BRPI0709804A2 - processo de branqueamento de polpa quÍmica - Google Patents

Abstract

<B>PROCESSO DE BRANQUEAMENTO DE POLPA QUÍMICA<D>Processo para o branqueamento da polpa química, onde o branqueamento inicial da polpa compreende um primeiro tratamento com dióxido de cloro (DO) e um tratamento alcalino seguinte com oxigênio e peróxido de hidrogênio (EOP), cujos estágios são separados um do outro por um estágio de lavagem, e um tratamento da polpa para reduzir o teor de metais de transição da polpa antes do referido tratamento com peróxido. O processo é caracterizado pelo fato de que uma base é adicionada à polpa após a adição de dióxido de cloro no estágio DO para ajustar o pH da polpa para neutro ou básico (estágio N) antes do estágio de lavagem subseqúente ao estágio de dióxido de cloro, sendo que o branqueamento inicial compre- ende a sequência DON EOP.

Description

Relatório Descritivo do Pedido de Patente de Invenção para:"PROCESSO DE BRANQUEAMENTO DE POLPA QUÍMICA".

A invenção refere-se a um processo de branqueamento de pol-pa química. Mais particularmente, a invenção se refere ao branqueamentoinicial de uma polpa de sulfato, seqüências de branqueamento e ciclos defiltrado relacionados com o mesmo. A seqüência inicial de branqueamentode acordo com a invenção compreende o tratamento da polpa com o fim dereduzir o teor de metais de transição presentes na polpa, um primeiro trata-mento com dióxido de cloro (DO) do branqueamento, a adição de base noestágio DO após a adição do dióxido de cloro para ajustar o valor do pH emneutro ou básico, seguido de lavagem e um estágio de oxigênio alcalino eperóxido (EOP) como um estágio efetuado subseqüentemente à lavagem.

O branqueamento da polpa de sulfato é dividido entre branque-amento inicial e final. Durante o branqueamento inicial, a maior parte da Iig-nina presente na polpa é removida. No branqueamento final, a Iignina resi-dual ainda presente na polpa é removida, e grupos coloridos de polpa escu-recida, cromóforos, são convertidos em sua forma não-absorvente de luz.

O branqueamento inicial da polpa de sulfato usando dióxido decloro convencionalmente consiste em um estágio ácido de deslignificação,geralmente um estágio DO de dióxido de cloro, e um estágio E de extraçãoalcalina, o qual é freqüentemente reforçado com oxigênio e peróxido (EOP)ou com um desses (EO ou EP). Em adição à deslignificação, o estágio ácidolibera metais presentes na polpa. Além disso, produtos químicos de bran-queamento que consomem grupos de ácido hexenourônico podem ser re-movidos por um tratamento ácido a quente da polpa.

O estágio DO e o estágio E do branqueamento inicial são sepa-rados um do outro por uma lavagem intermediária. Na lavagem, matéria or-gânica dissolvida, produtos químicos gastos e metais sendo livres na formaiônica em condições ácidas, são removidos da polpa.

A dosagem de cloro ativo no estágio DO é freqüentemente relati-vamente alta, normalmente mais do que a metade da dose de cloro do está-gio total de branqueamento. As reações de dióxido de cloro no estágio DOsão rápidas, consumindo então a maior parte dos produtos químicos carre-gados em poucos segundos. Entretanto, o tempo de retenção no estágio DOé normalmente de 30 minutos, para garantir a reação de todos os produtosquímicos e para atingir um número kappa, após os estágios DO EOP1 o maisbaixo possível.

As reações de dióxido de cloro degradam as estruturas da Iigni-na. Os filtrados resultantes do estágio DO contêm uma parte da Iignina rea-gida e a maior parte dos cloretos gastos. Uma parte substancial da Iigninareagida durante o estágio DO será convertida na forma dissolvida apenas noestágio alcalino subseqüente, de forma que o filtrado resultante do estágioEOP contém uma quantidade marcante de matéria orgânica dissolvida as-sim como cloro ligado à Iignina durante o estágio DO.

Os metais de transição, tais como Fe, Cu e Mn, degradam peró-xidos, e devem portanto ser substancialmente removidos da polpa, ou seuteor deve ser reduzido antes de um estágio que empregue peróxido, isto é,antes do estágio EOP. A maior parte dos metais pode ser removida no está-gio de lavagem, quando o pH é suficientemente baixo, aproximadamente pH3. Portanto, no estágio de lavagem que se segue a um primeiro estágio áci-do de branqueamento, metais precipitados sob condições alcalinas são re-movidos da polpa. A um pH mais elevado, uma remoção efetiva dos metaisrequer o emprego de um agente quelante. Tal referido primeiro estágio áci-do do branqueamento pode também ser um tratamento ácido separado (A)da polpa antes de um primeiro estágio ácido oxidante (DO). Se o estágio á-cido é efetuado a uma temperatura mais alta do que a normal, a cerca de90°C, também ácidos hexenourônicos podem ser simultaneamente degra-dados e então removidos. A degradação dos ácidos hexenourônicos tam-bém libera outros metais que podem ser removidos por lavagem.

