BRPI0709797A2 - processo de alvejamento de polpa quÍmica - Google Patents

Abstract

<B>PROCESSO DE ALVEJAMENTO DE POLPA QUÍMICA<D>A presente invenção refere-se a um processo para o alvejamento de polpa química que compreende um primeiro tratamento de diáxido de cloro (D) do alvejamento inicial e quelação (Q) a ser executada em conjunto com esse, formando juntos um tratamento DQ. O processo é caracterizado pelo fato de que a quelação é executada em pH de 2 a 7, e é seguida por um estágio de alcalinização (N) da polpa, sem lavagem intermediária para aumentar o pH da polpa para acima de 7 e no máximo 12 antes de um estágio seguinte que é uma etapa de lavagem.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSODE ALVEJAMENTO DE POLPA QUÍMICA".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se ao alvejamento de polpa química.Mais particularmente, a invenção refere-se ao alvejamento inicial de polpade sulfato, às seqüências de alvejamento e ciclos de filtrado relacionados aessa. O dito alvejamento inicial compreende a quelação da polpa em umestágio do alvejamento inicial com dióxido de cloro e uma adição subse-qüente de álcali antes de uma etapa de lavagem que segue o dito estágio.

Antecedentes da Invenção

O alvejamento da polpa de sulfato é dividido em um alvejamentoinicial e um alvejamento final. Durante o alvejamento inicial, a maior parte daIignina presente na polpa é removida. No alvejamento final, a Iignina residualainda presente na polpa é removida, e os grupos de cor escura de polpa,cromóforos, são convertidos na forma de absorção sem luz.

Convencionalmente, o alvejamento inicial consiste em dois está-gios: um estágio de deslignificação ácida tal como um estágio de dióxido decloro DO seguido por uma etapa de lavagem, e um estágio de extração alca-Iina E, que é freqüentemente reforçado com oxigênio e peróxido (EOP) ouum destes (EO ou EP). Entre os estágios DO e E a polpa é lavada. O ditoprimeiro estágio de deslignificação ácida remove uma parte principal de me-tais presentes na polpa, bem como os ácidos hexenurônicos que consomemas químicas de alvejamento. As reações do dióxido de cloro no estágio DOsão rápidas. Embora a dosagem de um agente ativo no estágio DO seja fre-qüente e relativamente alta, uma parte principal das químicas carregadas éconsumida em poucos segundos. Entretanto, o tempo de retenção no está-gio DO é aproximadamente 30 minutos para assegurar a reação de todas asquímicas e para alcançar um fator kappa depois que os estágios DO EOPsão os mais baixos possíveis.

As reações de dióxido de cloro degradam as estruturas da Iigni-na. Uma parte da Iignina é removida na etapa de lavagem do estágio DO,mas uma parte substancial da Iignina reagida será convertida em uma formadissolvida somente em um estágio alcalino seqüente. Então, o filtrado resul-tante do estágio E contém uma quantidade excelente de matéria orgânicadissolvida, bem como o limite de cloro para a Iignina durante o estágio D0.

Quando um ciclo efluente de um processo de alvejamento é fe-chado, a quantidade de efluentes a serem descarregados foi tentada parareduzir o uso de filtrados em outros processos da moagem, isto é, para lavaro estoque marrom. Desse modo, os filtrados e o material de madeira dissol-vido e químicas presentes no filtrado são conduzidos a um processo de re-cuperação de químicas. Os filtrados resultantes do estágio D0 contêm umaparte principal de cloros que são prejudiciais a um processo de recuperação.Então, houve esforços primariamente para recuperar e circular no processo,filtrados resultantes do estágio alcalino de alvejamento. Entretanto, tambémos filtrados resultantes do estágio alcalino subseqüente ao estágio D0 con-têm compostos de cloro.

Quando se usa o peróxido, os metais de transição, tal como oMn, Fe, e Cu, são removidos ou seu conteúdo é reduzido antes de um está-gio de peróxido. Uma perfil de metal vantajoso no estágio de peróxido dimi-nui a degradação de um íon de perhidróxido de alvejamento -OOH em radi-cais oxigênio. Desse modo, no estágio de peróxido, um maior aumento naalvura pode ser alcançado através de um consumo de peróxido menor.Também a viscosidade da polpa é mantida melhor no tratamento.

Um tratamento suficientemente ácido remove os metais, poréma quelação é executada de forma ótima tal que a remoção dos metais detransição é a mais efetiva possível, enquanto os metais alcalino terrosos Mge Ca que protegem a polpa e reduzem a degradação do peróxido, permane-cerão na polpa. Um pH quelante ótimo é de 4 a 7. Em um pH mais alto, aremoção de todos os metais diminuirá, e em um pH mais baixo também osmetais alcalino terrosos protetores serão removidos.Técnica Anterior

A quelação é convencionalmente executada em um estágio se-parado, se necessário. Nos pedidos de Patente WO 96/06976, WO 95/27100e WO 98/21400, a quelação é apresentada como sendo executada em con-junto com o estágio de dióxido de cloro, sem lavagem intermediária.

O pedido de Patente WO 96/06976 descreve que a quelação éexecutada ou antes da adição de dióxido de cloro ou depois dessa. A faixade pH do estágio de quelação é mencionada como sendo de 1,5 a 8, prefe-rencialmente de 2 a 4. De acordo com a descrição do pedido de Patente WO95/27100, a quelação é executada antes, durante ou depois de um estágiode dióxido de cloro. A quelação é tentada a ser executada em uma faixa depH ótima de 3 a 7, preferencialmente de 4 a 6.

