e magnesita, anfíbola, biotita, olivina, piroxena, quartzo e serpentina.

[0075] Preferidos para uso na presente invenção são talcos tendo um teor de talco puro de > 90,0 % em peso, por exemplo > 95,0 % em peso ou > 97,0 % em peso e até > 100 % em peso, com base no peso total do talco.

[0076] As partículas de talco usadas na presente invenção podem ter um diâmetro de partícula mediano em peso d50, medida de acordo com o método de sedimentação, na faixa de 0,1 a 50,0 μm, preferivelmente de 0,2 a 40,0 μm, mais preferivelmente de 0,3 a 30,0 μm, ainda mais preferivelmente de 0,4 a 20,0 μm e mais preferivelmente de 0,5 a 10,0 μm. Por exemplo, as partículas de talco têm um diâmetro de partícula mediano em peso d50, medido de acordo com o método de sedimentação, na faixa de 0,5 a 7,0 μm, preferivelmente de 0,5 a 4,0 μm e mais preferivelmente de 0,5 a 1,0 μm.

[0077] A área de superfície específica do talco pode ser entre 3,0 e 100,0 m2/g, preferivelmente entre 7,0 m2/g e 80,0 m2/g mais preferivelmente entre 9,0 m2/g e 60,0 m2/g, ainda mais preferivelmente entre 9,0 e 51,0 m2/g, ainda mais preferivelmente entre 10,0 e 50,0 m2/g e mais preferivelmente entre 10,0 e 30,0 m2/g, medida usando nitrogênio e o BET.

[0078] Em uma modalidade da presente invenção, cPCC é usado em combinação com carbonato de cálcio reagido na superfície como o pelo menos um material adsorvente adicional.

[0079] Um “carbonato de cálcio reagido na superfície” (SRCC) é um material compreendendo carbonato de cálcio e um sal de cálcio não carbonato insolúvel, pelo menos parcialmente cristalino que se estende da superfície de pelo menos parte do carbonato de cálcio. Os íons cálcio que formam o dito sal de cálcio não carbonato pelo menos parcialmente cristalino originam, em grande parte, do material de carbonato de cálcio de partida que também serve para formar o carbonato de cálcio reagido no núcleo da superfície.

[0080] Preferivelmente, o carbonato de cálcio reagido na superfície é obtido reagindo um carbonato de cálcio natural com um ácido e com dióxido de carbono, em que o dióxido de carbono é formado in situ pelo tratamento ácido e/ou é fornecido de uma fonte externa. Preferivelmente, o carbonato de cálcio natural é selecionado do grupo compreendendo mármore, carvão, calcita, dolomita, calcário e mistura dos mesmos.

[0081] O carbonato de cálcio reagido na superfície pode ser na forma de uma suspensão, opcionalmente adicionalmente estabilizada por um dispersante. Dispersantes convencionais conhecidos por versados podem ser usados. Um dispersante preferido é poli(ácido acrílico).

[0082] Se o carbonato de cálcio reagido na superfície for na forma de uma suspensão, a suspensão aquosa compreendendo o carbonato de cálcio reagido na superfície tem um pH maior que 6,0, preferivelmente maior que 6,5, mais preferivelmente maior que 7,0 e mais preferivelmente 7,5, medido a 20 °C.

[0083] Alternativamente, o carbonato de cálcio reagido na superfície pode ser na forma de grânulos ou um pó.

[0084] Em uma modalidade preferida, o carbonato de cálcio reagido na superfície tem uma área de superfície específica de 5,0 m2/g a 200,0 m2/g, mais preferivelmente 20,0 m2/g a 80,0 m2/g e ainda mais preferivelmente 30,0 m2/g a 60,0 m2/g, por exemplo, 43,0 m2/g, medida usando nitrogênio e o método BET de acordo com ISO 9277.

[0085] Além do mais, prefere-se que o carbonato de cálcio reagido na superfície tenha um diâmetro de partícula mediano em peso d50 de 0,1 a 50,0 μ m, mais preferivelmente de 0,5 a 25,0 μ m, ainda mais preferivelmente 0,8 a 20,0 μ m, particularmente 1,0 a 10,0 μ m, por exemplo, 4 a 7 μ m, medido de acordo com o método de sedimentação.

[0086] Em uma modalidade, o carbonato de cálcio reagido na superfície tem uma área de superfície específica na faixa de 15,0 a 200,0 m2/g e um diâmetro de partícula mediano em peso d50 na faixa de 0,1 a 50,0 μ m. Mais preferivelmente, a área de superfície específica é na faixa de 20,0 a 80,0 m2/g e o diâmetro de partícula mediano em peso d50 é na faixa de 0,5 a 25,0 μ m. Ainda mais preferivelmente, a área de superfície específica é na faixa de 30,0 a 60,0 m2/g e o diâmetro de partícula mediano em peso d50 é na faixa de 0,7 a 7,0 μ m.

[0087] Detalhes adicionais com relação ao carbonato de cálcio reagido na superfície e à preparação do carbonato de cálcio reagido na superfície são descritos em WO 2008/113838 A1 e WO 2008/113839 A1, onde ele é descrito para a remoção de composto de rompimento endócrinos e o controle do piche, o conteúdo destas referências sendo incluído no presente pedido de patente.

[0088] Em uma modalidade da presente invenção, cPCC é usado em combinação com GCC hidrofobizado e/ou PCC hidrofobizado como o pelo menos um material adsorvente adicional.

[0089] O termo carbonato de cálcio triturado “hidrofobizado” e/ou carbonato de cálcio precipitado “hidrofobizado”, no significado da presente invenção, se refere a um carbonato de cálcio triturado e/ou carbonato de cálcio precipitado hidrofobizado que foi processado através de uma etapa de tratamento adicional com um agente hidrofobizante de maneira a tornar a superfície das partículas de carbonato de cálcio mais hidrofóbicas.

[0090] Prefere-se que s partículas de carbonato de cálcio triturado e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado do GCC hidrofobizado e/ou PCC hidrofobizado têm um valor d50 de diâmetro de partícula mediano em peso de 0,1 a 50,0 μm, preferivelmente de 0,1 a 25,0 μm, mais preferivelmente de 0,1 a 15,0 μm e mais preferivelmente de 0,5 a 5,0 μm, medido de acordo com o método de sedimentação. Por exemplo, as partículas de carbonato de cálcio triturado e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado têm um valor d50 de diâmetro de partícula mediano em peso de 1,5 μm.

[0091] As partículas de carbonato de cálcio triturado e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado preferivelmente têm uma área de superfície específica de 0,5 m2/g a 25,0 m2/g, preferivelmente 0,5 m2/g a 15,0 m2/g e mais preferivelmente 1 m2/g a 11,0 m2/g, medida usando nitrogênio e o método BET. Por exemplo, as partículas de carbonato de cálcio triturado e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado têm uma área de superfície específica de 3,5 m2/g a 4,0 m2/g.