Os efluentes resultantes do branqueamento formam uma partesignificativa dos efluentes de uma planta completa de polpa e papel. Os fil-trados de lavagem, se possível, são circulados dentro de uma planta debranqueamento de estágio a estágio. Foram envidados esforços para redu-zir a quantidade de efluentes também pelo uso de filtrados resultantes emoutros processos da planta, entre outros para lavagem de polpa marrom(brown stock). Aí os filtrados e o material dissolvido de madeira e produtosquímicos presentes no filtrado são alimentados a um processo de recupera-ção de produtos químicos. Os filtrados resultantes do estágio DO contêm uma grande quantidade de cloretos que são prejudiciais a um processo derecuperação.

Portanto, esforços têm sido envidados para recuperar filtradosresultantes do estágio alcalino executado subseqüentemente ao estágio DO.Entretanto, também esses filtrados contêm compostos de cloro, porque uma parte substancial da Iignina reagida durante o estágio DO se dissolve apenasdurante o tratamento alcalino. Portanto, em um esforço para reduzir o con-sumo de bases, o filtrado resultante do estágio E foi empregado como umfluido de lavagem e de diluição em um lavador no estágio DO. Entretanto,produtos químicos de branqueamento são consumidos devido à grandequantidade de material dissolvido presente no filtrado resultante do estágioEOP. Portanto, os filtrados resultantes dos estágios alcalino e ácido dobranqueamento inicial são normalmente removidos para tratamento de eflu-entes.

Em plantas existentes, o estágio EOP do branqueamento inicial é executado como uma etapa separada, sendo que existe uma etapa inter-mediária de lavagem entre os estágios DO e EOP. Alcalinizar subseqüente-mente ao estágio de cloração foi pesquisado em um caso em que o estágioseguinte é um primeiro estágio ácido D do branqueamento final, porém oconsumo de produtos químicos foi marcantemente alto, se comparado com um estágio alcalino separado por uma lavagem intermediária /1/. Cook /2/sugeriu uma combinação de estágio D e um estágio alcalino oxidante dobranqueamento inicial, sem uma etapa intermediária de lavagem. Ljundgren/3/ descobriu que a alcalinização combinada com um estágio de dióxido decloro reduz as descargas de AOX. Nessas três pesquisas, a combinação de estágios de dióxido de cloro e alcalinos é empregada para substituir umbranqueamento inicial compreendendo estágios separados de cloro ou dió-xido de cloro e alcalino, sendo que o estágio seguinte é um primeiro estágioácido D do branqueamento final, como é o caso também de branqueamentopor deslocamento.

Em geral, dióxido de cloro e peróxido são empregados para obranqueamento final. No branqueamento final baseado em dióxido de cloro,as seqüências D, DD e Dnd são empregadas, tanto com quanto sem etapasintermediárias de lavagem entre os estágios. Na seqüência DnD, a lavagemintermediária é efetuada após um tratamento Dn, porém a neutralização a-pós o estágio D pode ser conseguida também sem lavagem /4/. Suess et al./5/ pesquisou o desempenho de estágios D e P do branqueamento final semlavagem intermediária entre os estágios. Em um processo da US 3884752,a neutralização efetuada subseqüentemente ao estágio D1 é substituída porum estágio E2 alcalino previamente geralmente empregado. De acordo como pedido de patente US 4238281, o branqueamento final completo é execu-tado sem etapas intermediárias de lavagem, DED.

No branqueamento por deslocamento (branqueamento dinâmi-co, de pulso) /6, 7, 8, 9/, o filtrado presente na polpa é deslocado no final doestágio por um filtrado resultante do estágio seguinte. O branqueamento pordeslocamento é executado empregando lavadores difusores /10/. Neles ofiltrado ácido presente na polpa é deslocado pelos produtos químicos doestágio seguinte, e são então reagidos, porém a matéria não dissolvidapermanece na polpa em condições ácidas, e a maior parte da matéria dis-solvida permanece na polpa e é passada para o estágio de branqueamentoseguinte.