No pedido de Patente WO 98/21400, o pH da polpa é elevado aum valor > 8,5 antes da quelação. Através das condições de alcalinidade, odióxido de cloro residual é desativado e o cálcio torna-se precipitado em fi-bras. Entretanto, o uso de dióxido de cloro no estágio DO, ao qual a quelaçãoé combinada, é limitado em uma quantidade de no máximo 15 Kg como clo-ro ativo por tonelada de polpa absolutamente seca de modo a manter aquantidade de cloro pequena e a reduzir as desvantagens resultantes darecuperação dos filtrados. Absolutamente seco significa polpa seca em 105°.Sumário da Invenção

Um objetivo da invenção é um estágio de alvejamento inicial. Deacordo com a invenção, a quelação (Q) da polpa é executada em conjuntocom um primeiro estágio de dióxido de cloro (D) do alvejamento inicial, edepois de um estágio reativo, álcali é adicionado à polpa para neutralizar oualcalinizar a polpa, aqui expresso como Ν. A polpa não é lavada entre o pri-meiro estágio D, ao qual a quelação é combinada, e o estágio N do alveja-mento inicial. Neste contexto, a seqüência de alvejamento inicial de acordocom a invenção é expressa como DQN.

Um agente quelante é adicionado antes ou especialmente sub-seqüente ao tratamento de dióxido de cloro ou entre dois tratamentos dedióxido de cloro. Neste contexto, uma expressão DQ é usada para o estágiode dióxido de cloro, em conjunto com a qual a quelação é executada con-forme a maneira mencionada acima, independente da seqüência adicionaldos agentes. O estágio de quelação (Q) não é separado do estágio DO comuma etapa de lavagem intermediária. O pH quelante é de 2 a 7. Álcali é adi-cionado à polpa subseqüente à quelação e ao tratamento de dióxido de clorono mesmo estágio para elevar o pH da polpa para acima de 7 e no máximo12 antes de uma lavagem no estágio seguinte, de modo a dissolver a maté-ria orgânica. O tratamento de acordo com a invenção intensifica a efetivida-de dos estágios de alvejamento seguintes, reduz o consumo de químicas dealvejamento, especialmente no alvejamento inicial, exceto para álcali, e me-lhora particularmente a utilização dos filtrados resultantes do estágio alcalinoseguindo o estágio DQN em lavadores.

Quando o dióxido de cloro reage, os componentes dos metais deligação da polpa, tal como grupos de ácido hexenurônico, são degradados,facilitando assim a remoção dos metais. A elevação do pH depois da quela-ção não prejudica a remoção dos metais em uma etapa de lavagem seguindoo dito estágio, porque um complexo resultante metal quelato é suficientemen-te estável. A elevação do pH para ser neutro ou alcalino depois que a quela-ção aumenta a quantidade de matéria orgânica dissolvida, capacitando assimos íons de metal livre sejam ligados à matéria dissolvida e não às fibras.

O objetivo da presente invenção é melhorar a remoção da maté-ria orgânica reagida em um primeiro estágio de dióxido de cloro e reduzir aquantidade de compostos de cloro que passam para um estágio de alveja-mento seguinte. Ao mesmo tempo, a redução do conteúdo de metais detransição contidos na polpa ou uma remoção substancial desses é assegu-rada pela quelação da polpa sob condições otimizadas, capacitando assimque uma quantidade maior possível de metais de transição (Mn, Fe e Cu)seja quelada, enquanto uma parte significativa de metais alcalino terrosos(Mg, Ca) permanecerá na polpa. Desse modo, a efetividade dos seguintesestágios de alvejamento será intensificada, e a recuperação e a usabilidadedos filtrados resultantes desses estágios para outros processos de produçãode polpa, tal como para lavagem do estoque marrom e nos estágios de alve-jamento diferentes, serão melhorados.

Através do processo, de acordo com a invenção, uma quantida-de maior de matéria dissolvida e de compostos de cloro orgânicos pode serremovida no estágio DO do alvejamento inicial do que em uma etapa de Ia-vagem subseqüente a um estágio de dióxido de cloro ácido, mantendo si-multaneamente uma remoção efetiva dos metais de transição. A quelação éexecutada sob condições mais vantajosas do que em um processo descritono pedido de Patente WO 98/21400, e o limite superior da quantidade dodióxido de cloro não é limitado.

Descrição Detalhada da Invenção

Um tratamento DQN, ao qual a invenção refere-se, é executadocomo um primeiro tratamento de dióxido de cloro do alvejamento. Um agentequelante é adicionado antes ou especialmente depois do tratamento de dió- xido de cloro ou entre dois estágios de dióxido de cloro. O tratamento DQNpode ser executado em uma espessura convencional do estágio DO, emuma espessura de 1 a 40%. A temperatura do tratamento é preferencialmen-te de 50 a 10O9C, mais preferencialmente de 60 a 95eC, onde o tratamentose torne mais efetivo quando a temperatura se eleva. Quando a adição éexecutada depois do tratamento de dióxido de cloro, a quelação pode serexecutada, por exemplo, em um tubo de conexão até uma lavadora ou emum reator separado. Também a adição do álcali a ser executada no fim doestágio DQN pode ser realizada, por exemplo, em um tubo de conexão até alavadora ou em um reator separado.

