BR9815857B1

BR9815857B1 - combination of additives for use in a pulp rinse stage, and process to brighten a pulp.

Info

Publication number: BR9815857B1
Application number: BRPI9815857-0A
Authority: BR
Inventors: Timothy D Evans; Raymond C Francis
Priority date: 1998-05-15
Filing date: 1998-05-15
Publication date: 2010-11-30
Also published as: BR9815857A

Description

"COMBINAÇÃO DE ADITIVOS PARA USO EM UM ESTÁGIO DEABRILHANTAMENTO DE POLPAS, E, PROCESSO PARAABRILHANTAR UMA POLPA"."COMBINATION OF ADDITIVES FOR USE IN A PULP-INCREASING STAGE, AND PROCESS TO FINISH A PULP".

CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF INVENTION

A presente invenção diz respeito ao abrilhantamento de polpasquímicas e de polpas residuais destingidas, misturadas, de instalações, eparticularmente ao abrilhantamento de tais polpas em um estágio usandoperóxido ou peróxido/oxigênio para o abrilhantamento.The present invention relates to the rinse-off of bleached, mixed, plant-based waste pulps and polymers, and in particular to the rinse-off of such pulps at a peroxide or peroxide / oxygen stage for rinse-off.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

O processo de fabricação de papel a partir da madeira envolveos seguintes estágios, em geral: (1) remoção da casca; (2) lascamento damadeira; (3) formação de polpa; (4) abrilhantamento; e (5) formação de umafolha de papel em uma máquina. Durante a formação da polpa, a madeira éreduzida ao seu estado fibroso, com uma porção do teor de lignina na madeirasendo removida. As polpas podem ser divididas em duas categorias principais- polpas químicas e mecânicas - dependendo de como elas são preparadas apartir da madeira. A formação de polpa química envolve o uso de reagentesquímicos para efetuar uma separação das fibras de celulose dos outroscomponentes de madeira, tais como lignina e outros compostos. No processo,a maior parte da hemicelulose é também dividida. Dessa forma, o rendimentopara a formação de polpa química é tipicamente de 40 a 50% de madeira.The papermaking process from wood involves the following stages, in general: (1) bark removal; (2) wood chipping; (3) pulp formation; (4) brightening; and (5) forming a sheet of paper in a machine. During pulp formation, the wood is reduced to its fibrous state, with a portion of the lignin content in the wood being removed. Pulps can be divided into two main categories - chemical and mechanical pulps - depending on how they are prepared from wood. Chemical pulping involves the use of chemical reagents to separate the cellulose fibers from other wood components, such as lignin and other compounds. In the process, most of the hemicellulose is also divided. Thus, the yield for chemical pulp formation is typically 40 to 50% of wood.

A formação de polpa mecânica envolve a redução da madeiraaté o estado fibroso por meio mecânico, tal como triturando-se o tronco empolpa por meio de rebolos giratórios grandes. Estas polpas são chamadas de"mecânicas" porque uma quantidade significativa de energia mecânica(trituração ou refinamento) é requerida para quebrar as lascas de madeira.Com exceção de poucos componentes solúveis em água, todos osconstituintes da madeira estão presentes na polpa de madeira triturada. Dessaforma, as polpas mecânicas são caracterizadas por seu alto rendimento e seualto teor de lignina. Por exemplo, embora as polpas químicas contenhamapenas cerca de 5% de lignina (o peso baseia-se na polpa) após a formação depolpa, as polpas mecânicas tipicamente contêm mais do que 20% de ligninapara madeiras duras e 25% para madeiras macias após a formação de polpa.Mechanical pulping involves the reduction of wood to the fibrous state by mechanical means, such as grinding the pulpy trunk by means of large spinning wheels. These pulps are called "mechanical" because a significant amount of mechanical energy (grinding or refinement) is required to break the wood chips. With the exception of few water-soluble components, all wood constituents are present in the crushed wood pulp. Thus, the mechanical pulps are characterized by their high yield and their lignin content. For example, while chemical pulps contain only about 5% lignin (weight based on pulp) after pulping, mechanical pulps typically contain more than 20% lignin for hardwood and 25% for softwood after hardening. pulp formation.

No geral, o abrilhantamento de polpas químicas e mecânicasocorre por mecanismos diferentes. Esta diferença no tratamento é devido, emparte, à diferença no teor de lignina entre as polpas químicas e mecânicas e ànatureza diferente da lignina nas polpas químicas àquela nas polpasmecânicas. A lignina remanescente nas polpas químicas é tipicamente maisdifícil de degradar do que a maioria da lignina remanescente nas polpasmecânicas. Por exemplo, as polpas químicas, tais como polpas de papel Kraft,são mais difíceis de abrilhantar por H2O2. Dessa forma, no lugar datemperatura de branqueamento de 60°C usada para as polpas mecânicas, osvalores na faixa de 1IO0C são usados para as polpas de papel Kraft (que usamhidróxido de sódio e sulfeto de sódio como os reagentes químicos primários).Como um outro exemplo das diferenças no abrilhantamento dos dois tiposdiferentes de polpa, dióxido de cloro (ClO2), um radical livre estável, éenvolvido no abrilhantamento de mais do que 90% de polpa de papel Kraftbranqueado produzido nos E.U.A por ano. Por outro lado, foi apresentadoque o dióxido de cloro, de fato, escurece as polpas mecânicas. Em resumo, osresultados obtidos com as polpas mecânicas não podem ser considerados comsendo prejudiciais para as polpas químicas.In general, the brightening of chemical and mechanical pulps occurs by different mechanisms. This difference in treatment is due, in part, to the difference in lignin content between chemical and mechanical pulps and the different nature of lignin in chemical pulps to that in mechanical pulps. Lignin remaining in chemical pulps is typically more difficult to degrade than most lignin remaining in mechanical pulps. For example, chemical pulps, such as Kraft paper pulps, are more difficult to brighten by H2O2. Thus, in place of the bleaching temperature of 60 ° C used for mechanical pulps, values in the range of 10 ° C are used for Kraft paper pulps (which use sodium hydroxide and sodium sulfide as the primary chemical reagents). An example of the differences in brightening of the two different types of pulp, chlorine dioxide (ClO2), a stable free radical, is involved in the brightening of more than 90% US-produced kraft paper pulp per year. On the other hand, it has been shown that chlorine dioxide actually darkens the mechanical pulps. In summary, the results obtained from mechanical pulps cannot be considered to be harmful to chemical pulps.

Vários aditivos foram propostos para melhorar o processo deabrilhantamento de polpas mecânicas ou de polpas químicas/mecânicasmisturadas tendo um alto teor de lignina (isto é, acima de 20% em peso depolpa). O silicato de sódio é amplamente usado para o abrilhantamento deperóxido de hidrogênio de tais polpas. Ele age como um estabilizador deperóxido e como um tampão durante a reação de branqueamento. O silicatode sódio em combinação com uma pequena dose de MgSO4, por muito tempoé conhecido por melhorar o abrilhantamento das polpas mecânicas. As duasquímicas são conhecidas para formar um intermediário que adsorve oucomplexa as espécies de metal de transição que podem, do contrário,indesejavelmente catalisar a decomposição de H2O2. As duas combinaçõesquímicas são amplamente usadas nas instalações que branqueiam as polpasmecânicas. Quando o sulfato de magnésio foi usado para tais polpas, noentanto, nenhum aumento no abrilhantamento foi observado quando a dosede MgS047H20 é aumentada acima de 0,05% na polpa mecânica (2,0mmoles/kg). Consequentemente, os pesquisadores anteriores não tinhamnenhuma necessidade de adicionar mais magnésio às suas polpas.Several additives have been proposed to improve the process of brightening mechanical pulps or mixed chemical / mechanical pulps having a high lignin content (ie above 20% by weight of pulp). Sodium silicate is widely used for the brightening of hydrogen peroxide of such pulps. It acts as a peroxide stabilizer and as a buffer during the bleaching reaction. Sodium silicate in combination with a small dose of MgSO4 has long been known to improve the brightening of mechanical pulps. The two chemicals are known to form an intermediate that adsorbs or complexes the transition metal species that may otherwise undesirably catalyze the decomposition of H2O2. Both chemical combinations are widely used in bleaching facilities. When magnesium sulfate was used for such pulps, however, no increase in brightening was observed when the MgS047H20 dose was increased above 0.05% in the mechanical pulp (2.0mmol / kg). Consequently, previous researchers had no need to add more magnesium to their pulps.

Voltando-se para o abrilhantamento das polpas químicas,alguns resultados indicam que o silicato tem um efeito negativo nobranqueamento de H2O2 de polpas de papel Kraft. Em alguns casos, ainclusão de silicato diminuiu o abrilhantamento em 4,6 pontos deporcentagem (medido como brancura de GE em porcentagem de acordo comTAPPI Standard T452 om-92) e de 2 a 7 pontos em porcentagem.Turning to the brightening of chemical pulps, some results indicate that silicate has a negative effect on the bleaching of H2O2 from Kraft paper pulps. In some cases, silicate inclusion decreased brightening by 4.6 percentage points (measured as percentage GE whiteness according to TAPPI Standard T452 om-92) and by 2 to 7 percentage points.

O abrilhantamento de peróxido de polpas mecânicas, asolução é a degradação nucleofílica dos compostos de carbonila na ligninanativa sem a oxidação dos fenóis para o- e p-quinonas, como abaixoapresentado nas reações [A] e [B], respectivamente.<formula>formula see original document page 5</formula>Peroxide brightening of mechanical pulps, the solution is the nucleophilic degradation of carbonyl compounds in the ligninanative without the oxidation of phenols to o- and p-quinones, as shown below in reactions [A] and [B], respectively. <formula> formula see original document page 5 </formula>

A reação [A] é a degradação desejável dos compostos decarbonila pelo ânion de peridroxila. Esta reação quebra os compostos decarbonila, que absorvem luz na faixa visível, para uma forma mais solúvel aser lavada por água. Por outro lado, a reação [B] representa a formaçãoindesejável de o- e p-quinonas, as quais são menos solúveis na água etambém absorvem luz na faixa visível.Reaction [A] is the desirable degradation of decarbonyl compounds by the perhydroxyl anion. This reaction breaks down the light-absorbing carbon compounds in the visible range to a more water-soluble form. On the other hand, reaction [B] represents the undesirable formation of o- and p-quinones, which are less soluble in water and also absorb light in the visible range.