[0092] As partículas de carbonato de cálcio triturado e/ou as partículas de carbonato de cálcio precipitado são preferivelmente tratadas com um agente hidrofobizante selecionado de um ácido carboxílico alifático tendo entre 5 e 24 átomos de carbono.

[0093] Em uma modalidade, o agente hidrofobizante é selecionado de ácidos carboxílicos não ramificados saturados, isto é, o agente hidrofobizante é preferivelmente selecionado do grupo de ácidos carboxílicos que consiste em ácido pentanoico, ácido hexanoico, ácido heptanoico, ácido octanoico, ácido nonanoico, ácido decanoico, ácido undecanoico, ácido láurico, ácido tridecanoico, ácido mirístico, ácido pentadecanoico, ácido palmítico, ácido heptadecanoico, ácido esteárico, ácido nonadecanoico, ácido araquinídico, ácido heneicosílico, ácido beênico, ácido tricosílico, ácido lignocérico e mistura dos mesmos.

[0094] Em uma modalidade preferida, o agente hidrofobizante é selecionado do grupo que consiste em ácido octanoico, ácido decanoico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido araquinídico e mistura dos mesmos. Preferivelmente, o agente hidrofobizante é selecionado do grupo que consiste em ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico e mistura dos mesmos.

[0095] Em uma modalidade especialmente preferida, o agente hidrofobizante é ácido esteárico.

[0096] Detalhes adicionais com relação ao GCC hidrofobizado e/ou PCC hidrofobizado são descritos em WO 2013/007717 A1, onde eles são descritos para a redução de piche em um meio aquoso gerado em um processo de fabricação de papel ou de formação de polpa, o conteúdo desta referência sendo incluído no presente pedido de patente.

[0097] O pelo menos um material adsorvente adicional, preferivelmente talco, carbonato de cálcio reagido na superfície, GCC hidrofobizado, PCC hidrofobizado e mistura dos mesmos, pode ser usado na forma de pó. Como uma alternativa, ele pode ser mantido em suspensão, opcionalmente adicionalmente estabilizado por um dispersante. Dispersantes convencionais conhecidos por versados podem ser usados. O dispersante pode ser aniônico ou catiônico.

[0098] Preferivelmente, o cPCC e o pelo menos um material adsorvente adicional, preferivelmente talco, MCC, GCC hidrofobizado, PCC hidrofobizado e mistura dos mesmos são misturados, preferivelmente na forma de pó, antes de ser colocado em contato com o pelo menos um material orgânico contendo meio aquoso a ser tratado. Combinação pode ser realizada por quaisquer meios convencionais conhecidos por versados.

[0099] Alternativamente, o cPCC e o pelo menos um material adsorvente adicional, preferivelmente talco, MCC, GCC hidrofobizado, PCC hidrofobizado e mistura dos mesmos podem ser adicionados ao pelo menos um material orgânico contendo meio aquoso em etapas separadas.

[00100] Por exemplo, a quantidade do pelo menos um material adsorvente adicional, preferivelmente talco, MCC, GCC hidrofobizado, PCC hidrofobizado e mistura dos mesmos, é < 25,0 % em peso, preferivelmente < 10,0 % em peso, mais preferivelmente < 5,0 % em peso e mais preferivelmente < 2,0 % em peso, com base no peso seco total de cPCC e o pelo menos um material adsorvente adicional.

[00101] Se o cPCC for usado em combinação com pelo menos um material adsorvente adicional, a quantidade do pelo menos um material adsorvente adicional é preferivelmente de 0,1 a 25,0 % em peso, mais preferivelmente de 0,1 a 10,0 % em peso, ainda mais preferivelmente de 0,5 a 5,0 % em peso e mais preferivelmente de 0,5 a 2,0 % em peso, com base no peso seco total de cPCC e o pelo menos um material adsorvente adicional.

[00102] Percebe-se que o meio aquoso obtido depois de usar o cPCC para adsorção e/ou redução da quantidade de pelo menos um material orgânico pode ser adicionalmente implementado em um processo da fabricação de papel. Neste contexto, deve-se notar que materiais de carga, preferivelmente não-cPCC ou GCC, podem ser adicionados ao meio aquoso obtido a ser implementado em um processo da fabricação de papel de maneira a melhorar as propriedades ópticas e/ou mecânicas do produto de papel final e que não contribuem para a capacidade de adsorção do cPCC. Assim, os materiais de carga que são adicionados em um subsequente processo da fabricação de papel não são considerados como material adsorvente adicional, no significado da presente invenção.

[00103] Além do mais, foi surpreendentemente observado que o cPCC da presente invenção é vantajosamente usado para adsorção e/ou redução da quantidade de pelo menos um material orgânico em um meio aquoso.

[00104] Um meio aquoso compreendendo pelo menos um material orgânico é preferivelmente entendido como um meio aquoso gerado em um processo de fabricação de papel ou de formação de polpa. Em uma modalidade da presente invenção, o meio aquoso compreendendo pelo menos um material orgânico é selecionado de polpa branqueada e não branqueada. Por exemplo, a polpa branqueada e não branqueada é selecionada do grupo compreendendo polpa mecânica, polpa triturada, mecânica termomecânica (TMP), polpa mecânica quimiotermomecânica (CTMP), polpa de kraft, polpa de sulfato, polpa reciclada e mistura dos mesmos.

[00105] “Polpa branqueada”, no significado da presente invenção, se refere à polpa sendo tratada para a remoção de lignina residual colorida para aumentar o brilho e melhorar a cor da polpa.

[00106] “Polpa não branqueada”, no significado da presente invenção, se refere à polpa que não foi branqueada.

[00107] “Polpa mecânica”, no significado da presente invenção, é preparada diminuindo toras e lascas do compensado nos respectivos componentes da fibra usando energia mecânica. Polpa contendo piche que pode ser submetida ao processo da presente invenção particularmente vem da polpa da madeira, que é o material mais comum usado para preparar materiais de papel.

[00108] “Polpa triturada”, da forma aqui usada, geralmente vem de árvores de madeira macia, tais como abeto, pinha, pinheiro, larício e cicuta, mas também algumas madeiras duras, tal como eucalipto e é produzida por madeira de trituração em fibras relativamente curtas com trituração de pedra.

[00109] “Mecânica termomecânica”, da forma aqui usada, é produzida em um processo termomecânico em que lacas ou serragem de madeira são amaciadas por vapor antes de entrar em um refinador pressurizado.