No processo de acordo com a invenção, o tratamento de dióxidode cloro do alvejamento inicial pode ser executado sob condições de um es-tágio DO convencional. No processo de acordo com a invenção, o tempo deretenção no estágio de dióxido de cloro do estágio DQN é de 10 segundos a120 minutos, preferencialmente de 1 a 30 minutos, mais preferencialmentede 1 a 15 minutos, a dosagem de cloro ativo (Kg/adtp) é de aproximadamen-te de 2 a 2,5 vezes o fator kappa ou de 10 a 60 kg de cloro ativo por tonela-da de polpa seca ao ar (expresso aqui como Kg Cl ativo/adtp), preferencial-mente de 15 a 60 Kg Cl ativo/adtp, mais preferencialmente de 20 a 50 Kg Clativo/adtp, o pH final é de 1 a 5, preferencialmente de 2 a 3,5, e a espessuraé de 1 a 40%, preferencialmente de 3 a 12%. Polpa seca ao ar significa nes-te contexto, ter um conteúdo de matéria seca de 90%. A temperatura é pre-ferencialmente de 50 a 1009C, especialmente de 60 a 95°C. As etapas deneutralização ou alcalinização executadas após a adição de dióxido de cloroe a quelação abaixam o fator kappa e melhora a efetividade dos estágios dealvejamento seguintes, reduzindo assim o consumo de químicas no alveja-mento. No primeiro estágio de dióxido de cloro do alvejamento, a dosagem das químicas pode ser reduzida, se desejada. Quando a dosagem de quími-ca exigida é menor, o dióxido de cloro carregado é consumido muito rapida-mente e a retenção exigida no tratamento de dióxido de cloro é diminuída. Anecessidade diminuída de dióxido de cloro resulta em uma diminuição danecessidade para ajustar o pH no estágio Q bem como o consumo de álcali na alcalinização seguindo o tratamento DQ. No dito tratamento D do estágioDQN, a polpa pode, adicionalmente ao dióxido de cloro, ser tratada com o-zônio, ácido peracético ou ácido carônico ou uma combinação desses.

Os metais presentes na polpa estão em uma forma iônica dis-solvida em condições suficientemente ácidas, mas precipitam quando o pH eleva. Como um agente quelante, por exemplo, o EDTA (ácido etilenodiami-notetracético) ou seu sal ou DTPA (ácido dietilenotriaminopentacético) ouseu sal são adequados. A dosagem adequada é de 0,1 a 3 Kg/adtp, particu-larmente de 0,1 a 1 Kg/adtp. A quelação é preferencialmente executada nafaixa de pH de 2 a 7, particularmente de 4 a 7, onde os metais de transição (por exemplo, Fe, Mn, Cu) são queláveis, mas uma parte principal dos me-tais alcalino terrosos Mg e Ca permanecerá na polpa. O tempo de retençãono tratamento de quelação é de 10 segundos a 60 minutos, preferencialmen-te de 1 a 10 minutos.

O agente quelante pode ser adicionado antes da adição de dió-xido de cloro, ou quando o dióxido de cloro é adicionado em vários estágios,também entre as adições de CIO2, especialmente antes da última adição dedióxido de cloro. Nestes casos, álcali é adicionado diretamente após o está-gio ativo de dióxido de cloro antes da etapa de lavagem.

Depois dos estágios de dióxido de cloro e de quelação, álcali é adi- cionado à polpa antes da etapa de lavagem de modo a neutralizar ou alcali-nizar a polpa antes da lavagem. Diferindo de um tratamento de álcali con-vencional separado com lavagem ou deslocamento, a alcalinização de acor-do com a invenção executada antes da lavagem não reivindica um estágiode álcali efetivo, tal como um segundo estágio EOP de alvejamento inicial,mas também um tratamento moderado é suficiente. Depois da adição deálcali (N) no estágio DQN, o pH é acima de 7. O dito pH após a adição daálcali é preferencialmente no máximo 12, em uma modalidade especialmen-te no máximo 10. Geralmente, bons resultados são obtidos por um valor depH de 8 a 11. Em uma dita modalidade, o pH está acima de 10, mas no má-ximo 12. Quando o pH está acima de 10, o conteúdo dos compostos de cloroorgânico (AOX) gerados no início do tratamento de dióxido de cloro começaa diminuir devido à sua degradação, resultando em uma diminuição da toxi-cidade dos efluentes resultantes do estágio. Uma dosagem de álcali ade-quada é preferencialmente de 1 a 20 Kg de álcali como NaOH/tonelada depolpa seca ao ar (kg como NaOH/adtp), preferencialmente 1 a 15 kg comoNaOH/adtp. O tempo efetivo é de 5 segundos a 60 minutos, preferencial-mente de 40 segundos a 15 minutos, a temperatura é de 50°C a 100°C, pre-ferencialmente de 60 a 95°C e a espessura está em conformidade com otratamento anterior. Uma elevação do pH e da temperatura ou um aumentodo tempo de retenção resultará em um aumento ou diminuição do fator kap-pa, mas o consumo de álcali aumenta correspondentemente. Através do tra-tamento com álcali, o material orgânico reagido durante o tratamento de dió-xido de cloro e o limite de cloro desse é dissolvido a partir da polpa, e sãoremovidos na etapa de lavagem seguinte ao estágio DQN. Desse modo, oconteúdo da matéria dissolvida de um estágio de alvejamento seguinte, pre-ferencialmente o estágio EOP, diminuirá e sua efetividade será melhorada. Aremoção dos metais da polpa não será prejudicada, embora o pH da polpaseja elevado a mais do que o pH quelante otimizado depois da adição de umagente quelante antes da lavagem.