O ânion de peridroxila é gerado pela dissociação de H^Oicomo mostrado pela equação [1] abaixo. As condições de tnturação tem queser usadas para evitar a oxidação dos fenólicos.The perhydroxyl anion is generated by the dissociation of H2 O as shown by equation [1] below. The maturation conditions have to be used to prevent oxidation of phenolics.

H2O2 + H2O <-> H3O'+ OOH" pKa=ll,6 [1]H2O2 + H2O <-> H3O '+ OOH "pKa = 11.6 [1]

As polpas mecânicas contêm altas concentrações altas delignina e de extrativos cujos sítios negativamente carregados podemcomplexar os metais de transição. Também, alguns catalisadores de metal detransição podem ser tolerados porque a lignina é uma boa limpadora deradical. Ela limpará o ânion de superóxido (O2") e evita descomposiçãodestrutiva para O2 (equação [2]).Mechanical pulps contain high concentrations of delignin and extractives whose negatively charged sites can complex transition metals. Also, some metal-transitioning catalysts may be tolerated because lignin is a good deradical cleanser. It will clean the superoxide anion (O2 ") and avoid destructive decomposition to O2 (equation [2]).

-O2"+ Μ(ητ1)+->02 + Μη+ [2]-O2 "+ Μ (ητ1) + -> 02 + Μη + [2]

De fato, -O2" é nucleofílico e sua reação com a lignina é ditaresultar em abrilhantamento aumentada. Em resumo, a desativação de metalde transição por silicatos de magnésio é importante mas não crítica para oabrilhantamento de polpas mecânicas.In fact, -O2 "is nucleophilic and its reaction with lignin is to result in increased brightening. In summary, the deactivation of transition metal by magnesium silicates is important but not critical for mechanical pulping.

Ao contrário das polpas mecânicas de madeira macia quetipicamente contêm cerca de 25% de lignina (em peso de polpa), as polpasquímicas entram no estágio final de abrilhantamento com tipicamente menosdo que 2% de lignina, que é tipicamente colorida e muito e difícil de oxidar.Unlike softwood mechanical pulps that typically contain about 25% lignin (by weight pulp), the chemical pulps enter the final stage of brightening with typically less than 2% lignin, which is typically colored and very hard to oxidize. .

O tratamento com H2O2 é a degradação nucleofílica por OOH". No entanto,equação [2] torna-se favorável porque não há uma quantidade grande delignina reativa para limpar -O2". A equação [2], em conjunção com a equações[3] e [4], resulta em decomposição destrutiva de H2O2.Treatment with H2O2 is nucleophilic degradation by OOH ". However, equation [2] becomes favorable because there is not a large amount of reactive delignin to clear -O2". Equation [2], in conjunction with equations [3] and [4], results in destructive decomposition of H2O2.

<formula>formula see original document page 6</formula><formula> formula see original document page 6 </formula>

A equação [3] é Cu(I) e Fe(II) mas não para Mn(II). Ummecanismo mais provável para Mn(II) esboçado abaixo. O s subscrito indicaMn(IV) e MN(III) solúveis.Equation [3] is Cu (I) and Fe (II) but not for Mn (II). A most likely mechanism for Mn (II) outlined below. The subscript s indicates soluble Mn (IV) and MN (III).

A degradação de lignina por OOH" requer uma altatemperatura por causa da natureza não reativa da lignina nas polpas químicas."OOH degradation of lignin" requires a high temperature because of the nonreactive nature of lignin in chemical pulps.

A 110°C, a derivação de metal de transição é extremamente importante.At 110 ° C, the transition metal shunt is extremely important.

Com respeito à deslignificação de O2, um esquema simples ebem aceitado para a geração de radical livre é fornecido abaixo. RH é umaestrutura reativa na fase de solução.With respect to O2 delignification, a simple and well accepted scheme for free radical generation is provided below. HR is a reactive structure in the solution phase.

(Abstração de átomo de H da lignina)(L atom H atom abstraction)

<formula>formula see original document page 6</formula>H2O2 e ROOH serão afetados pelos metais de transição damesma maneira que em um estágio de peróxido/oxigênio. Dessa forma, oestágio de oxigênio é similar ao estágio de peróxido/oxigênio em que ambosenvolvem reações heterolíticas (isto é, iônicas) e reações homolíticas (isto é,isentas de radical). Além disso, eles são igualmente similares em que amboscontam com peróxido de hidrogênio, ou adicionado no estágio deperóxido/oxigênio ou gerado na reação [6] acima no estágio de oxigênio, paraexecutar uma função de abrilhantamento. Adota-se que os peróxidosorgânicos (ROOH na equação [8]) gerados durante deslignificação deoxigênio dissociam-se para formar os nucleófilos de ROO" que abrilhantam alignina. Consequentemente, em ambos estágios (bem como em um estágio deperóxido), um deve ser dizer respeito dos metais de transiçãoindesejavelmente catalisando as reações de radical livre.<formula> formula see original document page 6 </formula> H2O2 and ROOH will be affected by transition metals in the same way as in a peroxide / oxygen stage. Thus, the oxygen stage is similar to the peroxide / oxygen stage in which both involve heterolytic (ie, ionic) reactions and homolytic (ie, radical-free) reactions. Moreover, they are equally similar in that they rely on hydrogen peroxide, either added in the peroxide / oxygen stage or generated in the above reaction [6] in the oxygen stage, to perform a brightening function. It is assumed that the organic peroxides (ROOH in equation [8]) generated during oxygen delignification dissociate to form the ROO "nucleophiles that brighten alignin. Consequently, at both stages (as well as at a peroxide stage), one must say respect of transition metals undesirably catalyzing free radical reactions.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

A presente invenção fornece uma combinação de aditivos eprocessos para abrilhantar as polpas contendo menos do que 18% de lignina.The present invention provides a combination of additives and processes for brightening pulps containing less than 18% lignin.

A invenção pode ser usada tanto nos estágio de abrilhantamento de peróxido,oxigênio como nos de peróxido/oxigênio. Os aditivos de acordo com apresente invenção incluem uma solução de silicato de sódio aquosa, umagente alcalino e um composto de magnésio que dissociam na solução paraformar cátions de Mg(OH)+. O agente alcalino é adicionado em umaquantidade suficiente para manter um pH de pelo menos cerca de 8, e ocomposto de magnésio é adicionado em uma quantidade para alcançar, juntocom qualquer outro magnésio dissociado, uma razão de massa de Mg:SiO2 deentre cerca de 1:46 e cerca de 1:2.The invention can be used in both peroxide, oxygen and peroxide / oxygen brightening stages. Additives according to the present invention include an aqueous sodium silicate solution, an alkaline agent and a magnesium compound which dissociate in the solution to form Mg (OH) + cations. The alkaline agent is added in an amount sufficient to maintain a pH of at least about 8, and the magnesium compound is added in an amount to achieve, together with any other dissociated magnesium, a Mg: SiO 2 mass ratio of from about 1: 46 and about 1: 2.

O processo para abrilhantar a polpa de acordo com a presenteinvenção envolve misturar a polpa contendo menos do que 18% de ligninacom uma solução aquosa de silicato de sódio, um agente alcalino e umcomposto de magnésio que dissocia em uma solução para formar cátions deMg(OH)+. 0 agente alcalino e o composto de magnésio são adicionados paraalcançar a mesma faixa de pH e de razão de peso mencionadas acima. Oprocesso também inclui aquecer a mistura para permitir que a mistura reajapara causar uma porção da lignina na polpa para degradar.The process for brightening the pulp according to the present invention involves mixing the pulp containing less than 18% lignin with an aqueous sodium silicate solution, an alkaline agent and a magnesium compound that dissociates into a solution to form Mg (OH) cations. +. The alkaline agent and magnesium compound are added to achieve the same pH range and weight ratio mentioned above. The process also includes heating the mixture to allow the mixture to rejoin to cause a portion of the lignin in the pulp to degrade.

De acordo com outra modalidade da presente invençãodirecionado para os estágios de abrilhantamento de peróxido ouperóxido/oxigênio, um processo para abrilhantar a polpa contendo metais detransição, peróxido de hidrogênio e menos do que 18% de lignina incluiprimeiro formar uma mistura de silicato de sódio tendo uma porcentagem altade silicatos de alto peso molecular. Isto é acompanhado pela mistura dosilicato de sódio e um composto de magnésio que se dissocia na solução paraformar cátions de Mg(OH)+. Esta mistura de silicato de sódio é depoisadicionada à polpa para adsorver pelo menos uma porção dos metais detransição.According to another embodiment of the present invention directed to the peroxide or peroxide / oxygen brightening stages, a process for brightening the metal containing the transitioning metals, hydrogen peroxide and less than 18% lignin first comprises forming a sodium silicate mixture having a high percentage of high molecular weight silicates. This is accompanied by a mixture of sodium silicate and a magnesium compound that dissociates in the solution to form Mg (OH) + cations. This sodium silicate mixture is then added to the pulp to adsorb at least a portion of the transitioning metals.

A presente invenção também inclui uma composição aquosapara o uso no abrilhantamento das polpas. A composição inclui a polpacontendo menos do que 18% de lignina, uma solução aquosa de silicato desódio, um agente alcalino e um composto de magnésio que se dissocia nasolução para formar cátions de Mg(OH)+. O agente alcalino e o composto demagnésio são adicionados para alcançar a mesma faixa de pH e razão de pesomencionadas acima.The present invention also includes an aqueous composition for use in brightening the pulps. The composition includes a polypaconcontaining less than 18% lignin, an aqueous sodium disodium solution, an alkaline agent and a magnesium compound that dissociates in solution to form Mg (OH) + cations. Alkaline agent and magnesium compound are added to achieve the same pH range and weight ratio as above.