Resumo da Invenção

É objeto da presente invenção reduzir a demanda por produtosquímicos de branqueamento, aos quais não se considera que as bases per-tençam, no branqueamento de polpa química e para reforçar a efetividadede um estágio alcalino subseqüente ao estágio DO executado empregandooxigênio e peróxido (EOP). Além disso, o propósito desta invenção é apri-morar o uso de filtrados de lavagem, especialmente dos filtrados de lavagemresultantes do estágio EOP do branqueamento inicial em uma planta debranqueamento e/ou para lavagem de polpa marrom (brown stock).Em um processo de acordo com a invenção, o branqueamentoinicial da polpa compreende um primeiro tratamento com dióxido de cloro(DO) e um tratamento alcalino subseqüente com oxigênio e peróxido de hi-drogênio (EOP), estágios os quais são separados por um estágio de Iava-gem. Antes do tratamento com peróxido, a polpa é tratada com o fim de re-duzir o teor de metais de transição presentes na polpa. O processo de acor-do com a invenção é caracterizado pelo fato de que a base é adicionada àpolpa após a adição de dióxido de cloro no estágio DO com o fim de ajustaro pH da polpa a neutro ou básico (estágio N) antes do estágio de lavagemsubseqüente ao estágio de dióxido de cloro, sendo que o branqueamentoinicial compreende a seqüência DON EOP.

Ao proceder de acordo com a invenção, a dissolução de matériaorgânica aumenta durante o primeiro tratamento com dióxido de cloro dobranqueamento, sendo que também uma mais alta quantidade de cloretos éremovida da polpa durante a etapa de lavagem subseqüente ao referido es-tágio (DON). Portanto, a quantidade de cloretos diminui, especialmente noestágio EOP subseqüente aumentando portanto as possibilidades de em-prego dos filtrados resultantes do estágio EOP, também para lavagem depolpa marrom. Semelhantemente, o emprego de produtos químicos oxidan-tes se torna mais efetivo porque o peróxido do estágio EOP é consumidopela Iignina ainda presente na polpa, e não para tratamento posterior da Iig-nina degradada já durante o primeiro tratamento com dióxido de cloro, Iigni-na a qual é removida no processo de acordo com a invenção por neutraliza-ção ou alcalinização já antes da etapa de lavagem. A dose de dióxido decloro pode ser reduzida, se desejado, porque o estágio EOP opera mais efi-cientemente.

Em um processo de acordo com a invenção, o tratamento pararemover metais de transição pode ser, por exemplo, um tratamento ácido(A) da polpa seguido por lavagem antes do estágio DON.

O filtrado resultante da polpa após o primeiro tratamento comdióxido de cloro (DO) do branqueamento inicial de acordo com a técnica an-terior é ácido. No processo de acordo com a presente invenção, o filtradoresultante após o tratamento com dióxido de cloro é neutro ou básico permi-tindo, portanto, o rearranjo dos ciclos de filtrado no branqueamento. Umamenor quantidade de material dissolvido e cloretos facilita o controle de fil-trados resultantes especialmente do estágio EOP para uma recuperação,por exemplo, através de lavagem de polpa marrom com o fim de reduzir e-fluentes resultantes do branqueamento.

Descrição Detalhada da Invenção

O tratamento para remoção de metais de transição pertencentesao branqueamento inicial de acordo com a invenção pode ser, por exemplo,um tratamento ácido separado (A) e lavagem da polpa antes do estágioDON. Tal referido tratamento para reduzir o teor de metais de transição podeser, por exemplo, uma etapa de quelação separada antes do estágio DON.Tal referido tratamento poderia ser também um tratamento separado subse-qüente ao estágio DON, sendo que a seqüência de branqueamento inicialseria DON Q EOP. A acidificação (A) da polpa que entra no branqueamentocomo um estágio executado logo antes do estágio DON é especialmentevantajosa, visto que o ajuste do valor do pH para cima e para baixo será en-tão evitado. Quando a temperatura é suficientemente elevada, ρ ex. de 80 a95°C, durante o estágio de tratamento ácido (A), também produtos químicosde branqueamento que consomem ácidos hexenourônicos podem ser simul-taneamente removidos, o que é vantajoso particularmente quando a polpadura de madeira é usada.

O primeiro tratamento com dióxido de cloro do branqueamentoinicial de acordo com a invenção pode ser executado sob as condições deum estágio DO convencional. No processo de acordo com a invenção, otempo de retenção no tratamento com dióxido de cloro é de 10 s até 120min, de preferência de 1 até 30 min, mais preferentemente de 1 até 15 min,a dose de cloro ativo (kg/adtp) é de cerca de 2 até 2,5 vezes o número kap-pa ou de 10 até 60 kg como cloro ativo por tonelada de polpa secada ao ar(posteriormente expressa como kg act. Cl/adtp), de preferência de 20 até 50kg act. Cl/adtp, mais preferentemente de 15 até 40 kg act.CI/adtp, o pH finalé de 1 até 5, de preferência de 2 até 3,5, e a espessura é de 1 até 40%, depreferência de 3 até 15 %. A temperatura é de preferência entre 50 e 95°C,usualmente entre 50 e 65°C. A adição de base, após a adição de dióxido decloro, para ajustar o valor do pH em neutro ou básico, diminui o númerokappa da polpa e aperfeiçoa a eficácia dos estágios de branqueamento se-guintes, reduzindo assim o consumo dos produtos químicos no branquea-mento. No primeiro estágio de dióxido de cloro do branqueamento, a dosa-gem dos produtos químicos pode ser reduzida, se desejado. Quando a do-sagem química requisitada é menor, o dióxido de cloro carregado é consu-mido muito rapidamente e o tempo de retenção requisitado no tratamentocom dióxido de cloro é reduzido. A necessidade reduzida de dióxido de clororesulta em uma diminuição no consumo de base no estágio de alcalinizaçãoseguinte ao tratamento DO. No tratamento D do estágio DON, a polpa pode,além de dióxido de cloro, ser tratada com ozônio, ácido peracético ou ácidocarônico ou uma combinação deles.