À medida que alcalino no estágio DQN, especialmente o hidróxi-do de sódio ou licor branco oxidado e não oxidado ou qualquer combinaçãodesses pode ser usada. Particularmente, o uso do licor branco é possível,porque nenhuma química oxidada é usada no tratamento com álcali do está-gio DQN.A partir do estágio DQN do processo de acordo com a invenção,um filtrado é obtido contendo uma parte maior de cloretos e a matéria orgâ-nica dissolvida mais cedo bem como uma parte principal dos metais de tran-sição. O pH do filtrado é preferencialmente acima de 7 e no máximo 12, maispreferencialmente de 8 a 11. Em uma modalidade, do dito pH está acima de7, mas abaixo de 10. Em outra modalidade, o pH do filtrado está acima de10, mas no máximo 12. Desse modo, os filtrados de água de lavagem alcali-na resultantes do estágio DQN podem também ser passados a um recipienteseparado para degradar os compostos de cloro orgânico antes de conduzi-los a uma recuperação de efluente. Um filtrado a ser removido da próximalavadora, preferencialmente a lavadora do estágio EOP, contém uma menorquantidade de cloretos e matéria orgânica dissolvida do que um filtrado re-sultante de um estágio EOP subseqüente a um estágio DO convencional. Umfiltrado mais puro que contém uma quantidade menor de cloretos é mais a-dequado para lavagem ou diluição de estoque marrom ou estágios diferen-tes do alvejamento.

Uma lavadora arranjada depois de um primeiro estágio D (DO)do alvejamento inicial de acordo com a técnica anterior opera sob condiçõesácidas. Um filtrado resultante do estágio DQN é neutro ou alcalino, permitin-do assim que os ciclos de filtrado no alvejamento sejam arranjados de umanova forma.

Quando usando o licor branco ou licor branco oxidado para alca-Iinizar a polpa no estágio DQN, o equilíbrio Na/S do ciclo químico pode serajustado de uma nova forma, e matérias estranhas presentes no licor bran-co, tais como Al, Cl, K e Si podem ser removidas. Uma diminuição no con-sumo de hidróxido de sódio no estágio EOP reduz a influência no equilíbrioNa/S de uma moagem, se os filtrados são conduzidos à recuperação via alavagem do estoque marrom.

Compostos que causam precipitação, tais como CaC204, Ca-CO3, BaSO4 bem como os compostos de magnésio precipitarão nas fibrasquando o pH se eleva. Então, a demanda pela adição de magnésio no está-gio EOP diminui. A precipitação de carbonato de cálcio pode ser controladalimitando-se o pH do tratamento com álcali que segue a quelação a um valorabaixo de 10.

Quando usando o alvejamento inicial de acordo com a invenção,a polpa de fibra que entra no alvejamento inicial é quimicamente produzida,especialmente por um cozimento sulfato. A polpa entra no alvejamento inicialde uma lavadora de estoque marrom arranjada depois do cozimento ou deum estágio de oxigênio.

Depois do estágio DQN e da subseqüente lavagem da polpa,qualquer seqüência de alvejamento adequada pode ser usada de modo aobter um valor alvo de alvura final para a polpa.

O estágio DQN pode ser também adaptado em conjunto com umtratamento a quente para remover os ácidos hexenurônicos. Uma seqüênciade alvejamento preferencial é uma que tem como os primeiros três estágios,A DQN EOP. A invenção capacita também o completo alvejamento com umconsumo pequeno de química usando uma seqüência curta de alvejamento,por exemplo, DQN PO. Ao usar o estágio DQN de acordo com a invenção,outras seqüência de alvejamento preferenciais são, por exemplo, DQN EOPD1, DQN EOP D1 D2, DQN EOP D1 Ρ, A DQN D1 P, DQN DP, DQN EOPP, DQN EOP Z P ou DQN EOP Px, onde Px é um estágio de peróxido ácido.Os espaçamentos entre os estágios referem-se a uma etapa de lavagementre os estágios.

Um estágio EOP não pressurizado pode ser também executadosem oxigênio, tal que na presente aplicação a expressão EOP refere-setambém a um estágio EP não pressurizado.

Descrição dos Desenhos

As Figuras em anexo de 1 a 9 mostram poucas seqüências dealvejamento preferenciais ou seções destas, bem como ciclos de filtradodessas que usam a seqüência de alvejamento inicial DQN de acordo com ainvenção.

As Figuras 1A a 2B mostram poucas conexões de água de lava-gem preferenciais do alvejamento DQN EOP.

A Figura 3 mostra uma conexão de água de lavagem preferenci-al do alvejamento que inicia com a seqüência DQN EOP D1.

A Figura 4 mostra uma conexão de água de lavagem preferenci-al do alvejamento DQN EOP D1 D2.

As Figuras 5 e 6 mostram poucas conexões de água de lavagempreferenciais do alvejamento DQN EOP D1 P.