E para ser entendido que tanto a descrição geral anteriorquanto a descrição detalhada a seguir são exemplos da invenção, mas não sãorestritos.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are examples of the invention, but are not restricted.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

A presente invenção é direcionada ao abrilhantamento decertas polpas durante o abrilhantamento de peróxido, oxigênio ouperóxido/oxigênio. Como aqui usado, o termo "estágio de abrilhantamento"significará ou um estágio de peróxido, um estágio de oxigênio ou um estágiode peróxido/oxigênio. As condições típicas de operação e os aditivosconvencionais a estes estágios são bem conhecidos. Durante talabrilhantamento, o peróxido de hidrogênio serve para degradar os grupos decarbonila de lignina, tornando-os mais solúveis em água. Na ausência de taldegradação, a lignina pode permanecer na polpa, causando o brilho da polpapara ficar menor do que seria se tal lignina fosse removida. Os metais detransição presentes na polpa indesejavelmente reagem com o peróxido dehidrogênio, assim, impedindo o peróxido de hidrogênio de exercer sua funçãode degradar a lignina. A presente invenção baseia-se em parte noreconhecimento do que os silicatos de peso molecular alto auxiliam emadsorver os metais de transição, desse modo, evitando-os deindesejavelmente reagirem com o peróxido de hidrogênio. A presenteinvenção também baseia-se no reconhecimento de que o Mg(OH)+ representaum papel significativo na distribuição do peso molecular de uma solução desilicato de sódio. Mais particularmente, a presença de Mg(OH)+ em umasolução de silicato de sódio, acima de uma certa razão de massa de Mg:SiO2,intensifica a formação de silicatos de peso molecular alto.The present invention is directed to the brightening of certain pulps during the brightening of peroxide, oxygen or peroxide / oxygen. As used herein, the term "brightening stage" shall mean either a peroxide stage, an oxygen stage or a peroxide / oxygen stage. Typical operating conditions and conventional additives at these stages are well known. During thawing, hydrogen peroxide serves to degrade lignin decarbonyl groups, making them more water soluble. In the absence of such degradation, lignin may remain in the pulp, causing the pulp's brightness to be lower than it would be if such lignin were removed. The transfer metals present in the pulp undesirably react with hydrogen peroxide, thus preventing hydrogen peroxide from exerting its function of degrading lignin. The present invention is based in part on the recognition that high molecular weight silicates assist in absorbing transition metals, thereby preventing them from undesirably reacting with hydrogen peroxide. The present invention is also based on the recognition that Mg (OH) + plays a significant role in the molecular weight distribution of a sodium desilicate solution. More particularly, the presence of Mg (OH) + in a sodium silicate solution above a certain Mg: SiO 2 mass ratio enhances the formation of high molecular weight silicates.

Consequentemente, a presente invenção é direcionada à váriascomposições e processos incorporando este conceito. A invenção forneceuma combinação de aditivos (ou para peróxido de hidrogênio, oxigênio ouuma combinação destes, dependendo de qual dos três estágios deabrilhantamento está sendo empregado) para abrilhantar as polpas contendomenos do que 18% de lignina. Neste caso, estes aditivos incluem umasolução aquosa de silicato de sódio, um agente alcalino e um composto demagnésio que se dissocia na solução para formar cátions de Mg(OH)+. Ainvenção também abrange uma composição aquosa para o uso noabrilhantamento das polpas compreendendo polpa contendo menos do que18% de lignina, peróxido de hidrogênio (ou como um aditivo ou comoreagido da reação [6] acima), uma solução aquosa de silicato de sódio, umagente alcalino e um composto de magnésio que se dissocia na solução paraformar cátions de Mg(OH)+. A presente invenção também fornece umprocesso para abrilhantar a polpa incluindo formar uma mistura da polpa,peróxido de hidrogênio, solução aquosa de silicato de sódio, agente alcalino ecomposto de magnésio, depois aquecer a mistura para deixá-la reagir paracausar uma porção da lignina para degradar. Finalmente, a invenção écaracterizada como um processo para abrilhantar polpa contendo metais detransição e menos do que 18% de lignina. Este processo incluem as etapas deformar uma mistura de silicato de sódio tendo uma porcentagem alta desilicatos de peso molecular alto misturando-se o silicato de sódio e umcomposto de magnésio adequado, e a adicionar a mistura de silicato de sódioà polpa.Accordingly, the present invention is directed to various compositions and processes incorporating this concept. The invention provides a combination of additives (either for hydrogen peroxide, oxygen or a combination thereof, depending on which of the three brightening stages is being employed) to brighten pulps containing less than 18% lignin. In this case, these additives include an aqueous sodium silicate solution, an alkaline agent and a magnesium compound that dissociates in solution to form Mg (OH) + cations. The invention also encompasses an aqueous composition for use in the pulping of pulps comprising pulp containing less than 18% lignin, hydrogen peroxide (or as an additive or comorbate from reaction [6] above), an aqueous sodium silicate solution, alkaline solution and a magnesium compound which dissociates in the solution to form cations of Mg (OH) +. The present invention also provides a process for brightening the pulp including forming a mixture of the pulp, hydrogen peroxide, aqueous sodium silicate solution, alkaline and magnesium compound, then heating the mixture to allow it to react to cause a portion of the lignin to degrade. . Finally, the invention is characterized as a process for brightening metal-containing pulps containing less than 18% lignin. This process includes the steps of deforming a sodium silicate mixture having a high percentage of high molecular weight desilicates by mixing the sodium silicate and a suitable magnesium compound, and adding the sodium silicate mixture to the pulp.

A polpa usada com relação à presente invenção é definidaamplamente como qualquer polpa que tem menos do que 18% de lignina (napolpa). A menos que de outra forma especificado, todas as porcentagens delignina incluem todas as formas de lignina e são dadas como porcentagens empeso da polpa total, sob uma base de peso seco, de modo que 18% de ligninasignifica que existem 18 gramas de lignina em uma amostra de 100 gramas depolpa (excluindo o peso da água).The pulp used in connection with the present invention is broadly defined as any pulp having less than 18% lignin (napolpa). Unless otherwise specified, all delignin percentages include all forms of lignin and are given as weight percentages of total pulp on a dry weight basis, so that 18% of lignin means that there are 18 grams of lignin in a 100 gram sample of pulp (excluding water weight).

Apresentada de outro modo, a invenção pode ser usada comqualquer polpa em que mais do que 50% da lignina (em peso, em madeira) éremovida durante a formação de polpa. Isto significa que mais do que ametade da lignina original presente na madeira é removida durante o processode formação de polpa. Para madeiras macias, tendo um teor médio de ligninade 28,6% (em peso, em madeira), a remoção da metade do teor original delignina da madeira durante um processo convencional de formação de polpaquímica resulta em uma polpa tendo 23,3% de lignina (em polpa). Paramadeiras duras, tendo um teor médio de lignina de 24,1% (em peso, emmadeira), a remoção da metade do teor original de lignina da madeira duranteum processo convencional de formação de polpa química resulta em umapolpa tendo 18,0% de lignina (em polpa). A evolução destes teores de ligninafinal fatora no rendimento dos processos convencionais de formação de polpaquímica. Dessa forma, qualquer polpa com menos do que 18% de lignina (empolpa) pode tipicamente incluir pelo menos algumas polpas que foramprocessadas mediante formação de polpa química ou foram derivadas de ummadeira tendo um teor inicial relativamente baixo de lignina.In another embodiment, the invention may be used with any pulp wherein more than 50% of lignin (by weight in wood) is removed during pulping. This means that more than half of the original lignin present in the wood is removed during the pulping process. For softwoods having an average lignin content of 28.6% (by weight on wood), removal of half of the original delignin content of the wood during a conventional pulp forming process results in a pulp having 23.3% of wood. lignin (in pulp). Hardwoods, having an average lignin content of 24.1% (by weight, wood), removing half of the original lignin content from wood during a conventional chemical pulping process results in a pulp having 18.0% lignin. (in pulp). The evolution of these ligninafinal contents factors in the yield of conventional pulp formation processes. Thus, any pulp with less than 18% lignin (pulp) may typically include at least some pulps that have been processed by chemical pulping or have been derived from a wood having a relatively low initial lignin content.

No geral, os processos de formação de polpa química sãoestendidos até o teor de lignina for reduzido para cerca de 5% (em polpa) oumenos. Prefere-se usar a presente invenção para abrilhantar tais polpas. Alémdisso, as polpas químicas tipicamente suportam também deslignificação antesdo estágio final de abrilhantamento (isto é, peróxido ou peróxido/oxigênio)tal que as polpas contenham cerca de 1 a 2% de lignina antes do estágio finalde abrilhantamento. As polpas abrilhantadas pela presente invenção podemtambém incluir tais polpas que foram também deslignificadas. A presenteinvenção pode também ser usada para abrilhantar as polpas que têm polpasrecicladas, em que as polpas químicas e mecânicas são misturadas, assim queo teor médio de lignina for menos do que cerca de 18%. As polpasabrilhantadas pela presente invenção também incluem polpas semi químicascom teor de lignina variando de aproximadamente 10 a 18%. No Exemplo 4abaixo, amostras branqueadas e não branqueadas de resíduo de escritóriomisturado desintintado consistindo de 65% de livro razão branco classificadoe 35% de papel de escritório foram obtidos de um moinho no meio-oesteamericano.In general, chemical pulping processes are extended until the lignin content is reduced to about 5% (in pulp) or less. It is preferred to use the present invention to brighten such pulps. In addition, chemical pulps typically also support delignification prior to the final stage of brightening (i.e. peroxide or peroxide / oxygen) such that the pulps contain about 1 to 2% lignin before the final stage of brightening. Brightened pulps by the present invention may also include such pulps which have also been delignified. The present invention may also be used to brighten pulps having recycled pulps, where chemical and mechanical pulps are mixed, as soon as the average lignin content is less than about 18%. The brilliant pulps of the present invention also include semi-chemical pulps with lignin content ranging from approximately 10 to 18%. In Example 4 below, bleached and unbleached samples of disintegrated blended office waste consisting of 65% graded white ledger and 35% office paper were obtained from a mill in the mid-US.