O tratamento alcalino a ser executado ao término do estágio dedióxido de cloro reduz o número kappa depois do branqueamento inicial,permitindo assim o uso de uma dosagem menor de dióxido de cloro paraobter um número kappa particular. Devido a isto, o tempo de retenção notratamento com dióxido de cloro pode ser menor do que o usual. O tempode retenção no tratamento com dióxido de cloro ainda pode ser mais encur-tado, se um tratamento com ácido quente (Ahot) executado antes do trata-mento com dióxido de cloro é usado como tratamento para remover metaisde transição, porque neste caso o dióxido de cloro não é consumido por áci-dos hexenourônicos, permitindo assim uma redução da dosagem de dióxidode cloro. No respectivo tratamento com ácido quente, a temperatura é decerca de 80 até 95°C.

O tratamento DON pode ser obtido em uma espessura conven-cional do processo, e o tratamento alcalino do estágio DON pode ser execu-tado, por exemplo, na entrada de um lavador, em uma tubulação de cone-xão ou em um reator separado. Como base, pode ser empregado hidróxidode sódio e licor branco oxidado ou não oxidado. O tempo de retenção notratamento com base pode ser de alguns segundos até diversas horas, depreferência de 5 segundos a 60 minutos, de preferência de 40 segundos a15 minutos. Uma dose apropriada de base é de preferência de 1 até 20 kgde base como NaOH /tonelada de polpa secada ao ar (kg como Na-OH/adtp), de preferência de 1 até 15 kg como NaOH/adtp. O tempo efetivo é de 5 segundos a 60 minutos, de preferência de 40 seg. até 15 minutos, atemperatura é de 50° C até IOO0C1 de preferência de 60 até 95° C, e a es-pessura está em conformidade com o tratamento precedente. O tratamentoé intensificado com o aumento do tempo de retenção e a temperatura, sen-do que também o consumo da base aumentará.

Base para o tratamento N que pertence ao branqueador inicialde acordo com a invenção é adicionada depois do estágio reativo do dióxidode cloro. Um pH apropriado no tratamento com dióxido de cloro após a adi-ção de base é de 6 até 12, de preferência de 7 até 12, especialmente de 8até 11. Em um modo de execução, o referido pH está de preferência acimade 10, mas na maior parte 12. Em outro modo de execução, o pH está entre7 e abaixo de 10. No estágio DON, a diminuição do número kappa aumentacom o aumento do pH, mas aqui também o consumo de base aumenta cor-respondentemente. Por outro lado, base, especialmente licor branco, é favo-rável se comparado p. ex. a peróxido e dióxido de cloro.

No estágio EOP seguinte ao estágio DON após a lavagem, atemperatura é de preferência de cerca de 75 até 90°C, mas a dosagem alca-lina pode ser menor do que a normal, p. ex. de 5 até 15 kg/adtp, mais prefe-rentemente de 3 até 12 kg/adpt, se comparado ao estágio de EOP de umbranqueamento inicial. No estágio EOP do branqueamento inicial, também adosagem de peróxido pode ser reduzida, se desejado, porque peróxido éconsumido somente nas reações da Iignina ainda presente na polpa. Noprocesso de acordo com a invenção, a dosagem de peróxido de hidrogêniopode ser de 2 até 10 kg/adtp, de preferência de 2 até 5 kg/adtp.

Com o processo de acordo com a invenção é obtido um filtradodo estágio de DON contendo uma maior parte dos cloretos do que anterior-mente, e uma parte substancial de matéria orgânica dissolvida. O pH do fil-trado é de 6 até 12, de preferência de 7 até 12, especialmente de 8 até 11.O filtrado a ser descarregado do lavador do estágio alcalino (EOP) que sesegue contem quantidades menores de cloretos e matéria orgânica dissolvi-da do que o filtrado resultante do estágio EOP subseqüente a um estágio DOconvencional.

Quando se usa o licor branco ou o licor branco oxidado para al-calinização do estágio DON1 o equilíbrio Na/S do ciclo químico pode ser ajus-tado de uma nova maneira, e materiais estranhos presentes no licor branco,tais como Al, Cl, K e Si, podem ser removidos. Uma redução no consumo dehidróxido de sódio no estágio EOP reduz a influência do equilíbrio de Na deuma planta, se os filtrados são conduzidos a uma recuperação através deuma lavagem da polpa marrom.