As Figuras 7A e 7B mostram poucas conexões de água de lava-gem preferenciais do alvejamento A DQN D1 P.

As Figuras 8A e 8B mostram poucas conexões de água de lava-gem preferenciais do alvejamento DQN DP.

As Figuras 9A a 9C mostram poucas conexões de água de lava-gem preferenciais do alvejamento DQN EOP P.

Descrição Detalhada da Invenção

Nas Figuras, cada caixa fornecida com um símbolo que repre-senta o respectivo estágio de alvejamento se refere a uma lavadora arranja-da depois do dito estágio. A seta direcionada a cada lavadora refere-se aoslíquidos de lavagem entrando na lavadora, onde a seta esquerda indica umprimeiro líquido de lavagem e a seta direita indica um líquido de lavagemseguinte. Uma seta deixando uma lavadora indica um filtrado de lavagemsendo descarregado a partir da lavadora, desse modo o filtrado pode sercomo uma simples fração ou é dividido em diferentes frações, por exemplo,nesses exemplos em duas frações. Um primeiro líquido de lavagem dos lí-quidos de lavagem usados nas lavadoras desloca o líquido presente na pol-pa em sua entrada na lavadora, líquido que é passado em um recipiente defiltrado, onde o primeiro líquido de lavagem permanecerá na polpa. Esseprimeiro líquido de lavagem é deslocado por um segundo líquido de lava-gem, onde também uma parte maior do primeiro líquido de lavagem entraráno recipiente de filtrado da dita lavadora. Todo ou parte do segundo líquidode lavagem permanecerá na polpa deixando a lavadora. Quando a lavadoraé uma lavadora à pressão, o termo primeiro líquido de lavagem refere-se aum líquido de lavagem real, onde o termo segundo líquido de lavagem refe-re-se a uma diluição depois da lavadora. Também, quando as lavadoras deoutro tipo, por exemplo, um filtro ou uma lavadora DD, são usadas, uma par-te do segundo líquido de lavagem pode ser usada para a diluição depois dalavadora.

Em todas as Figuras mostradas, o filtrado que deixa uma lavado-ra pode ser dividido em diferentes frações com relação às suas propriedades(por exemplo, com relação à quantidade de matéria dissolvida), frações quesão conduzidas a um recipiente de filtrado, no qual elas podem ser armaze-nadas separadamente e podem ser usadas separadamente. Nesse caso, aconcentração do filtrado (por exemplo, a quantidade da matéria dissolvida)descarregada a partir da lateral esquerda de um recipiente de filtrado, mos-trado nas Figuras abaixo uma lavadora, é mais alta do que a do filtrado a serretirado da lateral direita do recipiente do filtrado, ou seta saindo da lateralesquerda indica o líquido deslocado da polpa pelo primeiro líquido de lava-gem, e a seta saindo da lateral direita indica o líquido deslocado pelo segun-do líquido de lavagem. Os filtrados da lavagem podem ser também armaze-nados no recipiente de filtrado misturado uns com os outros, caso no qual ofluxo de saída do filtrado tem propriedades similares. Nas modalidades pre-ferenciais mostradas, a polpa é lavada usando dois líquidos de lavagem.Nas modalidades preferenciais mostradas, o filtrado descarregado a partir dorecipiente de filtrado é usado como um líquido de lavagem em uma ou duaslavadoras ou é removido do processo. É também possível dividir a quantida-de de águas de lavagem e o uso das águas de filtrado em qualquer outraforma, adequada ao propósito.

Exceto pelas Figuras de 1 a 3, cada uma das Figuras mostra aseqüência de alvejamento total usada. Nas Figuras mostradas, as setas quemostram um líquido de lavagem entrando em uma lavadora, mas não saindode um recipiente do filtrado, indicam um líquido fora do alvejamento. Isto po-de ser, por exemplo, um condensado, água 0 ou água bruta de um secador.As modalidades mostradas nas Figuras 1 a 3 podem descrever uma se-qüência de alvejamento total, ou o líquido de lavagem entrando na lavadorado último estágio pode ser um filtrado de uma lavadora de estágios de alve-jamento futuros, se um ou mais estágios de alvejamento foram adicional-mente adicionados ao fim da seqüência de alvejamento apresentada.As Figuras 1A, 1B e 1C mostram poucas formas preferenciais dearranjar a conexão de água de lavagem do alvejamento DQN EOP. Na Figu-ra 1A, quando ambos os líquidos de lavagem na lavadora EOP, um líquidosaindo do alvejamento é usado. A primeira fração do filtrado deslocada dapolpa através de um primeiro líquido de lavagem na lavadora EOP é usadacomo a segunda água de lavagem da lavadora DQN. A fração deslocadapelo segundo líquido de lavagem da lavadora EOP é usada como a primeiraágua de lavagem da lavadora de estoque marrom. A segunda água de lava-gem da lavadora de estoque marrom e a primeira água de lavagem da Iava-dora DQN são líquidos fora do alvejamento. Todos os filtrados de lavagemda lavadora DQN são passados ao tratamento de efluentes. A primeira e asegunda água de lavagem que entram na lavadora DQN podem ser tambémarranjadas inversamente (Figura 1B). No ciclo da Figura 1C, o filtrado resul-tante do alvejamento é usado como o último líquido de lavagem em uma Ia-vadora (uma lavadora de estoque marrom) que precede o alvejamento oupara diluição, mas os filtrados de alvejamento não são passados por umprocesso de recuperação.