Os aditivos da presente invenção são usados nos estágios deperóxido, oxigênio ou peróxido/oxigênio de abrilhantamento. Os parâmetrosdo processo destes estágios são bem conhecidos. Por exemplo, uma cargatípica de carregamento de peróxido é de 20 kg de peróxido de hidrogênio portonelada métrica de polpa. O peróxido de hidrogênio é misturado enquanto amistura é aquecida, tipicamente a um temperatura entre cerca de 90°C e cercade 130°C, geralmente IlO0C. Água é também adicionada, tipicamente paraalcançar uma consistência de cerca de 15% de sólidos. E claro, o tempo dereação, a temperatura e a consistência estão todos interrelacionados e podemser variados de uma maneira conhecida. Um estágio de peróxido/oxigênio dehidrogênio é similar ao estágio de peróxido de hidrogênio exceto que a pastade polpa é pressurizada com oxigênio.The additives of the present invention are used in the brightening peroxide, oxygen or peroxide stages. The process parameters of these stages are well known. For example, a peroxide loading charge is 20 kg of metric pulped hydrogen peroxide. Hydrogen peroxide is mixed while the mixture is heated, typically at a temperature between about 90 ° C and about 130 ° C, generally 10 ° C. Water is also added, typically to achieve a consistency of about 15% solids. Of course, the timing, temperature and consistency are all interrelated and can be varied in a known manner. A hydrogen peroxide / oxygen stage is similar to the hydrogen peroxide stage except that the pulp pasture is pressurized with oxygen.

Um estágio de oxigênio é similar a um estágio deperóxido/oxigênio de hidrogênio exceto que nenhum peróxido de hidrogênioé adicionado. A deslignificação de oxigênio é também conduzida acima deuma faixa de consistência (de 10% a 35% de sólidos) mas de 12% a 15% desólidos é típico. No geral, um estágio de oxigênio não resulta em brilho tãobom como um estágio de peróxido ou como um estágio de peróxido/oxigênio.Oxigênio ou um gás contendo oxigênio (tal como ar) pode ser usado parapressurizar a mistura, e a pressão parcial de oxigênio tipicamente varia entre0,38 MPae 1,48 MPa.An oxygen stage is similar to a hydrogen peroxide / oxygen stage except that no hydrogen peroxide is added. Oxygen delignification is also conducted above a consistency range (10% to 35% solids) but 12% to 15% solid is typical. In general, an oxygen stage does not result in brightness as good as a peroxide stage or as a peroxide / oxygen stage. Oxygen or an oxygen-containing gas (such as air) can be used to depressurize the mixture, and oxygen partial pressure. typically ranges between 0.38 MPa and 1.48 MPa.

Um aditivo da presente invenção é uma solução aquosa desilicato de sódio. Qualquer solução aquosa de silicato de sódiocomercialmente disponível pode ser usado, embora prefere-se a usar tantopura de uma solução de silicato de sódio quanto for praticamente possível. Asolução de silicato de sódio pode ser adicionada em uma quantidade paraalcançar uma concentração de cerca de 0,14% a cerca de 1,4% de SiO2 empolpa. Preferivelmente, a solução de silicato de sódio é adicionada em umaquantidade para alcançar uma concentração de cerca de 0,28% a cerca de1,12% de SiO2 em polpa.An additive of the present invention is an aqueous sodium desilicate solution. Any commercially available aqueous sodium silicate solution may be used, although it is preferred to use as much of the sodium silicate solution as practically possible. Sodium silicate solution may be added in an amount to achieve a concentration of from about 0.14% to about 1.4% of SiO2 blister. Preferably, the sodium silicate solution is added in an amount to achieve a concentration of from about 0.28% to about 1.12% SiO 2 in pulp.

Outro aditivo de acordo com a presente invenção é umcomposto de magnésio que se dissocia na solução para formar cátions deMg(OH)+. O composto de magnésio deve ser adicionado em uma quantidadepara alcançar, junto com qualquer outro magnésio dissociado, uma razão demassa de MgiSiO2 entre cerca de 1:46 e cerca de 1:2. Preferivelmente a razãode massa de MgiSiO2 entre cerca de 1:15 e cerca de 1:3. Maispreferivelmente, a razão de massa de Mg:Si02 entre cerca de 1:10 e cerca de1:3. A razão de massa é do magnésio total disponível para formação emMg(OH)^, incluindo qualquer do magnésio adicionado e qualquer magnésioinerente na polpa e existindo em uma forma que facilmente se dissocia eforma Mg(OH)+ sob uma faixa de pH de pelo menos 8.Another additive according to the present invention is a magnesium compound that dissociates in solution to form Mg (OH) + cations. The magnesium compound should be added in an amount to achieve, together with any other dissociated magnesium, an excess ratio of MgiSiO2 between about 1:46 and about 1: 2. Preferably the mass ratio of MgiSiO2 is from about 1:15 to about 1: 3. More preferably, the Mg: Si 2 mass ratio is from about 1:10 to about 1: 3. The mass ratio is the total magnesium available for formation in Mg (OH) 4, including any of the magnesium added and any magnesium in the pulp and existing in a form that readily dissociates to form Mg (OH) + over a pH range of at least 8

O composto de magnésio é adicionado em uma quantidadepara alcançar uma concentração real de cerca de 0,01% a cerca de 0,2% deMg em polpa (novamente incluindo qualquer outra fonte de magnésiodisponível). Mais preferivelmente, o composto de magnésio é adicionado emuma quantidade para alcançar uma concentração de cerca de 0,02% a cerca de0,2% de Mg em polpa. Preferivelmente, o composto de magnésio é sulfato demagnésio, adicionado como MgSO4 ou Mg7H20. Alternativamente, ocomposto de magnésio é MgO, MgCl2, Mg(OH)2 e/ou MgN03 entre outros.The magnesium compound is added in an amount to achieve an actual concentration of from about 0.01% to about 0.2% Mg in pulp (again including any other available magnesium source). More preferably, the magnesium compound is added in an amount to achieve a concentration of from about 0.02% to about 0.2% Mg in pulp. Preferably, the magnesium compound is magnesium sulfate, added as MgSO4 or Mg7H20. Alternatively, the magnesium compound is MgO, MgCl2, Mg (OH) 2 and / or MgNO3 among others.

Qualquer quantidade de composto de magnésio pode ser usado, desde queeles facilmente formem Mg(OH)+ em valores de pH de pelo menos 8 e nãosejam prejudiciais para processar o equipamento.Any amount of magnesium compound can be used as long as they easily form Mg (OH) + at pH values of at least 8 and are not harmful to process the equipment.

Uma etapa crítica na presente invenção é a formação doMg(OH)+ de cátion de magnésio hidrolisado. Acredita-se que este cátionneutraliza os grupos de silanol dissociado e causa a polimerização de silicato,como resumidos pelas equações escritas abaixo:A critical step in the present invention is the formation of Mg (OH) + hydrolysed magnesium cation. This cation is believed to neutralize the dissociated silanol groups and cause silicate polymerization, as summarized by the equations written below:

<formula>formula see original document page 13</formula><formula> formula see original document page 13 </formula>

Outro aditivo da presente invenção é um agente alcalinoadicionado em uma quantidade suficiente para manter um pH da solução depelo menos cerca de 8. Em valores de pH de pelo menos cerca de 8, omagnésio existe como Mg(OH)+ em uma quantidade suficiente para iniciar areação [9] acima. Mais preferivelmente, o agente alcalino é selecionado eadicionado em uma quantidade suficiente para manter o pH em uma faixaentre 8 e 12. O agente alcalino pode ser NaOH5 Na2O, MgO, Mg(OH)2, K2O,KOH, CaO e/ou Ca(OH)2. Preferivelmente, os compostos não contendonenhum cálcio são selecionados para minimizar a formação das incrustaçõesde silicato. Tais incrustações de silicato podem ser prejudiciais para aqualidade do produto de papel e devem ser removidas periodicamenteresultando em interrupções dispendiosas do processo. Porque o MgO eMg(OH)+ podem exercer duas funções, isto é, tanto o composto de magnésioque facilmente forma Mg(OH)T quanto o agente alcalino, então o compostode magnésio e o agente alcalino podem ser combinados com um aditivo emalguns casos.Another additive of the present invention is an alkaline agent in an amount sufficient to maintain a solution pH of at least about 8. At pH values of at least about 8, magnesium exists as Mg (OH) + in an amount sufficient to initiate area [9] above. More preferably, the alkaline agent is selected and added in an amount sufficient to maintain the pH in the range of 8 to 12. The alkaline agent may be NaOH 5 Na 2 O, MgO, Mg (OH) 2, K 2 O, KOH, CaO and / or Ca ( OH) 2. Preferably, the compounds containing no calcium are selected to minimize the formation of silicate scale. Such silicate fouling may be detrimental to the quality of the paper product and must be removed periodically resulting in costly process interruptions. Because MgO eMg (OH) + can perform two functions, that is, both the magnesium compound which easily forms Mg (OH) T and the alkaline agent, so the magnesium compound and alkaline agent can be combined with an additive in some cases.

De acordo com um processo da presente invenção, a polpa éabrilhantada misturando-se o polpa com peróxido de hidrogênio, uma soluçãoaquosa de silicato de sódio, um agente alcalino adicionado em umaquantidade suficiente para manter o pH da solução pelo menos cerca de 8, eum composto de magnésio que se dissocia na solução para formar cátions deMg(OH)+, em que o composto de magnésio é adicionado em uma quantidadepara alcançar, junto com qualquer outro magnésio dissociado, uma razão demassa de Mg:Si02 entre cerca de 1:15 a cerca de 1:3. A mistura é entãoaquecida, que permite que a mistura reaja para causar uma porção da ligninapara degradar (isto é, para quebrar-se em uma forma mais solúvel a serlavada). No caso onde um estágio de peróxido/oxigênio de hidrogênio forusado, a mistura é também pressurizada com oxigênio, de uma maneiraconhecida. Enquanto continuamente aquecida, as químicas são misturadas napasta de polpa que é retida em uma temperatura elevada por um período detempo suficiente para deixar as reações de degradação da lignina ocorrerem.Isto é tipicamente entre 30 minutos e quatro horas, dependendo datemperatura e da concentração de aditivos na polpa. Tipicamente a mistura éaquecida para uma temperatura dentre cerca de 90°C e cerca de 130°C.In accordance with a process of the present invention, the pulp is brightened by mixing the pulp with hydrogen peroxide, an aqueous sodium silicate solution, an alkaline agent added in a sufficient amount to maintain the pH of the solution at least about 8, and a compound. of magnesium which dissociates in the solution to form Mg (OH) + cations, wherein the magnesium compound is added in an amount to achieve, together with any other dissociated magnesium, an excess Mg: Si 2 ratio between about 1:15 to about 1: 3. The mixture is then heated, which allows the mixture to react to cause a portion of the lignin to degrade (that is, to break into a more soluble form). In the case where a hydrogen peroxide / oxygen stage is forged, the mixture is also pressurized with oxygen in a known manner. While continuously heated, the chemicals are mixed in the pulp pulp that is held at an elevated temperature for a period long enough to allow lignin degradation reactions to occur. This is typically between 30 minutes and four hours, depending on temperature and concentration of additives. in the pulp. Typically the mixture is heated to a temperature between about 90 ° C and about 130 ° C.