Compostos que causam a precipitação, tais como CaC2O4, Ca-CO3, BaSO4 bem como os compostos de magnésio precipitarão nas fibrasquando o pH aumenta. Em um lavador de DON, o risco de precipitação per-manece inalterável ou diminui, e a demanda de adição de magnésio no es-tágio EOP diminui. A precipitação de carbonato de cálcio pode ser controla-da limitando o aumento do pH no estágio N a um valor de pH abaixo de 10.

O tratamento com ácido quente (o estágio A) para degradar áci-dos hexenourônicos também pode ser executado em conexão com o trata-mento com dióxido de cloro do estágio DON tanto como um pré-tratamentoquente ou de modo que todo o estágio DO é executado a uma temperaturasuficientemente elevada para degradar ácidos hexenourônicos, p. ex., a cer-ca de 90 até 95°C. Entretanto, neste caso uma etapa separada, por exemplouma etapa de quelação, é requisitada para remover metais de transição an-tes da adição de peróxido no estágio EOP.

Quando se usa o branqueamento inicial de acordo com a inven-ção, a polpa da fibra que entra no branqueamento inicial é quimicamenteproduzida, especialmente por um cozido de sulfato. A polpa entra no bran-queamento inicial de um lavador de polpa marrom disposto após o estágiode cozimento ou de um estágio de oxigênio. Depois do branqueamento ini-cial de acordo com a invenção e a subseqüente lavagem da polpa, qualquerseqüência de branqueamento pode ser empregada para obter um valor ob-jetivo do brilho final para a polpa.

Comparado ao branqueamento inicial da técnica anterior, a se-qüência de branqueamento inicial de acordo com a invenção permite reduziro consumo de dióxido e peróxido de cloro bem como o uso de seqüênciasbranqueadoras mais curtas. Em um modo de execução, toda a seqüênciade branqueamento consiste na seqüência de branqueamento inicial A DONEOP de acordo com a invenção. No uso do branqueamento inicial de acordocom a invenção, outras seqüências de branqueamento preferidas são p.ex.,A DON EOP D1, A DON EOP P e A DON EOP DP.

O produto filtrado resultante de um estágio DO da técnica anteri-or é ácido. No processo de acordo com a invenção, o filtrado que resulta doestágio DON é neutro ou básico, e permite assim que os ciclos de filtrado nobranqueamento sejam arranjados de uma nova maneira. Uma quantidademenor de matéria dissolvida e cloretos facilita a condução dos filtrados queresultam do estágio EOP para recuperação, por exemplo, via lavagem dapolpa marrom, permitindo assim a redução dos efluentes do branqueador.

Em segundo lugar, a circulação dos filtrados que resultam dobranqueamento, particularmente do branqueamento inicial, podem ser re-arranjandos quando o pH muda, no lavador, do estágio DG do ácido (DO)para alcalino (DON). Geralmente a misturação de um ácido e um filtrado al-calino causa problemas de precipitação.

Um estágio EOP não-pressurizado pode ser executado tambémsem oxigênio, de modo que no presente pedido de patente a expressãoEOP refere-se também a um estágio EP não pressurizado.

Descrição das Figuras

As figuras anexas 1 até 13 mostram algumas seqüências debranqueamento preferidas ou sua seção inicial, bem como o filtrado e ciclosde água de lavagem usando uma seqüência de branqueamento inicial deacordo com a invenção.

As figuras 1A a 1E mostram alguns ciclos de água de lavagemde uma seqüência A DON EOP de acordo com a invenção.

As figuras 2A e 2B mostram algumas maneiras preferidas de ar-ranjar o filtrado e a conexão da água de lavagem do branqueamento A DONEOP D1 de acordo com a invenção.

As figuras 3A a 3B mostram algumas maneiras preferidas de ar-ranjar o branqueador A DON EOP P de acordo com a invenção.

Nas figuras 1 a 3 cada caixa fornecida com um símbolo que re-presenta o respectivo estágio de branqueamento refere-se a um lavador ar-ranjado após o referido estágio. As setas direcionadas para cada um doslavadores referem-se aos líquidos de lavagem que entram no lavador, sendoque a seta esquerda indica um primeiro iíquido de lavagem e a seta direitaindica o líquido da lavagem seguinte. Uma seta que deixa o lavador indicaum filtrado de lavagem descarregado do lavador. Um primeiro líquido de la-vagem dos líquidos de lavagem usados nos lavadores desloca o líquido pre-sente na polpa na sua entrada para dentro do lavador cujo líquido é passadoem um recipiente de filtrado, sendo que o primeiro líquido de lavagem per-manecerá na polpa. Este primeiro líquido de lavagem é deslocado por umsegundo líquido de lavagem, onde uma maior parte do primeiro líquido delavagem também entrará no recipiente de filtrado do lavador em questão.Todo ou parte do segundo líquido de lavagem permanecerá na polpa dei-xando o lavador. Quando o lavador é uma prensa, o termo primeiro líquidode lavagem refere-se a um líquido de lavagem efetivo, e o termo segundolíquido de lavagem refere-se a uma diluição depois do lavador. Também,quando lavadores de outro tipo, p. ex. um filtro ou um lavador DD são em-pregados, uma parte do segundo líquido de lavagem pode ser empregadapara a diluição após o lavador.