As Figuras 2A e 2B mostram uma forma preferencial de arranjara conexão da água de lavagem do alvejamento DQN EOP onde a quantida-de de efluente foi adicionalmente reduzida. A primeira fração do filtrado delavagem a partir do estágio EOP é conduzida à lavagem de estoque marrom,e a segunda fração do filtrado de lavagem é usada como o segundo líquidode lavagem da lavadora DQN. A segunda fração do filtrado de lavagem doestágio DQN é usada como o último filtrado de lavagem em uma lavadoraque precede o alvejamento ou a diluição, e ela permanecerá na polpa.O primeiro líquido de lavagem da lavadora DQN é um líquido fora do alveja-mento, e o primeiro filtrado de lavagem deslocado por ele é passado para otratamento de efluente. O segundo filtrado de lavagem do estágio EOP po-deria também ser usado como a primeira água de lavagem para a lavadoraDQN, onde a segunda água de lavagem da lavadora DQN seria um líquidofora do alvejamento. Na modalidade da Figura 2B, todas as águas de lava-gem do estágio DQN são filtrados de lavagem resultantes do estágio EOP, ea primeira água de lavagem da lavadora de estoque marrom é um líquidofora do alvejamento.

A Figura 3 mostra uma forma preferencial de arranjar a conexãode água de lavagem do alvejamento DQN EOP D1. O estágio D1 pode adi-cionalmente ser seguido por um estágio de alvejamento, onde as águas delavagem de uma lavadora D1, ou uma delas, pode resultar de qualquer umdos seguintes estágios de alvejamento. Uma parte do filtrado (a primeira fra-ção) do estágio EOP é usada como a primeira água de lavagem do estoquemarrom. Uma parte do filtrado (a primeira fração) resultante do estágio D1 éusada como a última água de lavagem em uma lavadora antes do alveja-mento ou para diluição, e ela permanecerá na polpa e reduz a necessidadede acidificação no estágio DQN, habilitando assim a utilização do dióxido decloro residual do estágio D1. Os filtrados de lavagem removidos da polpa nalavadora DQN são passados ao tratamento de efluente. Aqui, um primeirolíquido de lavagem da lavadora DQN é a segunda fração do filtrado de lava-gem da lavadora EOP, e um segundo líquido de lavagem é um líquido forado alvejamento. Em outra modalidade, os ciclos de água de filtrado são mos-trados na Figura 3, mas as águas de lavagem entrando na lavadora DQNsão arranjadas inversamente, isto é, como a primeira água de lavagem dalavadora DQN, um líquido fora do alvejamento é usado, e como a segundaágua de lavagem, o segundo filtrado de lavagem da lavadora EOP é usado.

A Figura 4 mostra uma forma preferencial de arranjar o ciclo dofiltrado do alvejamento DQN EOP D1 D2. As águas de lavagem e de filtradosão arranjadas na modalidade da Figura 3, mas a primeira e a segunda águade lavagem da lavadora D1 são o primeiro e o segundo filtrado de lavagemda lavadora D2. A primeira e a segunda água de lavagem da lavadora DQNpodem também ser arranjadas inversamente, como é descrito em conjuntocom a Figura 3.

A Figura 5 mostra uma forma preferencial de arranjar o ciclo dofiltrado do alvejamento DQN EOP D1 P. As águas do filtrado de uma lavado-ra de estoque marrom, bem como as lavadoras dos estágios DQN, EOP eD1 são arranjadas como na modalidade da Figura 3, como também as á-guas de lavagem da lavadora EOP e a lavadora de estoque marrom. A pri-meira água de lavagem da lavadora D1 é um líquido fora do alvejamento,mas sua segunda água de lavagem é a segunda fração do filtrado de lava-gem de uma lavadora Ρ. A primeira fração do filtrado de lavagem resultanteda lavadora P é usada como a segunda água de lavagem da lavadora DQN.Em outra modalidade, as águas de lavagem da lavadora DQN são arranja-das inversamente, isto é, sua primeira água lavagem da lavadora P (a pri-meira fração do filtrado de lavagem) e sua segunda água de lavagem resultada lavadora EOP (a segunda fração do filtrado de lavagem).

A Figura 6 mostra outra forma preferencial de arranjar a conexãode água de lavagem e de filtrado do alvejamento DQN EOP D1 Ρ. A água delavagem e fluxos de filtrado são arranjados como mostrado na Figura 3, mascomo a primeira água de lavagem da lavadora EOP, a primeira fração dofiltrado de lavagem da lavadora P é usada, e como a segunda água de Iava-gem da lavadora D1, a segunda fração do filtrado de lavagem da lavadora Pé usada. Em outra modalidade preferencial, as águas de lavagem da lavado-ra DQN são arranjadas inversamente as da Figura 6, isto é, sua primeiraágua de lavagem resulta da lavadora EOP (a segunda fração do filtrado delavagem) e sua segunda água de lavagem resulta da lavadora P (a primeirafração do filtrado de lavagem).