[00110] “Polpa quimiomecânica termomecânica”, da forma aqui usada, é produzida pelo tratamento de lascas de madeira com produtos químicos, tais como sulfito de sódio e vapor e subsequente tratamento mecânico.

[00111] “Polpa de sulfato” ou “polpa de kraft” são dois tipos de formação química da polpa em que Kraft é o processo predominante de formação da polpa na produção da polpa química. “Polpa química” é geralmente produzida pelo tratamento de lascas ou serragem de madeira com produtos químicos para liberar as fibras de celulose removendo agentes de ligação, tais como resinas de lignina e gomas.

[00112] “Polpa reciclada”, da forma aqui usada, é derivada de papel reciclado e papelão ou resíduo de papel.

[00113] O pelo menos um material orgânico, que pode ser adsorvido e/ou reduzido de acordo com a presente invenção pode ser descrito como pelo menos um material dissolvido e/ou coloidal gerado em um processo de fabricação de papel ou formação da polpa ou reciclagem de papel. Com relação a isto, nota-se que o pelo menos um material orgânico é tipicamente considerado como um contaminante no processo de fabricação de papel ou formação da polpa ou reciclagem de papel, uma vez que pode ter um impacto negativo na produção e na qualidade de um produto de papel final preparado dele.

[00114] A expressão “pelo menos um” material orgânico significa que um ou mais tipos de materiais orgânicos podem estar presentes no meio aquoso.

[00115] Desta forma, percebe-se que o pelo menos um material orgânico é um tipo de material orgânico. Alternativamente, o pelo menos um material orgânico é uma mistura de dois ou mais tipos de materiais orgânicos. Por exemplo, o pelo menos um material orgânico compreende uma pluralidade de materiais orgânicos.

[00116] O pelo menos um material dissolvido e/ou coloidal, isto é, o pelo menos um material orgânico, é preferivelmente originado de madeira e/ou resinas de madeira. Preferivelmente, o pelo menos um material dissolvido e/ou coloidal que é originado de madeira e/ou resinas de madeira é selecionado do grupo compreendendo polissacarídeos, tais como hemiceluloses, lignina, amida e pectinas, resinas ácidas, gorduras, ácidos graxos, álcoois graxos, terpenos, terpenoides, poli-isoprenos, esteróis, esteril ésteres, ceras e mistura dos mesmos. Entretanto, nota-se que a composição química do meio aquoso depende da fonte da fibra, tais como variedade da árvore e do crescimento sazonal do qual a amostra é gerada.

[00117] Com relação à polpa reciclada, deve-se notar que o termo pelo menos um material dissolvido e/ou coloidal é/são também usado para descrever materiais orgânicos originados de revestimentos de papel, aglutinantes de revestimento, tintas de impressão, produtos químicos, adesivos quentes e/ou adesivos. Estas substâncias dissolvidas e/ou coloidais compreendem uma variedade de diferentes materiais, tais como aglutinantes estireno-butadieno, látex em geral, borracha, vinil acrilatos, poli-isopreno, polibutadieno e similares.

[00118] Adicional ou alternativamente, o pelo menos um material orgânico a ser adsorvido e/ou reduzido no meio aquoso pode ser pelo menos um composto de rompimento endócrino (EDC), que pode estar presente, por exemplo, em água residual urbana, água residual industrial, água de beber, água residual agrícola ou água residual de cervejarias ou outras indústrias de bebida.

[00119] Há uma preocupação crescente com relação à ubiquidade de EDCs de qualquer origem no ambiente. De fato, a informação com relação a um possível papel destes compostos em inúmeras tendências de saúde negativas na fauna selvagem e homens continua a crescer, incluindo o desequilíbrio hormonal (feminização) e sucesso reprodutivo alterado na fauna selvagem, tais como em peixe e aves; e a maior incidência de câncer de mama, testículo e próstata, bem como disfunções imunológicas e neurológicas em humanos. Estes eventos podem ocorrer em concentrações relativas baixas, ambientalmente relevantes de 0,1 a 20 ngdm-3. Graças ao limite de detecção continuamente decrescente de EDCs, um melhor entendimento com relação à disponibilidade e efeito destes compostos no ambiente é possível.

[00120] Os EDCs, que podem ser adsorvidos e/ou cuja quantidade pode ser reduzida no meio aquoso usando o cPCC são selecionados do grupo compreendendo, por exemplo, hormônios endógenos, tais como 17β-estradiol (E2), estrona (E1), estriol (E3), testosterona ou di-hidro testosterona; hormônios fito e mímico, tais como β-sitosterol, genisteína, daidzeína ou zeraleona; medicamentos, tais como 17α-etinilestradiol (EE2), mestranol (ME), dietilestilbestrol (DES) e produtos químicos industriais, tais como 4- nonil fenol (NP), 4-terc-octil fenol (OP), bisfenol A (BPA), tributilestanho (TBT), metil mercúrio, ftalatos, PAK ou PCB.

[00121] Em uma modalidade preferida, o pelo menos um material orgânico, isto é, o pelo menos um material dissolvido e/ou coloidal, no meio aquoso é não iônico e/ou aniônico.

[00122] A quantidade total de tal pelo menos um material orgânico no meio aquoso antes da adição do cPCC, avaliado com base na demanda de oxigênio químico (COD), é preferivelmente de 20 a 10.000 mg O2/dm3, medida de acordo com o método de medição provido nos na seção dos exemplos a seguir.

[00123] O pH do meio aquoso antes da adição do cPCC é preferivelmente maior que 6, mais preferivelmente maior que 7.

[00124] O cPCC pode ser colocado em contato com o pelo menos um material orgânico contendo meio aquoso por quaisquer meios convencionais conhecidos por versados.

[00125] O cPCC e o material adsorvente adicional opcional podem ser adicionados ao meio aquoso na forma de pó ou na forma de uma suspensão aquosa conforme descrito anteriormente. No contexto da presente invenção, também é possível prover uma fase imóvel, por exemplo, na forma de uma torta ou camada, compreendendo o cPCC e o material adsorvente adicional opcional, de maneira tal que o meio aquoso corra através da dita fase imóvel. Em uma modalidade alternativa, o meio aquoso a ser purificado é passado através de um filtro permeável compreendendo o cPCC e o material adsorvente adicional opcional e sendo capaz de reter, por meio de exclusão por tamanho, o pelo menos um material orgânico na superfície do filtro, uma vez que o líquido é passado através por gravidade e/ou em vácuo e/ou em pressão. Este processo é chamado “filtração na superfície”.