Em todas as figuras mostradas, o filtrado a ser descarregado dolavador pode ser dividido em diferentes frações no que se refere a suas pro-priedades (p. ex. no que se refere à quantidade de matéria dissolvida) quesão levadas a um recipiente com filtrado a ser armazenado e usado separa-damente. Neste caso, a concentração do filtrado (p. ex. a quantidade de ma·téria dissolvida) descarregada do lado esquerdo do recipiente do filtrado,mostrada nas figuras abaixo do lavador, é maior do que aquela do filtradoextraído do lado direito do recipiente de filtrado, ou a seta que sai do ladoesquerdo indica o líquido deslocado da polpa no primeiro líquido de lava-gem, e a seta saindo do lado direito indica o líquido deslocado pelo segundolíquido de lavagem. Os filtrados de lavagem também podem ser armazena-dos no recipiente de filtrado misturados uns com os outros, e neste caso osfiltrados que escoam para fora têm propriedades similares. Nos modos deexecução preferidos mostrados, a polpa é lavada usando dois líquidos delavagem. Nos modos de execução preferidos, o filtrado descarregado dorecipiente de filtrados é usado como um líquido de lavagem em um ou doislavadores ou é removido do processo. Também é possível dividir a quanti-dade das águas de lavagem e o uso das águas de filtrado de uma outra ma-neira apropriada para o propósito.

Nas figuras indicadas, as setas que mostram um líquido de la-vagem e entram em um lavador, mas não saem de um recipiente de filtrado,indicam um líquido fora do branqueamento. Isto pode ser p. ex. um conden-sado, 0 água ou água bruta de um secador. Os modos de execução mostra-dos nas figuras 1 até 2 podem divulgar toda uma seqüência de branquea-mento, ou o líquido de lavagem que entra no lavador do último estágio tam-bém pode ser um filtrado de um lavador dos últimos estágios de branquea-mento, se um ou mais estágio ou estágios de branqueamento foram adicio-nalmente adicionados ao fim da seqüência de branqueamento apresentada.Cada uma das figuras 3A até 3C mostra toda a seqüência de branqueamen-to usada.

As figuras 1A até E1 mostram algumas maneiras preferidas dearranjo da conexão da água de lavagem da seqüência de branqueamento ADON EOP. De acordo com a invenção, o pH final do estágio de DON é neu-tro ou alcalino. As águas de lavagem que entram no lavador EOP podem serum líquido fora do branqueamento ou um filtrado dos lavadores do branque-amento final. Na figura 1A, a primeira fração de filtrado deslocada da polpano lavador de EOP pelo primeiro líquido de lavagem é empregada comoprimeira água de lavagem em um lavador de polpa marrom. A fração deslo-cada pelo segundo líquido de lavagem do lavador EOP é empregado no la-vador do estágio DON. Como primeira água de lavagem nos lavadores dosestágios DON e A, é empregado um líquido fora do branqueamento. Em am-bas essas águas, a primeira fração de filtrado deslocada pela primeira águade lavagem é conduzida a um tratamento de efluentes. A segunda fração defiltrado deslocada pela segunda água de lavagem do estágio DON é empre-gada como segunda água de lavagem no lavador do estágio A precedente.A segunda fração de filtrado deslocada pelo segundo líquido de lavagem dolavador do estágio A é empregada como um segundo líquido de lavagempara o lavador da polpa marrom precedente. As águas de lavagem que en-tram no lavador DON também podem ser arranjadas de maneira reversa (fi-gura 1B). No arranjo de acordo com a figura B, a primeira fração de filtradodeslocado do lavador do estágio DON é usada como segunda água de lava-gem para o lavador de polpa marrom, sendo que todas as águas de filtradodo lavador do estágio A são passadas para o tratamento de efluentes. Deoutra forma, as conexões são análogas àquelas da figura 1A. Quando a pol- pa que entra no lavador do estágio DON é alcalina, o filtrado alcalino resul-tante do estágio EOP pode ser empregado como um primeiro filtrado de la-vagem. Além disso, no caso do segundo líquido de lavagem ser um líquidoque sai para fora do branqueamento, a polpa que entra no estágio EOP éaté mais pura do que quando o filtrado resultante do estágio de EOP é usa- do como segunda água de lavagem. Se o teor do peróxido residual é mar-cadamente alto ao final do estágio de EOP, o arranjo da figura 1A permiteuma melhor utilização do que o arranjo da figura 1B. O estágio EOP podeser um estágio de peróxido pressurizado ou não pressurizado onde oxigêniopode ser usado. O estágio EOP não pressurizado também pode ser realiza-do sem oxigênio, de modo que no presente pedido de patente a abreviaçãoEOP também se refere ao estágio de EP não pressurizado.