As Figuras 7A e 7B mostram algumas formas preferenciais dearranjar o ciclo do filtrado do alvejamento A DQN D1 P que compreende umestágio separado A. Na modalidade da Figura 7A, toda a água de filtradoresultante da lavadora do estágio A que é passada por tratamento de efluen-te, e como a segunda água de lavagem do estágio A, a primeira fração dofiltrado de lavagem da lavadora DQN é usada. Na modalidade da Figura 7B,a segunda água de lavagem da lavadora do estágio A é substituída por umlíquido fora do alvejamento comparado à modalidade da Figura 7A, e a pri-meira fração do filtrado resultante da lavadora DQN é passada por tratamen-to de efluente. A modalidade da Figura 7B poderia também ser mudada talque a seqüência da primeira e da segunda água de lavagem do estágio A érevertida, isto é, a primeira água de lavagem do estágio A seria um líquidoque fora do alvejamento. A modalidade da Figura 7B pode também ser modi-ficada tal que, ao invés de um líquido fora do alvejamento, a segunda fraçãodo filtrado da lavagem da lavadora DQN é usada como a segunda água delavagem da lavadora do estágio A, onde a segunda fração da água do filtra-do da lavadora do estágio A é usada como a segunda água de lavagem nalavadora de estoque marrom. Ainda outra modificação da modalidade daFigura 7B é conduzir todos os filtrados de lavagem resultantes da lavadoraDQN ao tratamento de efluente. Desse modo, a segunda fração do filtradode lavagem da lavadora D1 é usada com a segunda água de lavagem dalavadora do estágio A, e como a primeira água de lavagem da lavadora A,um líquido fora do alvejamento é usado.

As Figuras 8A e 8B mostram poucas formas preferenciais de ar-ranjar a conexão de água de lavagem e de filtrado do alvejamento DQN DP.Quando usando a seqüência DQN DP, a quantidade de efluente resultante éespecialmente pequena comparada ao alvejamento de acordo com a técnicaanterior. A primeira fração do filtrado de lavagem da lavadora do estágio DPé usada como a primeira (não mostrada na Figura) ou como a segunda águade lavagem para a lavadora DQN, e a segunda fração do filtrado de lavagemresultante da lavadora DP é usada como a primeira água de lavagem para oestoque marrom. Como outras águas de lavagem, um líquido fora do alve-jamento é usado. O filtrado de lavagem da lavadora DQN é passado ao tra-tamento de efluente. A modalidade da Figura 8A pode também ser modifica-da tal que a segunda fração do filtrado de lavagem da lavadora DQN é usa-da na lavadora de estoque marrom como a segunda água de lavagem, aoinvés de um líquido fora do alvejamento. Através deste tipo de modalidade,uma quantidade menor de efluente pode ser alcançada. No arranjo da Figura8B, os filtrados resultantes do alvejamento não são usados para lavagem doestoque marrom.

As Figuras 9A a 9C mostram poucas formas preferenciais de ar- ranjar a conexão de água de lavagem do alvejamento DQN EOP P onde aquantidade de efluente resultante é pequena. A modalidade da Figura 9Apode ser modificada tal que a primeira e a segunda água de lavagem da Ia-vadora DQN são revertidas. Na modalidade da Figura 9B, ambos os filtradosde lavagem das lavadoras dos estágios P e EOP são usados como águas delavagem em uma lavadora que precede cada estágio. A primeira fração dofiltrado de lavagem da lavadora DQN é passada ao tratamento de efluente, eo segundo filtrado de lavagem é usado como a segunda água de lavagem nalavadora de estoque marrom. No arranjo da Figura 9C, ambas as águas delavagem do estoque marrom resultam das lavadoras dos estágios de alve-jamento, e a primeira água de lavagem da lavadora EOP é um líquido forado alvejamento. No ciclo de água de lavagem e de filtrado das Figuras 9B e9C, a quantidade de efluente resultante do alvejamento é ainda reduzida.O filtrado resultante do estágio DQN poderia, em sua totalidade, tambémpassado ao tratamento de efluente, e ao invés do dito filtrado, o líquido forado alvejamento poderia ser usado na lavadora de estoque marrom.Exemplo 1

Em experimentos em laboratório, polpa de sulfato em madeiramole, que possui um fator kappa de 25,0, uma alvura de 30% ISO e umaviscosidade de 1280 ml/g (SCAN) foram submetidas a um alvejamento inicialDQN de acordo com a invenção, seguido por um estágio EOP (DQN EOP), ecomo uma amostra de comparação (ref) um alvejamento inicial DO EOP.Ambas as seqüências foram executadas usando duas diferentes dosagensde CIO2 (fator kappa 1 e 2), em uma temperatura de 65-C. A temperatura doestágio EOP foi de 85-C, e o tempo de retenção em todos os tratamentos foide 60 minutos. O CIO2 foi permitido a reagir por 30 minutos. O pH final doestágio D foi de 2 a 3. No tratamento DQN subseqüente a esse, o pH dapolpa foi ajustado para 5 adicionando álcali, e um agente quelante foi adicio-nado à polpa (tempo de reação: 5 minutos), onde na seqüência a adição deálcali foi executada (N), onde o pH da mistura foi elevado para 8 e 11. Foipermitido que álcali agisse por 5 minutos. Na quelação e durante a adição deálcali, a temperatura foi de aproximadamente 50SC. A tabela 1 mostra asdosagens de químicas usadas, o consumo de álcali no estágio DQN, e aspropriedades medidas da polpa após os tratamentos DO e DQN, bem comoapós o alvejamento inicial total.O tratamento DQN abaixou o fator kappa após o estágio EOPem aproximadamente uma unidade, e aumentou a alvura da polpa (ISO)após o estágio EOP em 4,5 a 93 unidades comparada à seqüência dereferência DO EOP no fator kappa igual a 2. A influência do tratamentoDQN na viscosidade da polpa foi insignificante comparado à queda no fatorkappa.