[00126] Em uma outra técnica conhecida como filtração em profundidade, um auxiliar de filtração compreendendo inúmeras passagens tortuosas de vários diâmetros e configurações retém o pelo menos um material orgânico por forças moleculares e/ou elétricas que adsorvem o pelo menos um material orgânico no cPCC e o material adsorvente adicional opcional que está presente nas ditas passagens, e/ou por exclusão por tamanho, retendo as partículas de material orgânico se elas não forem muito grandes para passar através de toda a espessura da camada do filtro.

[00127] Preferivelmente, o cPCC e o material adsorvente adicional opcional são adicionados ao pelo menos um meio aquoso contendo material orgânico, por exemplo, por meio de agitação. A quantidade de cPCC depende do tipo do pelo menos um material orgânico a ser adsorvido e/ou reduzido. Preferivelmente, o cPCC é adicionado ao meio aquoso em uma quantidade de 0,05 a 90,0 % em peso, preferivelmente de 0,1 a 50,0 % em peso, mais preferivelmente de 0,25 a 25,0 % em peso, ainda mais preferivelmente de 0,5 a 10,0 % em peso e mais preferivelmente de 0,5 a 5,0 % em peso, com base no peso total das fibras secas no forno (100 °C) no meio aquoso.

[00128] Se pelo menos um EDC for removido do meio aquoso, o cPCC é preferivelmente adicionado ao meio aquoso em dosagens (base no peso) de 102 a 109 vezes a massa de EDCs, preferivelmente de 2 *104 a 106 e mais preferivelmente de 104 a 3 * 105.

[00129] Se o cPCC for usado em combinação com um material adsorvente adicional, o cPCC e o material adsorvente adicional são adicionados ao meio aquoso em uma quantidade total de 0,05 a 90,0 % em peso, preferivelmente de 0,1 a 50,0 % em peso, mais preferivelmente de 0,25 a 25,0 % em peso, ainda mais preferivelmente de 0,5 a 10,0 % em peso e mais preferivelmente de 0,5 a 5,0 % em peso, com base no peso total das fibras secas no forno (100 °C) no meio aquoso.

[00130] Se pelo menos um EDC for removido do meio aquoso, o cPCC e o material adsorvente adicional são preferivelmente adicionados ao meio aquoso em dosagens (com base no peso) de 102 a 109 vezes a massa de EDCs, preferivelmente de 2 *104 a 106 e mais preferivelmente de 104 a 3 * 105.

[00131] Depois da adsorção e/ou redução da quantidade do pelo menos um material orgânico ser completo, os compósitos formados de cPCC, material orgânico e materiais adicionais opcionais podem ser separados do meio aquoso por meios de separação convencionais conhecidos por versados, tais como sedimentação, centrifugação e filtração. Preferivelmente, os compósitos formados são separados do meio aquoso por filtração.

[00132] O meio aquoso obtido depois da adição do cPCC ao meio aquoso e a subsequente separação dos compósitos formados de cPCC, material orgânico e materiais adicionais opcionais do meio aquoso, contém uma quantidade do pelo menos um material orgânico que é menor que a quantidade do pelo menos um material orgânico contido em um meio aquoso correspondente obtido pelo mesmo processo, mas sem usar o cPCC.

[00133] A palavra “sem usar o cPCC” da forma aqui usada se refere ao uso de um material adsorvente alternativo sendo livre de cPCC. Nota-se que o termo “livre” reflete a quantidade de cPCC sendo adicionada ao meio aquoso e é preferivelmente bem abaixo de 0,05 % em peso, com base no peso total de material adsorvente adicionados ao meio aquoso.

[00134] Também se percebe que a quantidade do pelo menos um material orgânico no meio aquoso é reduzida depois da adição do cPCC ao meio aquoso e a subsequente separação dos compósitos formados de cPCC, comparada a quantidade inicial do pelo menos um material orgânico no meio aquoso, isto é, antes da adição do cPCC ao meio aquoso.

[00135] Assim, prefere-se que depois da adição do cPCC ao meio aquoso e da subsequente separação dos compósitos formados de cPCC, material orgânico e materiais adicionais opcionais do meio aquoso, a turbidez do meio aquoso seja reduzida comparada à turbidez de um meio aquoso sem o uso do cPCC.

[00136] Preferivelmente, a redução na turbidez adicionando o cPCC ao meio aquoso pode ser expressa em que o meio aquoso, depois da adição do cPCC em uma quantidade de pelo menos 10 g/L, preferivelmente 10 g/L, meio aquoso, tem uma turbidez sendo pelo menos 20,0 %, preferivelmente pelo menos 40,0 %, mais preferivelmente pelo menos 50,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 75,0 % e mais preferivelmente pelo menos 90,0 % abaixo da turbidez inicial, isto é, a turbidez (NTU) do meio aquoso antes da adição do cPCC.

[00137] Em uma modalidade da presente invenção, a redução na turbidez adicionando o cPCC ao meio aquoso pode ser expressa em que o meio aquoso, depois da adição do cPCC em uma quantidade de pelo menos 15 g/L, preferivelmente 15 g/L, meio aquoso, tem uma turbidez sendo pelo menos 75,0 %, preferivelmente pelo menos 85,0 %, mais preferivelmente pelo menos 90,0 % e mais preferivelmente pelo menos 95,0 % abaixo da turbidez inicial, isto é, a turbidez (NTU) do meio aquoso antes da adição do cPCC. Por exemplo, a redução na turbidez adicionando o cPCC ao meio aquoso pode ser expressa em que o meio aquoso, depois da adição do cPCC em uma quantidade de pelo menos 20 g/L, preferivelmente de 20 a 60 g/L, meio aquoso, tem uma turbidez sendo pelo menos 80,0 %, preferivelmente pelo menos 90,0 %, mais preferivelmente pelo menos 95,0 % e mais preferivelmente pelo menos 98.0 % abaixo da turbidez inicial, isto é, a turbidez (NTU) do meio aquoso antes da adição do cPCC.

[00138] Prefere-se que a adsorção e/ou redução da quantidade do pelo menos um material orgânico no meio aquoso seja realizada quando o meio aquoso tem uma razão de turbidez (turbidezantes/turbidezdepois) de > 2, preferivelmente > 5, mais preferivelmente > 10, ainda mais preferivelmente > 25, ainda mais preferivelmente > 50 e mais preferivelmente > 100

[00139] em que

[00140] (turbidezantes) é a turbidez (NTU) do meio aquoso antes da adição do cPCC,

[00141] (turbidezdepois) é a turbidez (NTU) do meio aquoso depois da adição do cPCC em uma quantidade de pelo menos 10 g/L meio aquoso.

[00142] Adicional ou alternativamente, depois da adição do cPCC ao meio aquoso e da subsequente separação dos compósitos formados de cPCC, material orgânico e materiais adicionais opcionais do meio aquoso, a demanda de oxigênio químico (COD) do meio aquoso é reduzida comparada à COD de um meio aquoso sem o uso do cPCC.