Na figura 1C a primeira e segunda águas de lavagem do lavadordo estágio DON estão arranjadas inversamente à figura 1A. Assim todos osfiltrados do lavador do estágio DON são conduzidos a um tratamento de e- fluentes, e as águas de lavagem do estágio A são um líquido de fora dobranqueamento. Por outro lado, as conexões são análogas àquelas da figu-ra 1 A. A segunda fração de filtrado resultante do estágio A é usada no lava-dor da polpa marrom, de preferência não mais do que cerca de 4 m3/adtp.

No arranjo da figura 1C, o estágio DON e o estágio EOP subseqüente ope-ram sob condições mais puras, permitindo um consumo de produtos quími-cos reduzido. Além disso, o tratamento com dióxido de cloro do estágio DONocorre indubitavelmente sob condições ácidas também com uma pequenacarga de dióxido de cloro. No arranjo da figura 1 D, a primeira fração de fil-trado deslocada pela primeira água de lavagem do lavador EOP é emprega-da como a primeira água de lavagem do lavador DON, e a segunda fraçãode filtrado deslocada pela segunda água de lavagem é empregada comosegunda água de lavagem no lavador do estágio DON. Isto é possível semum risco de precipitação quando a polpa DON é alcalina na sua entrada nolavador. Como primeira água de lavagem do lavador de polpa marrom, éempregado um líquido de fora do branqueamento, e como segunda água delavagem, é empregada a primeira fração de filtrado, deslocada pela primeiraágua de lavagem do lavador do estágio DON. A segunda fração de filtradode lavagem deslocada pela segunda água de lavagem do lavador do estágioDON é empregada como segunda água de lavagem do lavador do estágio A.Todos os filtrados do lavador do estágio A são conduzidos ao tratamento deefluentes.

Porque, no caso de haver diferenças nas frações de filtrado, afração mais impura, isto é, a primeira fração de filtrado que resulta do está-gio de DON, é empregada como a última água de lavagem no lavador antesdo branqueamento ou para diluição (de preferência não mais do que cercade 4 m3/adtp), i.e. ela permanece na polpa, nem a matéria orgânica dissolvi-da neste ciclo (Fig. 1 D) durante o branqueamento nem os produtos químicosusados entrarão no ciclo de lavagem da polpa marrom e através dos mes-mos a recuperação. A quantidade do líquido que sai do branqueamento émenor do que nos ciclos descritos anteriormente. A matéria dissolvida e osprodutos químicos presentes no filtrado que resultam do estágio DON sãodescarregados do branqueamento junto com o filtrado do lavador do estágio A.

O arranjo da figura 1E é análogo àquele da figura 1D, mas aprimeira fração do filtrado do lavador do estágio DON é conduzida ao trata-mento dos efluentes, sendo que a segunda fração de filtrado (de preferêncianão mais do que cerca de 4 m3/adtp) deslocada da segunda água de lava-gem do lavador do estágio A é empregada como segunda água de lavagempara o lavador da polpa marrom. A quantidade de um ácido requisitada parao estágio A é menor. A entrada de cloretos no ciclo da polpa marrom é evi-tada mais eficazmente porque o filtrado é removido do processo ambos dolavador do estágio A e do lavador do estágio DON.

As figuras 2A e 2B mostram algumas maneiras preferidas dearranjar a conexão da água de lavagem do branqueador A DON EOP D1. Deacordo com a invenção, o pH final do estágio DON é neutro ou alcalino. Oarranjo das frações de filtrado é análogo àquele da figura 1C até o lavadorEOP, incluindo-o. As águas de lavagem alimentadas ao lavador do estágioDON estão arranjadas inversamente à figura 1C. No arranjo da figura 2A, oprimeiro filtrado de lavagem do lavador D1 é usado como a segunda águade lavagem para o estágio Aeo segundo filtrado de lavagem do lavador doestágio D1 é usado como segunda água de lavagem para o estágio EOP. Oarranjo da figura 2B é análogo àquele da figura 2A, exceto pelo fato de quea primeira e segunda águas de lavagem que entram no lavador do estágioDON são arranjadas inversamente.