O consumo de álcali no estágio N foi de aproximadamente 30%da dosagem de cloro ativo do tratamento de dióxido de cloro, quando o pHfoi elevado a 8 no tratamento N, e aproximadamente 40% da dosagem decloro ativo quando o pH foi elevado a 11. O pH final do tratamento de dióxidode cloro foi de 2 a 2,5. O tratamento DQN reduz o consumo de álcali no es-tágio EOP comparado ao estágio EOP subseqüente ao tratamento DO.O consumo total de álcali na seqüência DQN EOP foi de 1 a 10 Kg/odt maisalto que na seqüência de referência DO EOP.

O peróxido residual (não indicado na tabela) no estágio EOP (fatorkappa do DQN igual a 2, pH após a adição de álcali igual a 10,7) foi de 4 Kg deH202/odt quando a dosagem do peróxido foi de 6 Kg de H202/adtp, isto é, aquelação foi efetiva embora o pH tenha sido elevado ao nível alcalino após aadição de DTPA. O tratamento de acordo com a invenção habilita a alcançar aalvura da polpa melhorada e a redução do fator kappa no estágio EOP.

Tabela 1

<table>table see original document page 18</column></row><table><table>table see original document page 19</column></row><table> Usando o fator kappa 2, as polpas alvejadas (a polpa de refe-rência e a polpa de acordo com a invenção) foram submetidas a alvejamentofinal usando a seqüência DnD. Em um primeiro estágio D (D1) do alvejamen-to final, a dosagem de CIO2 foi de 15 Kg Cl ativo/adtp, e em um segundo es-tágio (D2) do alvejamento final foi de 5 Kg Cl ativo/adtp. A Figura 10 mostraa alvura dessas três amostras nos estágios D1 e D2 de acordo com o con-sumo total de cloro ativo. Com as polpas tratadas de acordo com a invenção,o dito consumo foi de aproximadamente 5 Kg/adtp mais baixo que com aspolpas de referência com a mesma alvura, e a alvura completa (>88% ISO)foi obtida somente com as polpas tratadas pelo estágio DQN.

Exemplo 2

A polpa de sulfato produzida a partir do Eucalipto foi deslignifi-cada com oxigênio, e um fator kappa de 11,6 foi obtido. Essa polpa foi sub-metida a um tratamento DQN de acordo com a invenção, seguido por umestágio EOP (DQN EOP), e como referências os alvejamentos DN EOP e DOEOP.

A dosagem de cloro ativo no estágio D foi de 20 Kg/adtp, a tem-peratura 90-C, o tempo de retenção de 90 minutos e o pH final de 3,7. O pHfinal do tratamento com álcali foi de 10,8, o tempo de tratamento de 5 a 10minutos, a temperatura de 60eC e a espessura de 3%. A quelação foi execu-tada com pH de 6, e como o agente quelante de 1 Kg DTPA/adtp foi usado.As condições de alvejamento e as propriedades medidas da polpa são indi-cadas na tabela 2.Tabela 2

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

O estágio D removeu a Iignina efetivamente. O fator kappa abai-xado no estágio EOP seguinte somente em aproximadamente uma unidade,da qual se pode concluir que a polpa ainda continha muitos grupos de ácidohexenurônico que não são removidos durante o tratamento com álcali.

A polpa quelada teve um consumo de peróxido mais baixo queindica que a remoção de metais foi efetiva no estágio DQN, embora o pH dapolpa tenha sido elevado ao nível alcalino após a quelação anterior à lava-gem.

Claims (8)

REIVINDICAÇÕES

1. Processo de alvejamento de polpa química, compreendendoum primeiro tratamento de dióxido de cloro (D) do alvejamento inicial e que-lação (Q) a ser executada em conjunto com esse, caracterizado pelo fato de que a quelação é executada no pH de 2 a 7, e que o dito tratamento de dió-xido de cloro (D) e a quelação (Q) são seguidos por um tratamento de alcali-nização (N) da polpa, sem a lavagem intermediária entre quaisquer dos ditostratamentos, para elevar o pH da polpa para acima de 7 e no máximo 12 an-tes de um estágio seguinte, que é uma etapa de lavagem.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o agente quelante é adicionado após o dióxido de cloro.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o agente quelante é adicionado antes do dióxido de cloro.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o dióxido de cloro é adicionado em duas porções, e um agentequelante é adicionado entre essas duas adições de dióxido de cloro.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações an-teriores, caracterizado pelo fato de que no estágio N, a dosagem de álcali éde 1 a 20 Kg de álcali como NaOH/adtp.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações an-teriores, caracterizado pelo fato de que no estágio Ν, o tempo de tratamentoé de 5 segundos a 60 minutos.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações an-teriores, caracterizado pelo fato de que no dito tratamento de dióxido de clo-ro, a polpa é tratada, adicionalmente ao dióxido de cloro, também com ozô-nio, ácido peracético ou ácido carônico ou uma combinação desses.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações an-teriores, caracterizado pelo fato de que para a alcalinização do hidróxido desódio da polpa, licor branco, licor branco oxidado, ou qualquer combinaçãodesses é usada.