Como acima mencionado, a presente invenção conta naformação de silicatos de peso molecular alto para adsorver os metais detransição para evitar a decomposição de peróxido de hidrogênio por metais detransição. Consequentemente, a presente invenção pode ser caracterizadacomo um processo para abrilhantar a polpa pela formação de uma solução desilicato de sódio tendo uma porcentagem alta de silicatos de peso molecularalto misturando-se o silicato de sódio e um composto de magnésio que sedissocia na solução para formar cátions de Mg(OH)+. Depois, a solução desilicato de sódio é adicionado na polpa para adsorver pelo menos uma porçãodos metais de transição da polpa. Uma quantidade elevada de silicatos depeso molecular alto parece melhorar a adsorsão de metais de transição, mas épreferível que os constituintes sejam adicionados tal como a solução desilicato de sódio tenha pelo menos 25% de silicatos com um peso molecularde pelo menos 10.000 Daltons.As mentioned above, the present invention relies on the formation of high molecular weight silicates to adsorb the transitioning metals to prevent the decomposition of hydrogen peroxide by the transitioning metals. Accordingly, the present invention can be characterized as a process for brightening the pulp by forming a sodium desilicate solution having a high percentage of high molecular weight silicates by mixing the sodium silicate and a magnesium compound which sedisses in the solution to form cations. of Mg (OH) +. Then the sodium desilicate solution is added to the pulp to adsorb at least a portion of the pulp transition metals. A high amount of high molecular weight silicates appears to improve transition metal adsorption, but it is preferable that the constituents be added such that the sodium desilicate solution has at least 25% silicates with a molecular weight of at least 10,000 Daltons.

Não se acredita que a ordem de adição seja importante para afuncionalização da presente invenção. Tipicamente, o composto de magnésioé sal de Epsom (MgS047H20) e é ou primeiro dissolvido na água oudissolvido diretamente em uma solução de silicato de sódio comercial. Entãoo(s) agente(s) alcalino(s) é(são) adicionado(s) seguido(s) por H2O2. Acombinação é então misturada na pasta de polpa.The order of addition is not believed to be important for the functionalization of the present invention. Typically, the magnesium compound is Epsom salt (MgS047H20) and is either first dissolved in water or directly dissolved in a commercial sodium silicate solution. Then the alkaline agent (s) is added followed by H2O2. The combination is then mixed in the pulp paste.

EXEMPLOSEXAMPLES

Os seguintes exemplos são incluídos para mais claramentedemonstrar a natureza geral da invenção. Estes exemplos, não restritivos, sãoexemplares da invenção.The following examples are included to further demonstrate the general nature of the invention. These non-restrictive examples are examples of the invention.

EXEMPLO 1EXAMPLE 1

Uma polpa de papel Kraft foi deslignificada pela seqüênciaparcial de ODEop e tinha um número de capa de 2,7 e uma viscosidade de19,0 cp. A seqüência parcial de ODEop é chamada livre de cloro elementarou ECF. A polpa tinha um teor de Mg inicial baixo (<50ppm). A polpa foiP/O (P=H2O; O=O2) branqueada em consistência de 12% e em 1IO0C por 2horas usando-se H2O2, NaOH e MgS047H20 de grau de reagente. Um silicatode sódio de grau técnico vendido pela Fisher Scientific, que continha algunsmetais de transição, foi usado. Uma carga de H2O2 de 1,5% em peso em polpafoi usado com de 2,0 a 2,3% de NaOH em peso em polpa. A pressão inicialde O2 para todas as experiências de P/O foi de 0,38 MPa.A Kraft paper pulp was delignified by the ODEop partial sequence and had a cover number of 2.7 and a viscosity of 19.0 cp. The partial sequence of ODEop is called elemental chlorine free or ECF. The pulp had a low initial Mg content (<50ppm). The pulp was P / O (P = H 2 O; O = O 2) bleached at 12% consistency and at 10 O C for 2 hours using reagent grade H 2 O 2, NaOH and MgS047H20. A technical grade sodium silicate sold by Fisher Scientific, which contained some transition metals, was used. A 1.5 wt% pulp H2O2 filler was used with 2.0 to 2.3 wt% pulp NaOH. The initial O 2 pressure for all P / O experiments was 0.38 MPa.

A primeira série de experiências foi dirigida para determinar oefeito de adição de sulfato de magnésio no abrilhantamento desta polpa deECF. A Tabela 1 apresenta tanto a porcentagem dos constituintes em cadaamostra adicionada à polpa (em uma base de peso seco) quanto ao brilho,rendimento, viscosidade e H2O2 residual. Das Amostras 1 até a 4 têm amesma quantidade de silicato, hidróxido de sódio e peróxido de hidrogênio,ao passo que a quantidade do composto de magnésio (nesta caso, sulfato demagnésio) aumenta a partir da Amostra 1 até a Amostra 4. Em todas astabelas nos exemplos, "silicato" refere-se à porcentagem de peso de umasolução de silicato de 41 Bé (28,7% de SiO2) que foi usada. Para todos osexemplos, o brilho foi determinado de acordo com TAPPI Standard T452om-92. Além disso, o rendimento de polpa é a massa de polpa lavada doestágio P ou P/O dividido pela massa da alimentação do estágio. Aviscosidade e o peróxido de hidrogênio residual (dados como umaporcentagem da dose final) foram determinados pelo processos conhecidos,incluindo TAPPI Standard T230 om-94 para viscosidade e titulaçãoiodométrica para H2O2 residual.TABELA 1The first series of experiments was conducted to determine the effect of magnesium sulfate addition on the brightening of this ECF pulp. Table 1 shows both the percentage of constituents in each sample added to the pulp (on a dry weight basis) and the brightness, yield, viscosity, and residual H2O2. Samples 1 through 4 have the same amount of silicate, sodium hydroxide and hydrogen peroxide, while the amount of magnesium compound (in this case magnesium sulfate) increases from Sample 1 to Sample 4. In all tables In the examples, "silicate" refers to the weight percentage of a 41 B silicate solution (28.7% SiO2) that was used. For all examples, brightness was determined according to TAPPI Standard T452om-92. In addition, pulp yield is the washed pulp mass of stage P or P / O divided by the stage feed mass. Hazardousness and residual hydrogen peroxide (given as a percentage of the final dose) were determined by known procedures, including TAPPI Standard T230 om-94 for viscosity and titration for residual H2O2. TABLE 1

EFEITO DA APLICAÇÃO DE SULFATO DE MAGNÉSIO NOABRILHANTAMENTO DE P/O DA PRIMEIRA POLPA DE PAPEL KRAFTDE ECF.EFFECT OF MAGNESIUM SULPHATE APPLICATION ON THE P / O PREPARATION OF THE FIRST KRAFTDE ECF PAPER PULP.

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A Tabela 1 apresenta que uma carga de MgS047H20 de 0,255em polpa (250 ppm de Mg em polpa) aumentou o brilho significantemente, istoé, de 79,8% para 84,0%. Também, o brilho aumentou mais quando 0,50 e0,75% de MgS047H20 foi adicionado. O resultado interessante e totalmentenovo da Tabela 1 é o aumento no rendimento da polpa causado pela adição desulfato de magnésio. As polpas de papel Kraft podem ser dissolvidas em umasolução de cuprietilenodianina, e a viscosidade da solução é uma indicadora dograu de polimerização da celulose na polpa. Pode ser visto que uma cargaelevada de sulfato de magnésio também resultou em viscosidades mais altas(menos despolimerização de celulose durante o abrilhantamento de H2O2). Noentanto, a viscosidade mais baixa (sem MgS047H20) corresponde a uma DPmédia de 815. E improvável que as moléculas de celulose de tal DP alta devasolubilizar. Portanto, parece que as semi celuloses foram sendo dissolvidas.Mais provável que, os radicais livres da decomposição de H2O2 foramcausando a despolimerização das semi celuloses para um grau que resultou nasua solubilização.Table 1 shows that a 0.255 MgS047H20 pulp loading (250 ppm Mg pulp) increased the brightness significantly, ie from 79.8% to 84.0%. Also, the brightness increased further when 0.50 and 0.75% MgS047H20 was added. The interesting and totally new result from Table 1 is the increase in pulp yield caused by the addition of magnesium desulfate. Kraft paper pulps can be dissolved in a cupriethylenedianine solution, and the viscosity of the solution is an indicator of cellulose polymerization in the pulp. It can be seen that a high magnesium sulfate charge also resulted in higher viscosities (less cellulose depolymerization during H2O2 brightening). However, the lowest viscosity (without MgS047H20) corresponds to an average SD of 815. It is unlikely that such high DP cellulose molecules will solubilize. Therefore, it appears that the semi celluloses were being dissolved. Most likely, the free radicals from the H2O2 decomposition were causing the depolymerization of the semi celluloses to a degree that resulted in their solubilization.