[00143] Preferivelmente, a redução na COD adicionando o cPCC ao meio aquoso pode ser expressa em que o meio aquoso, depois da adição do cPCC em uma quantidade de pelo menos 10 g/L, preferivelmente 10 g/L, meio aquoso, tem uma demanda de oxigênio químico (COD) sendo pelo menos 1,0 %, preferivelmente pelo menos 5,0 %, mais preferivelmente pelo menos 10,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 15,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 20 % e mais preferivelmente pelo menos 50,0 % abaixo da COD inicial, isto é, a COD (mg/L) do meio aquoso antes da adição do cPCC.

[00144] Em uma modalidade da presente invenção, a redução na COD adicionando o cPCC ao meio aquoso pode ser expressa em que o meio aquoso, depois da adição do cPCC em uma quantidade de pelo menos 20 g/L, preferivelmente 20 g/L, meio aquoso, tem uma demanda de oxigênio químico (COD) sendo pelo menos 10,0 %, preferivelmente pelo menos 12,0 %, mais preferivelmente pelo menos 15,0 % e mais preferivelmente pelo menos 20,0 % abaixo da COD inicial, isto é, a COD (mg/L) do meio aquoso antes da adição do cPCC.

[00145] Prefere-se que a adsorção e/ou redução da quantidade do pelo menos um material orgânico no meio aquoso seja realizada quando o meio aquoso tem uma razão COD (CODantes/CODdepois) de > 1,01, preferivelmente > 1,1, mais preferivelmente > 1,2 e mais preferivelmente de 1,2 a 1,5

[00146] em que

[00147] (CODantes) é a COD (mg/L) do meio aquoso antes da adição do cPCC,

[00148] (CODdepois) é a COD (mg/L) do meio aquoso depois da adição do cPCC em uma quantidade de pelo menos 10 g/L meio aquoso.

[00149] Adicional ou alternativamente, depois da adição do cPCC ao meio aquoso e da subsequente separação dos compósitos formados de cPCC, material orgânico e materiais adicionais opcionais do meio aquoso, a carga eletroquímica (SCD) do meio aquoso é aumentada, comparada à carga eletroquímica de um meio aquoso sem o uso do cPCC.

[00150] Com relação à palavra “carga eletroquímica é aumentada” nota-se que se refere a uma redução da carga aniônica no meio aquoso usando o cPCC.

[00151] Preferivelmente, o aumento da carga eletroquímica adicionando o cPCC ao meio aquoso pode ser expressa em que o meio aquoso, depois da adição do cPCC em uma quantidade de pelo menos 10 g/L, preferivelmente 10 g/L, meio aquoso, tem uma carga eletroquímica (SCD) sendo pelo menos 5 %, preferivelmente pelo menos 15,0 %, mais preferivelmente pelo menos 20,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 25,0 % e mais preferivelmente pelo menos 50,0 % acima da carga eletroquímica inicial, isto é, a carga eletroquímica (μEq/g) do meio aquoso antes da adição do cPCC.

[00152] Em uma modalidade da presente invenção, o aumento da carga eletroquímica adicionando o cPCC ao meio aquoso pode ser expressa em que o meio aquoso, depois da adição do cPCC em uma quantidade de pelo menos 50 g/L, preferivelmente 50 g/L, meio aquoso, tem uma carga eletroquímica (SCD) sendo pelo menos 25,0 %, preferivelmente pelo menos 50,0 %, mais preferivelmente pelo menos 60,0 % e mais preferivelmente pelo menos 70,0 % acima da carga eletroquímica inicial, isto é, a carga eletroquímica (μEq/g) do meio aquoso antes da adição do cPCC.

[00153] Prefere-se que a adsorção e/ou redução da quantidade do pelo menos um material orgânico no meio aquoso seja realizada quando o meio aquoso tem uma razão SCD (SCDantes/SCDdepois) de > 1,2, preferivelmente > 1,3, mais preferivelmente > 1,4 e mais preferivelmente de 1,4 a 8

[00154] em que

[00155] (SCDantes) é o SCD (μEq/g) do meio aquoso antes da adição do cPCC,

[00156] (SCDdepois) é o SCD (μEq/g) do meio aquoso depois da adição do cPCC em uma quantidade de pelo menos 10 g/L meio aquoso.

[00157] Em uma modalidade da presente invenção, depois da adição do cPCC ao meio aquoso e da subsequente separação dos compósitos formados de cPCC, material orgânico e materiais adicionais opcionais do meio aquoso, a turbidez do meio aquoso é reduzida, comparada à turbidez de um meio aquoso sem o uso do cPCC, ou a demanda de oxigênio químico (COD) do meio aquoso é reduzida, comparada à COD de um meio aquoso sem o uso do cPCC, ou a carga eletroquímica (SCD) do meio aquoso é aumentada, comparada à carga eletroquímica de um meio aquoso sem o uso do cPCC.

[00158] Desta forma, percebe-se que o meio aquoso, depois da adição do cPCC em uma quantidade de pelo menos 10 g/L meio aquoso, tem uma turbidez sendo pelo menos 20 %, preferivelmente pelo menos 40,0 %, mais preferivelmente pelo menos 50,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 75,0 % e mais preferivelmente pelo menos 90,0 % abaixo da turbidez inicial, isto é, a turbidez (NTU) do meio aquoso antes da adição do cPCC, ou uma demanda de oxigênio químico (COD) sendo pelo menos 1,0 %, preferivelmente pelo menos 5,0 %, mais preferivelmente pelo menos 10,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 15,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 20,0 % e mais preferivelmente pelo menos 50,0 % abaixo do COD inicial, isto é, a COD (mg/L) do meio aquoso antes da adição do cPCC, ou uma carga eletroquímica (SCD) sendo pelo menos 5 %, preferivelmente pelo menos 15,0 %, mais preferivelmente pelo menos 20,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 25,0 % e mais preferivelmente pelo menos 50,0 % acima da carga eletroquímica inicial, isto é, a carga eletroquímica (μEq/g) do meio aquoso antes da adição do cPCC.

[00159] Alternativamente, depois da adição do cPCC ao meio aquoso e da subsequente separação dos compósitos formados de cPCC, material orgânico e materiais adicionais opcionais do meio aquoso, a turbidez do meio aquoso é reduzida, comparada à turbidez de um meio aquoso sem o uso do cPCC e a demanda de oxigênio químico (COD) do meio aquoso é reduzida, comparada à COD de um meio aquoso sem o uso do cPCC e a carga eletroquímica (SCD) do meio aquoso é aumentada, comparada à carga eletroquímica de um meio aquoso sem o uso do cPCC.