As figuras 3A até 3C mostram algumas maneiras preferidas dearranjo da conexão da água de lavagem da seqüência de branqueamento ADON EOP P. De acordo com a invenção, o pH final do estágio DON é neutroou alcalino. O estágio P tanto é um estágio de peróxido alcalino, ou ele com-preende um tratamento de dióxido de cloro ácido antes do estágio de peró-xido alcalino sem uma lavagem intermediária entre eles. Primeiramente, asconexões de água de lavagem da seqüência de branqueamento A DON EOPP podem estar arranjadas como mostrado nas figuras 2A e 2B, onde o está-gio P deveria ser substituído pelo estágio D1. No arranjo da figura 3A, a se-gunda fração de filtrado que resulta de cada um dos lavadores, e deslocadapela segunda água de lavagem, é empregada como segunda água de lava-gem para o lavador respectivamente precedente. As primeiras frações defiltrado dos lavadores A e do estágio DON são passadas ao tratamento deefluentes. Como primeiras águas de lavagem dos lavadores A e do estágioDON, um líquido de fora do branqueamento é usado. Como primeira água delavagem para o lavador da polpa marrom, o primeiro filtrado de lavagem doestágio EOP é usado, enquanto como primeira água de lavagem para o la-vador do estágio DON, o primeiro filtrado de lavagem do estágio P é usado.O arranjo da figura 3A poderia também ser realizado por inversão do arranjodas águas de lavagem que entram no lavador do estágio DON.

Também no arranjo da figura 3B, a segunda fração de filtradoresultante de cada lavador, e deslocada pela segunda água de lavagem, éusada como segunda água de lavagem para o lavador respectivamente pre-cedente. Como primeiras águas de lavagem para o lavador do estágio A eDON, é usado um líquido de fora do branqueamento. As primeiras fraçõesde filtrado deslocadas por esses são removidas para o tratamento de efluen-te. A primeira fração de filtrado resultante do lavador P, e deslocada pelaprimeira água de lavagem, é usada como primeira água de lavagem para olavador do estágio EOP, e a primeira fração de filtrado resultante do lavadordo estágio EOP, e deslocada pelo primeiro líquido de lavagem, é usada co-mo primeira água de lavagem para o lavador da polpa marrom. O arranjo dafigura 3C é conforme mostrado na figura 3B, mas como primeira água delavagem do lavador do estágio DON, a primeira fração resultante do lavadordo estágio EOP é empregada, sendo que como primeira água de lavagempara o lavador da polpa marrom, é empregado um líquido de fora do bran-queamento. Nos modos de execução das figuras 3A até 3C, o estágio DPpoderia ser substituído pelo estágio P.

Referências

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Claims (13)

1. Processo de branqueamento químico de uma polpa, onde obranqueamento inicial da polpa compreende um primeiro tratamento comdióxido de cloro (DO) e um tratamento alcalino subseqüente com oxigênio eperóxido de hidrogênio (EOP), cujos estágios são separados um do outropor um estágio de lavagem e um tratamento da polpa para reduzir o teor demetais de transição na polpa antes do referido tratamento com peróxido,caracterizado pelo fato de que é adicionada uma base à polpa depois daadição de dióxido de cloro no estágio DO para ajustar o pH da polpa paraneutro ou básico (estágio N) antes do estágio de lavagem seguinte ao está-gio de dióxido de cloro, onde o branqueamento inicial compreende a se-qüência DON EOP.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o tratamento da polpa para remover os metais de transição con-siste em um tratamento ácido (A) da polpa e uma lavagem seguinte antesdo estágio DON, sendo que a seqüência de branqueamento inicial A é DONEOP.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que após o estágio DON1 o pH da polpa é de 6 até 12 antes daetapa de lavagem.

4. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações anteri-ores, caracterizado pelo fato de que no estágio DON é adicionada uma basena quantidade de 1 até 20 kg como NaOH.

5. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações anteri-ores, caracterizado pelo fato de que no estágio DON, a duração do tratamen-to alcalino é de 5 segundos a 60 minutos.

6. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações anteri-ores, caracterizado pelo fato de que para a adição de base é empregadohidróxido de sódio, licor branco, licor branco oxidado, ou uma combinaçãodeles.

7. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações anteri-ores, caracterizado pelo fato de que no estágio DON a polpa é tratada, emadição a dióxido de cloro, também com ozônio, ácido peracético ou ácidocarônico ou uma combinação deles.

8. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações de 1até 7, caracterizado pelo fato de que no tratamento N do estágio DQN1 o pHda polpa é aumentado para um valor acima de 10 até 12.

9. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações anteri-ores, caracterizado pelo fato de que as águas do filtrado do lavador do está-gio DQN são levadas a um recipiente antes de conduzi-las a um tratamentode efluente.

10. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações ante-riores de 1 até 7, caracterizado pelo fato de que no estágio DQN1 o pH éaumentado a um valor entre 7 e abaixo de 10.

11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que as águas do filtrado do lavador do estágio DQN são Ieva-das a um recipiente antes de conduzi-las ao tratamento de efluente.

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que noreferido recipiente o pH das águas filtradas é ajustado aum valor entre acima de 10 e até 2.

13. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pe-lo fato de que o tratamento ácido (A) é executado a uma temperatura de 60até 100°C.