EXEMPLO 2EXAMPLE 2

Uma segunda amostra de polpa de ECF foi obtida do mesmomoinho que funciona como uma fonte da polpa usada no Exemplo 1. Elatinha número de capa de 2,4 e uma viscosidade de 20,5 cp. O teor de metal detransição da primeira polpa de ECF não foi medida mas a segunda polpacontinha 6 ppm de Mn, 8 ppm de Fe e 2 ppm de Cu. Estes valores foramdiminuídos para 0,3, 3,7 e 1,5 ppm, respectivamente, após o tratamento comNa5DTPA. A Amostra 2 foi branqueada a IOO0C, enquanto que as Amostras1, 3 e 4 foram branqueadas a 1IO0C. A Tabela 2 varia a carga de silicato desódio, com as Amostras 1 e 2 não tendo nenhum silicato adicionado,enquanto as Amostras 3 e 4 têm uma carga de 2,0 e 4,0%, respectivamente.A second sample of ECF pulp was obtained from the same pulp that acts as a source of the pulp used in Example 1. It had a skin number of 2.4 and a viscosity of 20.5 cp. The metal content of the first ECF pulp was not measured but the second pulp contained 6 ppm Mn, 8 ppm Fe and 2 ppm Cu. These values were decreased to 0.3, 3.7 and 1.5 ppm, respectively, after treatment with Na5DTPA. Sample 2 was bleached at 100 ° C, while Samples 1, 3 and 4 were bleached at 100 ° C. Table 2 varies the disodium silicate charge, with Samples 1 and 2 having no silicate added, while Samples 3 and 4 have a charge of 2.0 and 4.0%, respectively.

TABELA 2TABLE 2

EFEITO DO SILICATO NO ABRILHANTAMENTO DE P/O DASEGUNDA POLPA DE PAPEL KRAFT DE ECF.EFFECT OF SILICATE ON OPENING OF P / O OF THE SECOND ECF KRAFT PAPER PULP.

POLPA QUELIFORME: 0,3 ppm de Mn, 3,7 ppm de Fe E 1,5 ppm de Cu.CHELIFORM PULP: 0.3 ppm Mn, 3.7 ppm Fe and 1.5 ppm Cu.

<table>table see original document page 18</column></row><table><table>table see original document page 19</column></row><table><table> table see original document page 18 </column> </row> <table> <table> table see original document page 19 </column> </row> <table>

* não aplicável.* not applicable.

A Tabela 2 apresenta pequenos aumentos no brilho e norendimento da amostra queliforme quando a quantidade de silicato de sódio éaumentada. Os teores de metal de transição baixos desta polpa,particularmente o de 0,3 ppm de Mn, pode ser alcançado com apenas poucasinstalações comerciais. Mais significativamente, a presença de silicato desódio apresenta um aumento significativo no peróxido de hidrogênioresidual, que é importante na manutenção do brilho. Na ausência de silicato,o residual de H2O2 para mais amostras de polpas deve ser zero após duashoras a 100°C.Table 2 shows small increases in brightness and normalization of the cheliform sample when the amount of sodium silicate is increased. The low transition metal contents of this pulp, particularly 0.3 ppm Mn, can be achieved with only a few commercial installations. More significantly, the presence of desodium silicate exhibits a significant increase in the actual hydrogen peroxide, which is important in maintaining gloss. In the absence of silicate, the residual H2O2 for more pulp samples should be zero after two hours at 100 ° C.

EXEMPLO 3EXAMPLE 3

Quatro amostras a mais da mesma polpa de ECF usada noExemplo 2, tendo um número de capa de 2,4 e uma viscosidade de 20,5 cp,foram testadas. Neste caso, a polpa era queliforme. Nas Amostras 1 e 2abaixo, as temperaturas do estágio foi de 90°C ao passo que a temperatura dasAmostra 3 e 4 foi de IlO0C. As Amostras 1 e 3 não continham nenhumsilicato, ao passo que as Amostras 2 e 4 tinham.TABELA 3Four more samples of the same ECF pulp used in Example 2, having a skin number of 2.4 and a viscosity of 20.5 cp, were tested. In this case, the pulp was cheliform. In Samples 1 and 2 below, the stage temperatures were 90 ° C whereas the temperature of Samples 3 and 4 was 10 ° C. Samples 1 and 3 contained no silicate whereas Samples 2 and 4 had.

EFEITO DA TEMPERATURA NO ABRILHANTAMENTO DE P/O DASEGUNDA POLPA DE PAPEL KRAFT DE ECF.POLPA NÃO QUELIFORME: 6 ppm de Mn, 8 ppm de Fe E 2 ppm de Cu.EFFECT OF TEMPERATURE ON OPENING P / O OF THE SECOND ECF. KRAFT PAPER PULP NON-CHELLED: 6 ppm Mn, 8 ppm Fe, and 2 ppm Cu.

<table>table see original document page 20</column></row><table><table> table see original document page 20 </column> </row> <table>

A Tabela 3 apresenta que, na mesma temperatura, a inclusãode silicato de sódio melhora o processo de abrilhantamento. A 90°C, umaamostra tendo silicato de sódio não deu nenhuma melhora notável norendimento mas um aumento de 1,9% no brilho. Em IlO0C, uma amostraincluindo silicato de sódio causou um aumento de 0,6% no rendimento e umaumento de 2,1% no brilho. Também, como antes, a presença de silicato desódio apresentou um aumento significativo no peróxido de hidrogênioresidual, que é importante na manutenção do brilho.Table 3 shows that, at the same temperature, the inclusion of sodium silicate improves the brightening process. At 90 ° C, a sample having sodium silicate gave no noticeable improvement but a 1.9% increase in brightness. At 100C, a sample including sodium silicate caused a 0.6% increase in yield and a 2.1% increase in brightness. Also, as before, the presence of desodium silicate showed a significant increase in the actual hydrogen peroxide, which is important in maintaining gloss.

EXEMPLO 4EXAMPLE 4

Amostras branqueadas e não branqueadas de resíduo deescritório misturado desintintado (MOW) consistindo de 65% de livro razãobranco classificado e 35% de papel de escritório foram obtidos de um moinhono meio-oeste americano. Esta amostra de polpa foi de quase exclusivamentede polpas químicas. As propriedades das amostras foram resumidas na Tabela4. O valor b* positivo alto indica uma tinta amarelada e um valor negativoalto indica um tinta azulada. O valor a* positivo alto indica uma tintaavermelhada e um valor negativo alto indica uma tinta esverdeada. O objetivodo abrilhantamento é para diminuir os valores absolutos de a* e b* o maispróximo de zero e aumentar o valor de L* o quanto mais alto possível. Comoapresentado na Tabela 4, o efeito da adição de silicato e sulfato de magnésiopara o MOW foi determinado.Bleached and unbleached samples of the disintegrated blended office waste (MOW) consisting of 65% graded white ledger and 35% office paper were obtained from a Midwestern mill. This pulp sample was almost exclusively from chemical pulps. The properties of the samples were summarized in Table 4. A high positive b * value indicates a yellowish ink and a high negative value indicates a bluish ink. A high positive a * value indicates a reddish ink and a high negative value indicates a greenish ink. The purpose of the brightening is to decrease the absolute values of a * and b * as close to zero and increase the value of L * as high as possible. As shown in Table 4, the effect of the addition of magnesium silicate and sulfate to the MOW was determined.

TABELA 4TABLE 4

EFEITO DE ADIÇÃO DE SILICATO NO ABRILHANTAMENTO DE P/ODE RESÍDUO DE ESCRITÓRIO MISTURADO (MOW)EFFECT OF ADDITION OF SILICATE IN OPENING MIXED OFFICE WASTE (MOW)

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L* = 89,78; a* = 0,76; b* = 1,77. Resíduo de escritório comercialmente branqueado(BLMOW) pré-triturado com 0,2% de DTPA: brilho, 83,6, L* = 94,4; a* = 0,28; b* = 1,72.L * = 89.78; a * = 0.76; b * = 1.77. Commercially bleached office waste (BLMOW) pre-ground with 0.2% DTPA: gloss, 83.6, L * = 94.4; a * = 0.28; b * = 1.72.

Pode ser visto (notas ao pé da Tabela 4) que o abrilhantamentode H2O2 no moinho 1,0% de H2O2, ~ 95°C) não diminuiusignificativamente o valor b*. Tanto as amostras não branqueadas quanto ascomercialmente branqueadas foram tratadas com NasDTPA depoisabrilhantadas com 1,5% a IlO0C. Para a mostra não branqueada, a inclusãode 4,0% de silicato resultou em uma melhora de 2,5 pontos de brilho. Osvalores de a* e b* foram próximos de zero também. Os benefícios similaresforam obtidos quando a polpa comercialmente branqueadas foi abrilhantadatambém. Sem silicato, nenhuma diminuição significativa em b* foi obtida.Uma temperatura alta e os resíduos de H2O2 altos aparentemente sãorequeridos para destruir os contaminantes coloridos responsáveis pelo valorb*. A inclusão de silicato aumentou o rendimento da polpa não branqueadaem 1,1%.It can be seen (notes at the foot of Table 4) that the brightening of H2O2 in the 1.0% H2O2 mill, ~ 95 ° C) does not significantly decrease the b * value. Both unbleached and commercially bleached samples were treated with NasDTPA then 1.5% brightened at 10Â ° C. For the unbleached sample, the inclusion of 4.0% silicate resulted in an improvement of 2.5 brightness points. The values of a * and b * were close to zero as well. Similar benefits were obtained when commercially bleached pulp was brightened as well. Without silicate, no significant decrease in b * was obtained. A high temperature and high H2O2 residues are apparently required to destroy the colored contaminants responsible for the b * value. The inclusion of silicate increased the unbleached pulp yield by 1.1%.

EXEMPLO 5EXAMPLE 5

Os resultados na Tabela 1 apresentaram o brilho com umaumento na razão de dose de MgS047H20: silicato de sódio (41 Bé) a razãode dose foi aumentada também na Tabela 2 onde 2% de silicato de sódio e1,0% de MgS047H20 em polpa foram usados (isto é, Amostra 3 da Tabela 2),que resultou no brilho mais alto (85,7%) para as polpas de ECF. NesteExemplo, o efeito de razão de dose no brilho de um polpa totalmente livre decloro (TCF) foi pesquisado.The results in Table 1 showed the brightness with an increase in the MgS047H20: Sodium Silicate (41 Bé) dose ratio. The dose ratio was also increased in Table 2 where 2% sodium silicate and 1.0% MgS047H20 pulp were used. (i.e. Sample 3 from Table 2), which resulted in the highest brightness (85.7%) for the ECF pulps. In this example, the effect of dose ratio on the brightness of a totally free decolorization pulp (TCF) was investigated.