[00160] Desta forma, percebe-se que o meio aquoso, depois da adição do cPCC em uma quantidade de pelo menos 10 g/L meio aquoso, tem uma turbidez sendo pelo menos 20 %, preferivelmente pelo menos 40,0 %, mais preferivelmente pelo menos 50,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 75,0 % e mais preferivelmente pelo menos 90,0 % abaixo da turbidez inicial, isto é, a turbidez (NTU) do meio aquoso antes da adição do cPCC e uma demanda de oxigênio químico (COD) sendo pelo menos 1,0 %, preferivelmente pelo menos 5,0 %, mais preferivelmente pelo menos 10,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 15,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 20,0 % e mais preferivelmente pelo menos 50,0 % abaixo do COD inicial, isto é, a COD (mg/L) do meio aquoso antes da adição do cPCC e uma carga eletroquímica (SCD) sendo pelo menos 5 %, preferivelmente pelo menos 15,0 %, mais preferivelmente pelo menos 20,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 25,0 % e mais preferivelmente pelo menos 50,0 % acima da carga eletroquímica inicial, isto é, a carga eletroquímica (μEq/g) do meio aquoso antes da adição do cPCC.

[00161] Os seguintes exemplos ilustrarão a presente invenção, mas não devem limitar a invenção de nenhuma maneira.

EXEMPLOS Métodos de Medição Área superficial BET específica de um material (m2/ g)

[00162] Valores da área superficial BET específica foram determinados usando nitrogênio e o método BET de acordo com ISO 9277.

Distribuição do tamanho da partícula (% em massa das partículas com um diâmetro < X) e diâmetro do grão mediano em peso (d50) do material particulado

[00163] Diâmetro do grão mediano em peso e distribuição da massa do diâmetro do grão de um material particulado foram determinados por meio do método de sedimentação, isto é, uma análise do comportamento de sedimentação em um campo gravimétrico. A medição foi feita com um SedigraphTM 5100.

[00164] O método e o instrumento são conhecidos por versados e são comumente usados para determinar o tamanho do grão das cargas e pigmentos. A medição é realizada em uma solução aquosa de 0,1 % em peso de Na4P2O7. As amostras foram dispersas usando um agitador de alta velocidade e ultrassônico.

Medição do pH da suspensão

[00165] O pH de uma suspensão foi medido a 23°C usando um medidor de pH Mettler ToledoTM Seven Easy equipado com a unidade de expansão do pH Mettler ToledoTM correspondente e um eletrodo de pH Mettler Toledo InLab® 730 Expert Pro.

[00166] Uma calibração de três pontos (de acordo com o método do segmento) do instrumento é primeiro feita usando soluções tampão comercialmente disponíveis tendo valores de pH de 4, 7 e 10 a 20°C (da AldrichTM).

[00167] Os valores de pH reportados são os valores de ponto final detectados pelo instrumento (o ponto final é quando o sinal da medida difere em menos que 0,1 mV da média dos últimos 6 segundos).

Condutividade (mS/cm)

[00168] A condutividade foi medida a 25°C usando instrumentação Mettler Toledo Seven Multi equipada com a unidade de expansão da condutividade Mettler Toledo correspondente e uma sonda de condutividade Mettler Toledo InLab® 730, diretamente depois da agitação do meio aquoso a 1.500 rpm usando um agitador de disco dentado pendraulik.

[00169] O instrumento é primeiro calibrado na faixa de condutividade relevante usando soluções de calibração comercialmente disponíveis da Mettler Toledo. A influência da temperatura na condutividade é automaticamente corrigida pelo modo de correção linear.

[00170] As condutividades medidas são reportadas para a temperatura de referência de 20 °C. Os valores de condutividade reportados são os valores de ponto final detectados pelo instrumento (o ponto final é quando a condutividade medida difere em menos que 0,4 % da média dos últimos 6 segundos).

Peso dos sólidos (% em peso) de um material em suspensão

[00171] O peso dos sólidos é determinado dividindo o peso do material sólido pelo peso total da suspensão aquosa.

[00172] O peso do material sólido é determinado pesando o material sólido obtido evaporando a fase aquosa da suspensão e secando o material obtido a um peso constante.

Análise gravimétrica de uma suspensão (mg/dm3)

[00173] Para uma análise gravimétrica, uma amostra de 100 cm3 de meio aquoso foi colocada em um béquer de alumínio pré-pesado e seca em um forno (90 °C, 24 h) para obter uma quantidade total de resíduo não volátil no meio aquoso, isto é, qualquer material orgânico e inorgânico.

Análise da turbidez da suspensão (NTU)

[00174] Amostras de 45 cm3 foram usadas para analisar turbidez causada por substâncias coloidais por meio de uma sonda de turbidez NOVASINA 155 Model NTM-S. A medição foi realizada na fase líquida aquosa das amostras obtidas separando as substâncias sólidas da fase líquida, por exemplo, por filtração. Este instrumento transmite luz no espectro próximo ao infravermelho através de uma sonda de fibra óptica onde o feixe emergente é espalhado por pequenas partículas em suspensão. A luz espalhada de volta a 180° é coletada por fibra ópticas paralelas na sonda e focada em um fotodiodo. O sinal resultante é amplificado e apresentado diretamente em Unidades de Turbidez Nefelométrica (NTU), definidas como a intensidade de luz a um comprimento de onda especificado espalhado, atenuado ou absorvido pelas partículas suspensas, a um ângulo especificado do método do caminho da luz incidente, comparado a um padrão preparado quimicamente sintético. Interferência da luz ambiente é eliminada pela adoção de um sinal de transmissão modulado, removendo a necessidade de sistemas de manuseio da amostra à prova de luz.

Demanda de oxigênio químico (COD, mg 02/dm3)

[00175] Amostras de 2 cm3 foram usadas para preparar análises da demanda de oxigênio químico (COD), que dá um valor para o teor orgânico total no meio aquoso. A medição foi realizada na fase líquida aquosa das amostras obtidas separando as substâncias sólidas da fase líquida, por exemplo, por filtração. A análise de COD expressa a quantidade de oxigênio necessária para a oxidação de materiais orgânicos em CO2 e foi medida usando um Lange CSB LCK 014, faixa 1.000 a 10.000 mg dm-3 com uma cubeta LASA 1/plus.

Equivalência do Detector da Corrente de Transmissão (SCD, μEq/g)

[00176] Titulação SCD mede a carga eletroquímica total das substâncias dissolvidas e coloidais em suspensão e foi avaliada usando instrumentação Mütek PDC-03.