A polpa de TCF (papel Kraft) foi de um moinho sueco e elatinha um número de capa de 7,4 e uma viscosidade de 23,4 cp. Ela tambémcontinha 1,9 ppm de Mn, 4,7 ppm de Fe e 0,8 ppm de Cu. Após ela ser lavadacom ácido, ela continha 0,1 ppm de Mn, 4,0 ppm de Fe e 0,8 ppm de Cu. Apolpa lavada com ácido foi abrilhantada com várias razões de dose deMgS047H20: silicato de sódio. As cargas de H2O2 e NaOH foram de 2,0% ede 2,5% em polpa, respectivamente, e as polpas foram abrilhantadas por duashoras a 110°C e 12% de consistência.TABELA 5The TCF pulp (Kraft paper) was from a Swedish mill and had a cover number of 7.4 and a viscosity of 23.4 cp. It also contained 1.9 ppm Mn, 4.7 ppm Fe and 0.8 ppm Cu. After it was washed with acid, it contained 0.1 ppm Mn, 4.0 ppm Fe and 0.8 ppm Cu. The acid washed flask was brightened with various dose ratios of MgS047H20: sodium silicate. The loads of H2O2 and NaOH were 2.0% and 2.5% in pulp, respectively, and the pulps were brightened for two hours at 110 ° C and 12% consistency. TABLE 5

EFEITO DE SILICATO E MgSO4 7H20 NO ABRILHANTAMENTO DEP/O DE POLPAS DE TCF LAVADAS COM ÁCIDOEFFECT OF SILICATE AND MgSO4 7H20 ON OPENING DEP / O OF ACID WASHED TCF PULP

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O brilho e o rendimento foram relativamente baixos quando osilicato foi excluído (Amostra 1 da Tabela 5). O brilho mais alto foi obtidocom MgS047H2): razão de dose de silicato de sódio de 1%:2%. O próximobrilho mais alto foi para razão de dose 0,5%:4%, seguida por 1%:1%.Brightness and yield were relatively low when silylate was excluded (Sample 1 from Table 5). The highest brightness was obtained with MgS047H2): 1% sodium silicate dose ratio: 2%. The next highest brightness was for dose ratio 0.5%: 4%, followed by 1%: 1%.

Uma tendência geral das cinco primeiras tabelas é que, parauma temperatura dada, o brilho e os rendimentos mais altos são obtidos aomesmo tempo que a estabilização for melhorada (resíduos elevados). Não háuma correlação exata porque, para estas experiências, a exatidão em resíduosde H2O2 foi de cerca de ± 5% da carga inicial. No entanto, o brilho final naTabela 5 correlaciona com o resíduo de H2O2 após 30 minutos.A general trend of the first five tables is that, for a given temperature, brightness and higher yields are obtained as long as stabilization is improved (high residue). There is no exact correlation because for these experiments the accuracy in H2O2 residues was about ± 5% of the initial charge. However, the final brightness in Table 5 correlates with the H2O2 residue after 30 minutes.

As três razões de dose na Tabela 5, isto é, 0,5:4,0; 1,0:2,0; e1,0:1,0, foram usadas em um sistema livre de polpa para desativar 1 ppm, decada Mn2+, Fe3+ e Cu2+ adicionados simultaneamente à solução alcalina. Paracada razão de dose, as concentrações de solução inicial de H2O2, MgSO4 ·7H20 e ο silicato de sódio foram idênticos aonde a polpa estava presente. Naausência da polpa, menos NaOH foi requerido para alcançar o pH de 11,2tirado como uma média bruta para abrilhantamento de P/O. As soluçõesforam retidas a IlO0C por duas horas depois esfriada e foi usado ultra-filtração para separar os silicatos de peso molecular alto e baixo. Asmembranas com corte de 10.000 MW foram usadas.The three dose ratios in Table 5, ie 0.5: 4.0; 1.0: 2.0; and 1.0: 1.0, were used in a pulp free system to deactivate 1 ppm, decad Mn2 +, Fe3 + and Cu2 + added simultaneously to the alkaline solution. For each dose ratio, the initial solution concentrations of H2O2, MgSO4 · 7H20 and sodium silicate were identical where the pulp was present. In the absence of pulp, less NaOH was required to reach the pH of 11.2 taken as a crude mean for P / O brightening. The solutions were retained at 100 ° C for two hours then cooled and ultrafiltration was used to separate high and low molecular weight silicates. Cutoff membranes of 10,000 MW were used.

Os resultados serão analisados em termos de ppm de Si emsolução. A solução de silicato de 41 Bé que foi usado continha 28,7% deSiO2. Dessa forma, 4% de silicato em polpa corresponde a 1,148 de SiO2 empolpa ou 0,536% de Si em polpa. Cem gramas de polpa a 12% deconsistência são associados com 733 ml de solução (assumindo umagravidade específica de 1,0). Dessa forma, a concentração de Si é 0,536 g em733 ml ou 0,731 g/litros 730 ppm). As soluções passando através damembrana foram analisadas para concentrações de Si, Mn, Fe e Cu porespectroscopia de ICP. Os resultados estão apresentados na Tabela 6.The results will be analyzed in terms of ppm Si in solution. The 41 B silicate solution that was used contained 28.7% SiO2. Thus, 4% of pulp silicate corresponds to 1,148 of pulped SiO2 or 0.536% of pulped Si. One hundred grams of 12% consistency pulp is associated with 733 ml of solution (assuming a specific gravity of 1.0). Thus, the Si concentration is 0.536 g in 733 ml or 0.731 g / liters 730 ppm). The solutions passing through the membrane were analyzed for Si, Mn, Fe and Cu concentrations by ICP spectroscopy. The results are presented in Table 6.

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A Tabela 6 apresenta que, no caso de 0,5% de MgSO47H20e 4% de silicato, 85% de Si passa pela membrana quanto aos composto depeso molecular baixo. No entanto, menos do que 3% de Fe e de Cu e menosdo que 1% de Mn passa. Os metais de transição parecem estar presos aosilicato de peso molecular alto retidos na membrana. Os dados sugerem que1,0% de MgSO4 · 7H20 e 2,0% de silicato dá melhor desativação de metal detransição, particularmente de Mn que acredita-se ser o catalisador maisagressivo para a decomposição de H2O2. A importância das diferenças entre1, 4 e 8 ppb de Mn ou 16,18 e 27 ppb de Cu na solução devem ser julgadasinsignificantes. No entanto, não há nenhuma dúvida que é o silicato de pesomolecular alto que adsorve ou complexa os metais de transição. A quantidadede silicato de peso molecular alto (maior do que 10.000 Daltons) para asvárias formulações são de 113 ppm de Si para 0,5%:4,0%; 127 ppm para1,0%: 1,0%; e 171 ppm para 1,0%:2,0%. A superioridade aparente daformulação 1%:2,0% na Tabela 6 está agora óbvia.Table 6 shows that in the case of 0.5% MgSO47H20 and 4% silicate, 85% Si passes through the membrane for low molecular weight compounds. However, less than 3% Fe and Cu and less than 1% Mn passes. The transition metals appear to be attached to the high molecular weight silicate retained in the membrane. The data suggest that 1.0% MgSO4 · 7H20 and 2.0% silicate gives better metal deactivation deactivation, particularly Mn which is believed to be the most aggressive catalyst for decomposition of H2O2. The importance of differences between 1, 4 and 8 ppb of Mn or 16,18 and 27 ppb of Cu in the solution should be considered insignificant. However, there is no doubt that it is high pesomolecular silicate that adsorbs or complexes the transition metals. The amount of high molecular weight silicate (greater than 10,000 Daltons) for the various formulations is from 113 ppm Si to 0.5%: 4.0%; 127 ppm to 1.0%: 1.0%; and 171 ppm to 1.0%: 2.0%. The apparent superiority of the 1%: 2.0% formulation in Table 6 is now obvious.

EXEMPLO 6EXAMPLE 6

A polpa de ECF do Exemplo 1 usada para o abrilhantamentode peróxido/oxigênio foi tratada com um estágio de dióxido de cloro acídicoao passo que a polpa de TCF foi lavada com ácido. O cálcio que foi ligado àspolpas dissolveu nas soluções acídicas e foi separado por lavagem. Seisefluentes do abrilhantamento de peróxido/oxigênio das polpas de ECF ecinco efluentes das polpas de TCF foram coletados e divididos em dois. Ocloreto de cálcio foi adicionado a uma metade de cada efluente para dar umaconcentração de 50 ppm de Ca em solução. Pequenos volumes dosefluentes puros e enriquecidos de cálcio foram ajustados para valores de pHde 9,0 e 10,0, aquelas faixas de uma polegada quadrada de 20-redes de açoinoxidável foram colocados em cada solução ou em cada pasta. Todos osefluentes selecionados continham tanto sal de Epsom quanto silicato desódio. Não tinha nenhum precipitado de silicato de magnésio nem no valor depH, mas tinham precipitados de silicato de cálcio-magnésio na maioria dosefluentes que foram enriquecidos com cloreto de cálcio.The ECF pulp of Example 1 used for peroxide / oxygen brightening was treated with an acidic chlorine dioxide stage whereas the TCF pulp was washed with acid. The calcium that was bound to the pulps dissolved in the acidic solutions and was separated by washing. Six peroxide / oxygen brightening effluents from ECF pulps and five effluents from TCF pulps were collected and divided in two. Calcium chloride was added to one half of each effluent to give a concentration of 50 ppm Ca in solution. Small volumes of pure and calcium-enriched effluents were adjusted to pH values of 9.0 and 10.0, those one-inch square ranges of 20-mesh stainless steel were placed in each solution or in each paste. All selected effluents contained both Epsom salt and disodium silicate. It had no magnesium silicate precipitates or depH value, but they had calcium magnesium silicate precipitates in most effluents that were enriched with calcium chloride.

Cada tira de metal pesava cerca de 1,6 gramas inicialmente e,surpreendentemente, nenhum deles não ganharam nenhum peso quandocolocados em quaisquer soluções de silicato de magnésio ou em pastas desilicato de cálcio-magnésio por mais do que 96 horas em temperaturaambiente (cerca de 20°C). Quando tiradas da solução ou da pasta, cada faixapesava 2 miligramas de seu peso inicial após lavagem e secagem ao ar. Istoconfirma que os silicatos de cálcio aderem ao metais ao passo que os silicatosde cálcio-magnésio e de magnésio não aderem.As polpas não branqueadas não são normalmente lavadas comácido ou tratadas com agentes quelantes antes da deslignifícação de O2.Each metal strip weighed about 1.6 grams initially and, surprisingly, none gained any weight when placed in any magnesium silicate solutions or calcium-magnesium desilicate pastes for more than 96 hours at room temperature (about 20 ° C). When taken from the solution or paste, each weighed 2 milligrams of its initial weight after washing and air drying. This confirms that calcium silicates adhere to metals whereas calcium magnesium and magnesium silicates do not adhere. Unbleached pulps are not normally washed with acid or treated with chelating agents prior to O2 delignification.

Dessa forma, as polpas normalmente entram em estágio de deslignifícação deoxigênio com concentrações altas de cálcio do que aquelas polpas entrandoem um estágio de peróxido/oxigênio. No entanto, se 1% de sal de Epsom e2% de silicato de sódio forem adicionados, teria suficientes cátions demagnésio para quimiosorver a maioria dos grupos de silanol dissociado emvalores de pH menores do que 11. Uma vez que os cátions de magnésio sãopreferivelmente quimiosorvidos durante as cátions de cálcio, qualquerprecipitado potencial pode ser rico em magnésio. E improvável que taisprecipitados devam incrustar os lavadores de oxigênio, onde a polpa é lavadaapós a deslignifícação de oxigênio. A incrustação é improvável nos valoresde pH altos da evaporadores de solução preta (isto é, solução lavada da polpanão branqueada), que são usados para evaporar a umidade após a lavagem edepois da queima da solução preta concentrada em um forno derestabelecimento de papel Kraft. O roteiro provável é que o silicato de cálcio-magnésio passará pelo forno de restabelecimento de papel Kraft e seráremovido com os resíduos no abrilhantador de solução verde. (A soluçãoverde no fluído viscoso removeu do fundo do forno de restabelecimento e éfeito primariamente de compostos inorgânicos, tais como sulfeto de sódio ecarbonato de sódio.) Após a remoção, a solução verde é diluída e os materiaisinsolúveis (isto é, os resíduos) são separados por sedimentação. Uma taxa altade sedimentação é observada para estas partículas de silicato de cálcio-magnésio.Thus, the pulps usually enter the oxygen delignification stage with higher calcium concentrations than those pulps entering a peroxide / oxygen stage. However, if 1% Epsom salt and 2% sodium silicate were added, enough magnesium cations would be sufficient to chemo most of the dissociated silanol groups at pH values less than 11. Since magnesium cations are preferable chemosorbed during For calcium cations, any potential precipitate can be rich in magnesium. Such precipitates are unlikely to encrust the oxygen scrubbers, where the pulp is washed after oxygen delignification. Fouling is unlikely at the high pH values of black solution evaporators (ie, washed solution from bleached pulp), which are used to evaporate moisture after washing and after burning of the concentrated black solution in a Kraft paper recovery oven. The likely route is that calcium magnesium silicate will pass through the Kraft paper restoration oven and will be removed with the waste in the green solution rinse aid. (The green solution in the viscous fluid was removed from the bottom of the recovery oven and is primarily made of inorganic compounds such as sodium sulfide and sodium carbonate.) After removal, the green solution is diluted and the insoluble materials (ie residues) are removed. separated by sedimentation. A high sedimentation rate is observed for these calcium magnesium silicate particles.

O efeito desta combinação de silicato de sulfato/sódio demagnésio na deslignifícação de oxigênio é demonstrada abaixo na Tabela 7.A deslignifícação de oxigênio de dois estágios de uma polpa de papel Kraftde número de capa 41 foi simulado adicionando-se 2% de NaOH na polpa e0,72 MPa de oxigênio a 12% de consistência e 90°C por 30 minutos. Seguidopor uma segunda injeção de NaOH (1,0% de NaOH em polpa), restauração dapressão de oxigênio, e 30 minutos de retenção adicional. O oxigênio padrãoinclui 0,5% de sal de Epsom em polpa adicionado durante o estágio pré-aquecido, isto é, antes de todas as outras químicas. Quando o silicato foiusado, 1 % de sal de Epsom na polpa foi adicionado no estágio pré-aquecido e2% de silicato de sódio foi adicionado junto com a primeira injeção dehidróxido de sódio. As adições de silicato significativamente melhorou aseletividade de deslignificação (número capa versus viscosidade). O brilho dapolpa é também aumentado.The effect of this magnesium sulfate / sodium silicate combination on oxygen delignification is shown below in Table 7. The two-stage oxygen delignification of a Kraft paper pulp number 41 was simulated by adding 2% NaOH to the pulp. e0.72 MPa oxygen at 12% consistency and 90 ° C for 30 minutes. Followed by a second injection of NaOH (1.0% pulp NaOH), restoration of oxygen pressure, and 30 minutes of additional retention. Standard oxygen includes 0.5% pulp Epsom salt added during the preheated stage, ie before all other chemicals. When the silicate was used, 1% Epsom salt in the pulp was added at the preheated stage and 2% sodium silicate was added along with the first injection of sodium hydroxide. The silicate additions significantly improved delignification selectivity (cover number versus viscosity). The brightness of the pulp is also increased.

TABELA 7TABLE 7

EFEITO DA ADIÇÃO DE SILICATO NO NÚMERO CAPA E NAVISCOSIDADE APÓS DESLIGNIFICAÇÃO DE O2EFFECT OF ADDITION OF SILICATE ON THE COVER NUMBER AND NAVISCOSITY AFTER O2 DESIGNIFICATION

<table>table see original document page 27</column></row><table><table> table see original document page 27 </column> </row> <table>

Polpa de Laboratório feito de 5 kg de lascas de madeira, 41 número capa, viscosidade de35 cP e rendimento peneirado de 47,8%.Laboratory pulp made of 5 kg of wood chips, 41 cover number, viscosity of 35 cP and sieved yield of 47.8%.

A melhora na viscosidade é significativa porque a viscosidadeé diminuída também por mais estágios de deslignificação e deabrilhantamento, incluindo o estágios de P/O. Se a viscosidade for diminuídaabaixo de IOa 12 cP (DP ~ 1000) então os valores de resistência do papelfeito de polpa diminuem dramaticamente.The improvement in viscosity is significant because viscosity is also decreased by further delignification and brilliance stages, including the P / O stages. If the viscosity is decreased below 10 to 12 cP (DP ~ 1000) then the strength values of the pulp paper decrease dramatically.

Embora aqui ilustrado e descrito com referência a certasmodalidades e exemplos, a presente invenção não é, contudo, intencionada aser limitativa aos detalhes apresentados. De preferência, as reivindicaçõesdevem ser lidas para incluir várias modificações dentro do escopo e da faixade equivalentes das reivindicações, sem divergir do espírito da invenção.Although illustrated and described herein with reference to certain embodiments and examples, the present invention is not, however, intended to be limiting to the details given. Preferably, the claims should be read to include various modifications within the equivalent scope and range of the claims without departing from the spirit of the invention.

Claims

1. A combination of additives for use in a pulp-brightening stage, containing less than 18% lignin, comprising: an aqueous sodium silicate solution, an alkaline agent in an amount sufficient to maintain the pH of the solution in less than about 8; and a magnesium compound, characterized in that the magnesium compound is of the type that dissociates in the Mg (OH) + cation-forming solution, where the magnesium compound is added in an amount to reach, together with any other dissociated magnesium, a mass ratio of Mg - SiO2 to values in the range 1:16 to 1: 2, with at least 25% of silicates having a molecular weight of at least 10,000 Daltons.

Additive combination according to claim 1, characterized in that said mass ratio of Mg: Si02 is in the range 1:15 to 1: 3.

Additive combination according to claim 1, characterized in that the alkaline agent is added in an amount sufficient to maintain the pH of the solution in the range of 8 to 12.

Additive combination according to Claim 1, characterized in that the magnesium compound is magnesium sulfate, added as MgSÜ4 or MgSCV 7H20.

Additive combination according to Claim 1, characterized in that the aqueous sodium silicate solution is added in an amount to achieve a concentration in the range of -0.14% to 1.4% SiO2 in the pulp; and, the magnesium compound is added in an amount to achieve a concentration in the range of 0.01% to 0.2% Mg in the pulp.

Additive combination according to claim 5, characterized in that the aqueous sodium silicate solution is added in an amount to achieve a concentration in the range of -0.28% to 1.12% SiO2 in the pulp; and, the magnesium compound is added in an amount to achieve a concentration in the range of 0.02% to 0.2% Mg in the pulp.

Additive combination according to claim 1, characterized in that the alkaline agent is selected from the group consisting of at least one of NaOH, Na2O, MgO, Mg (OH) 2, K2O, KOH, CaO and Ca (OH )2.

Additive combination according to claim 1, characterized in that the magnesium compound is selected from the group consisting of at least one of MgO, MgCl2, Mg (OH) 2 and MgNO3.

Combination according to claim 1, characterized in that the pulp contains less than 5% lignin.

Combination according to claim 1, characterized in that the pulp contains less than 2% lignin.

Combination according to claim 1, characterized in that it further comprises hydrogen peroxide.

A process for brightening a pulp, comprising the steps of: mixing the pulp containing less than 18% hydrogen peroxide lignin, an aqueous sodium silicate solution; an alkaline agent added in an amount sufficient to maintain the pH of the solution at least about 8; and a magnesium compound; and heating the mixture and allowing the mixture to react so that a portion of the lignin degrades, characterized in that the magnesium compound is dissociated in the solution to form Mg (OH) + cations, whereby to form the mixture the Magnesium compound is added in an amount to achieve, together with any other dissociated magnesium, a Mg: SiC mass ratio> 2 to values in the range 1:16 to 1: 2 to form a mixture, and at least 25%. of the silicates used have a molecular weight of at least 10,000 Daltons.

Process according to Claim 12, characterized in that it further comprises the step of pressurizing the mixture with an oxygen-containing gas.

Process according to Claim 13, characterized in that the partial oxygen pressure is in the range of 0.38 to 1.48 MPa.