Materiais Amostra de TMP

[00177] A amostra de TMP que consiste em 70 % em peso, com base no peso total das fibras secas em forno (100 °C) na amostra, de abeto, o resto sendo composto de pinheiro e uma parte pequena de pinha, foi coletada de um papel Suíço triturado diretamente depois da seleção e antes da etapa de branqueamento. A amostra de TMP foi coletada a uma temperatura de 95 °C. Ela teve uma consistência de 2,3 % e um pH de 6,5. A amostra foi resfriada durante toda a noite a temperatura ambiente (rt) e filtrada através de um filtro de 2 μm para remover todas as partículas finas e fibras. Avaliação microscópica luminosa depois da filtração não revelou a presença de nenhuma fibra. O filtrado de TMP teve um pH de 7,0, condutividade de 1,27 mS/cm e uma turbidez de 490 NTU. A concentração do eletrólito e composição é mostrada na tabela 1.Tabela 1: Concentração do eletrólito e composição da amostra de TMP

[00178] O filtrado de TMP foi titulado em função do pH e turbidez e mobilidade eletroforética foram registrados. O pH foi primeiro ajustado a um pH de 11 com solução de NaOH 0,1 M e subsequentemente titulado com solução de HCl 0,1 M a 2,7. Pode-se ver que a turbidez aumentou com a diminuição do pH (Fig. 1). O efeito fica menos pronunciado em pH alcalino. Isto é principalmente relacionado à dissolução da resina e ácidos graxos. A mobilidade eletroforética (EM) das partículas no filtrado de TMP (Fig. 2) foi estável na região de pH relevante de 7 a 9. Entretanto, é importante notar que abaixo de pH 4, a mobilidade eletroforética substancialmente aumentou para 0 (pzc) indicando uma menor estabilidade das partículas como um resultado da protonação dos ânions ácidos das resinas e ácidos graxos formando carreadores de carga protonizada. O ponto de carga zero (pzc) é em torno de 2. Acima de um pH 10, o EM fortemente diminuiu, apontando para saponificação completa dos triglicerídeos, bem como da resina e ácidos graxos.

Materiais adsorventes

[00179] Um PCC escalenoédrico, um PCC coloidal e talco (Finntalc P05 da Mondo Minerais, Holanda) foram testados como materiais adsorventes. Suas propriedades são listadas na tabela 2. Tabela 2: Propriedades dos materiais adsorventes

Preparação da amostra de TMP/material adsorvente

[00180] Depois da filtração descrita anteriormente, o filtrado de TMP foi colocado em garrafas plásticas e o material adsorvente correspondente foi dosado na forma de lama livre química. As dosagens do material adsorvente foram escolhidas para ser entre 1 e 50 g/L de filtrado de TMP. A água adicionada das lamas do material adsorvente foi nivelada por água adicional para as amostras contendo baixo teor de mineral de maneira a ter a mesma diluição através da série de experimentos. As garrafas foram bem misturadas sacudindo e então agitadas por 2 horas com tampa fechada. Em seguida, as suspensões foram centrifugadas com 2.580 rpm. As fases sólidas e líquidas foram separadas e a fase líquida superior foi analisada com relação à turbidez, COD, gravimetria, pH, condutividade, SCD e íons (Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42-).

Resultados

[00181] Conforme pode ser concluído a partir da figura 3, talco teve o menor impacto no pH. O pH aumentou de 7 para 7,7. O pH aumentou fortemente para cPCC e sPCC. CPCC apresentou o maior aumento até 8,7.

[00182] Ao contrário, o cPCC apresentou um aumento muito menor da condutividade (Fig. 4), que é comparável à condutividade medida para talco. SPCC apresentou o maior aumento na condutividade dos três minerais.

[00183] Além do mais, nota-se que as concentrações de íon cálcio e magnésio foram na maioria afetadas pelo tratamento com material adsorvente correspondente. Em particular, a concentração de cálcio dopou com dosagem de material adsorvente crescente, enquanto que a concentração de magnésio aumentou com a dosagem de material adsorvente crescente.

[00184] Conforme pode ser concluído a partir da figura 5, o cPCC foi o material adsorvente mais eficiente para reduzir a carga aniônica do filtrado de TMP.

[00185] Todos os três materiais adsorventes claramente reduziram a turbidez do filtrado de TMP (Fig. 6). Entretanto, a maior redução na turbidez foi medida para o cPCC. Talco apresentou baixas dosagens em um meio redução. Uma adição do talco de mais que 20 g/L de meio aquoso não reduz adicionalmente a turbidez. Inicialmente, o sPCC apresentou a redução na turbidez mais fraca, mas excedeu o talco acima de uma dosagem de 20 g/L de meio aquoso. A análise de turbidez para o cPCC mostrou um maior potencial na coleta de coloidal e, desta forma, material extraível do filtrado de TMP. Similarmente, a análise da demanda de oxigênio químico (Fig. 7) mostrou o alto potencial do cPCC como um material adsorvente eficiente para constituintes de resina da madeira. Pode ser adicionalmente notado que talco teve desempenho quase tão bom quanto o cPCC na análise da COD. Isto pode ser atribuído à alta afinidade do talco para a fração dissolvida em hemiceluloses particulares e lignina. Um gráfico da COD em função da turbidez (Fig. 8) ilustrou isto bem. A inclinação da região linear indicou a razão de material coloidal para dissolvido que foi adsorvido. Abaixo de um certo nível de turbidez, os dados para cPCC desviaram do comportamento linear, indicando uma mudança na razão do material dissolvido em função do coloidal na direção da fração dissolvida.

[00186] A quantificação do resíduo gravimétrico (Fig. 9) confirmou os dados obtidos para análise de turbidez. Em particular, pode ser concluído que cPCC reduziu o resíduo gravimétrico mais eficientemente. Isto é seguido por talco novamente atingindo um valor onde a redução foi interrompida (> 20 g/L de meio aquoso).

[00187] Assim, se pode concluir que todos os materiais adsorventes testados no presente pedido de patente agem para adsorver substâncias dissolvidas e coloidais de um filtrado de TMP e, assim, são efetivos na redução da quantidade de materiais orgânicos no filtrado de TMP. Entretanto, observou-se que cPCC foi o material adsorvente surpreendentemente mais eficiente, conforme pode ser concluído a partir da análise da turbidez, COD e gravimétrica.

Claims (15)

1. Uso de um carbonato de cálcio precipitado coloidal (cPCC) para adsorção e/ou redução da quantidade de pelo menos um material orgânico em um meio aquoso, caracterizado pelo fato de que o cPCC tem uma área de superfície específica de pelo menos 5,0 m2/g, medida usando nitrogênio e o método BET, em que o cPCC está na forma de agregados de partículas individuais de PCC e o cPCC compreende agregados tendo um valor d50 de diâmetro de partícula mediano em peso de 0,1 a 50,0 μm, e os agregados de cPCC consistem em cristais únicos tendo um valor d50 de diâmetro de partícula mediano em peso de 0,01 a 5,0 μm, medida de acordo com o método de sedimentação.

2. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o cPCC tem uma área de superfície específica de 5,0 m2/g a 200,0 m2/g, preferivelmente de 10,0 m2/g a 100,0 m2/g e mais preferivelmente de 15,0 m2/g a 50,0 m2/g, medida usando nitrogênio e o método BET.

3. Uso de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o cPCC compreende agregados tendo um valor d50 de diâmetro de partícula mediano em peso de 0,2 a 25,0 μm, mais preferivelmente de 0,3 a 10,0 μm e mais preferivelmente de 0,4 a 5,0 μm, medidos de acordo com o método de sedimentação.

4. Uso de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado pelo fato de que os agregados de cPCC consistem em cristais únicos tendo um valor d50 de diâmetro de partícula mediano em peso de 0,02 a 2,5 μm, mais preferivelmente de 0,03 a 1,0 μm e mais preferivelmente de 0,04 a 0,5 μm, medidos de acordo com o método de sedimentação.

5. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o cPCC é na forma de pó ou na forma de uma suspensão aquosa compreendendo o cPCC e tendo um pH de > 6,0, medido a 20 °C (± 1 °C).

6. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o cPCC é a) tratado na superfície com pelo menos um ácido carboxílico alifático tendo uma quantidade total de átomos de carbono de C4 a C24, preferivelmente ácido esteárico, e/ou b) estabilizado com um ou mais dispersantes, preferivelmente um ou mais dispersantes catiônicos e/ou aniônicos.

7. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o cPCC é usado em combinação com pelo menos um material adsorvente adicional selecionado do grupo compreendendo talco, caulim, caulim calcinado, carbonato de cálcio natural selecionado de mármore, cal, calcita, calcário e dolomita, PCC não coloidal, gesso, materiais contendo silicato, minerais contendo hidróxido, sulfoaluminatos de cálcio, partículas plásticas, pigmentos orgânicos, carbonato de cálcio reagido na superfície, GCC hidrofobizado, PCC hidrofobizado e mistura dos mesmos, preferivelmente talco, carbonato de cálcio reagido na superfície, GCC hidrofobizado, PCC hidrofobizado e mistura dos mesmos.

8. Uso de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a quantidade do pelo menos um material adsorvente adicional é < 25,0 % em peso, preferivelmente < 10,0 % em peso, mais preferivelmente < 5,0 % em peso e mais preferivelmente < 2,0 % em peso, com base no peso seco total de cPCC e o pelo menos um material adsorvente adicional.

9. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o meio aquoso compreendendo pelo menos um material orgânico é gerado em um processo de fabricação de papel ou de formação de polpa, preferivelmente o meio aquoso é selecionado de polpa branqueada e não branqueada, tais como polpa mecânica, polpa triturada, mecânica termomecânica (TMP), polpa mecânica quimiotermomecânica (CTMP), polpa de kraft, polpa de sulfato, polpa reciclada e mistura dos mesmos.

10. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um material orgânico no meio aquoso é pelo menos um material dissolvido e/ou coloidal gerado em um processo de fabricação de papel ou formação da polpa ou reciclagem de papel.

11. Uso de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um material dissolvido e/ou coloidal é/são a) originado de madeira e/ou resinas de madeira, preferivelmente selecionado do grupo compreendendo polissacarídeos, tais como hemiceluloses, lignina, amido e pectinas, resinas ácidas, gorduras, ácidos graxos, álcoois graxos, terpenos, terpenoides, poli-isoprenos, esteróis, esteril ésteres, ceras e mistura dos mesmos, e/ou b) originado de revestimentos de papel, aglutinantes de revestimento, tintas de impressão, produtos químicos para remoção de tinta, adesivos quentes e/ou adesivos.

12. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o cPCC é adicionado ao meio aquoso em uma quantidade de 0,05 a 90,0 % em peso, preferivelmente de 0,1 a 50,0 % em peso, mais preferivelmente de 0,25 a 25,0 % em peso, ainda mais preferivelmente de 0,5 a 10,0 % em peso e mais preferivelmente de 0,5 a 5,0 % em peso, com base no peso total das fibras secas em forno (100 °C) no meio aquoso.

13. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um material orgânico no meio aquoso é pelo menos um composto de rompimento endócrino (EDC), preferivelmente o pelo menos um EDC é selecionado do grupo compreendendo hormônios endógenos, tais como 17[beta]-estradiol (E2), estrona (E1), estriol (E3), testosterona ou di-hidro testosterona; hormônios fito e mímico, tais como [beta]-sitosterol, genisteína, daidzeína ou zearalenona; medicamentos, tais como 17[alfa]-etinilestradiol (EE2), mestranol (ME), dietilstilbestrol (DES) e produtos químicos industriais, tais como 4-nonil fenol (NP), A- terc-octil fenol (OP), bisfenol A (BPA), tributilestanho (TBT), metil mercúrio, ftalatos, PAK ou PCB.

14. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que depois da adição do cPCC a) a turbidez do meio aquoso é reduzida, comparada à turbidez de um meio aquoso sem o uso do cPCC, e/ou b) a demanda de oxigênio químico (COD) do meio aquoso é reduzida, comparada à COD de um meio aquoso sem o uso do cPCC, e/ou c) a carga eletroquímica (SCD) do meio aquoso é aumentada, comparada à carga eletroquímica de um meio aquoso sem o uso do cPCC.

15. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o meio aquoso, depois da adição do cPCC em uma quantidade de pelo menos 10 g/L meio aquoso, tem a) uma turbidez sendo pelo menos 20 %, preferivelmente pelo menos 40,0 %, mais preferivelmente pelo menos 50,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 75,0 % e mais preferivelmente pelo menos 90,0 % abaixo da turbidez inicial, isto é, a turbidez (NTU) do meio aquoso antes da adição do cPCC, e/ou b) uma demanda de oxigênio químico (COD) sendo pelo menos 1,0 %, preferivelmente pelo menos 5,0 %, mais preferivelmente pelo menos 10,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 15,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 20,0 % e mais preferivelmente pelo menos 50,0 % abaixo do COD inicial, isto é, a COD (mg/L) do meio aquoso antes da adição do cPCC, e/ou c) uma carga eletroquímica (SCD) sendo pelo menos 5 %, preferivelmente pelo menos 15,0 %, mais preferivelmente pelo menos 20,0 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 25,0 % e mais preferivelmente pelo menos 50,0 % acima da carga eletroquímica inicial, isto é, a carga eletroquímica (μEq/g) do meio aquoso antes da adição do cPCC.

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