ES2318885T3 - Procedimiento de fabricacion de una hoja de papel que comprende la fijacion de una carga mineral sobre una fibras celulosicas. - Google Patents

Procedimiento de fabricacion de una hoja de papel que comprende la fijacion de una carga mineral sobre una fibras celulosicas. Download PDF

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Abstract

Procedimiento y fabricación de una hoja de papel, caracterizado porque consiste en: a) preparar o proporcionar una composición de fabricación a base de agua y de una pasta de fibras papeleras química blanqueada o cruda, de una pasta mecánica o termomecánica, o de sus mezclas, que comprende en equilibrio iónico por lo menos unos iones de metales alcalinos y/o alcalinotérreos y unos iones hidrogenocarbonatos, carbonatos o silicatos; b) añadir a dicha composición de fabricación, un hidróxido de una carga mineral para fijar en línea dicha carga mineral sobre las fibras papeleras, y c) formar una hoja de papel húmeda en una máquina para papel a partir de las fibras papeleras así cargadas en suspensión y secar dicha hoja, d) recuperar las aguas de escurrido de la etapa c), inyectar en éstas un gas que comprende dióxido de carbono para neutralizar y estabilizar el pH de dichas aguas; y e) reciclar las aguas así tratadas en la composición de fabricación de la etapa a).

Description

Procedimiento de fabricación de una hoja de papel que comprende la fijación de una carga mineral sobre unas fibras celulósicas.
La presente invención se refiere a un nuevo procedimiento de fabricación de una hoja de papel que comprende una etapa de fijación de una carga mineral sobre unas fibras celulósicas en suspensión acuosa. La fijación de las cargas minerales, por ejemplo el calcio, sobre las fibras puede realizarse por medio de una reacción química que provoca la precipitación de un compuesto químico insoluble, por ejemplo el carbonato de calcio, que pasa a fijarse sobre las fibras y fibrillas de celulosa. Las fibras celulósicas sobre las cuales se fijan sólidamente estas cargas minerales se utilizan para la fabricación de papel.
Todo el campo industrial papelero está interesado. La invención puede aplicarse en efecto a la fabricación de los papeles cargados habitualmente de materias minerales tales como los papeles de impresión y escritura como el papel cuché, los papeles de prensa como el papel de periódico y el papel cuché ligero (destinado a las revistas), los papeles delgados como el papel para cigarrillos.
La invención puede aplicarse asimismo a la fabricación de otros tipos de papeles tales como los papeles absorbentes de uso sanitario y doméstico que no están cargados normalmente con materias minerales.
Las fibras celulósicas son unas fibras papeleras, cortas o largas. Las suspensiones acuosas de fibras son preparadas a partir de cualquier tipo de pasta: pasta química, blanqueada o cruda, pasta mecánica o termomecánica o las mezclas de estas diferentes pastas. La pasta se puede obtener asimismo mediante un procedimiento de desentintado de papeles viejos o papeles de recuperación.
Se pueden añadir asimismo unas cargas minerales directamente en la fabricación de una hoja de papel.
Entre las cargas minerales añadidas clásicamente, los carbonatos de calcio (CaCO_{3}), naturales o sintéticos, son las utilizadas con mayor frecuencia. Se añaden a las fibras papeleras para mejorar las características y propiedades de los productos papeleros. Las cargas minerales pueden proporcionar diferentes propiedades al papel. Debido a su estructura cristalina y su morfología particular, las mismas aportan al papel, la blancura, la opacidad, mejoran el espesor, etc. Son de una utilización interesante en el plano económico, disminuyendo el coste de las materias primas, al ser menos caras que las fibras.
Pero toda la dificultad reside en la fijación de estas cargas a las fibras celulósicas y en particular en la solidez de la unión cargas-fibras. Habitualmente, las cargas no permanecen en contacto con las fibras cuando tiene lugar el procedimiento de fabricación de una hoja de papel. En efecto, las finas partículas minerales tienen tendencia a no quedar en el colchón fibroso formado por la hoja y una parte de estas partículas se encuentra de nuevo en las aguas del procedimiento, recuperadas y/o desechadas.
Este fenómeno es clásico cuando tiene lugar la fabricación de papeles absorbentes tales como la guata de celulosa, que son unos papeles de bajo gramaje fabricados a gran velocidad o bien mediante un procedimiento convencional, es decir secados y rizados, o bien mediante un procedimiento que utiliza un secado por soplado pasante.
Además, en el caso en que una parte de las fibras minerales es retenida en el colchón fibroso, las mismas se reparten de forma irregular en el espesor de la hoja de papel.
Con el fin de resolver este problema, se han añadido unos agentes de retención para retener mejor las cargas minerales sobre las fibras.
Desde 1945, numerosas publicaciones y patentes anteriores describen unos procedimientos de precipitación de cargas minerales sobre unas fibras con el fin de mejorar la retención de las cargas y evitar la adición de agentes de retención. Estos procedimientos descansan en unas reacciones químicas tales como unas reacciones de adición o de doble descomposición. Algunos procedimientos prevén más particularmente la precipitación de cargas minerales en la parte hueca de las fibras con el fin de no modificar las propiedades mecánicas de las fibras y por tanto del papel, que son generalmente disminuidas por la presencia de las cargas.
Por regla general, el procedimiento de fijación consiste en introducir en una suspensión acuosa relativamente concentrada de fibras, un primer reactivo a base de uno de los cationes que forman el futuro precipitado, por ejemplo el óxido de calcio o hidróxido de calcio o cal apagada.
Según los procedimientos descritos por las solicitudes de patente JP-A-60-297382 (HOHUETSU SEISHI) y FR-B-1-2 689 530 (AUSSEDAT REY), después de la dilución de la suspensión acuosa concentrada de fibras y de hidróxido de calcio, se inyecta gas carbónico para precipitar el carbonato de calcio.
La solicitud internacional WO 92/15754 propone por el contrario inyectar el dióxido de carbono a presión en contacto con la suspensión acuosa de fibras muy concentrada para fijar los precipitados a la vez en el interior de las fibras, sobre las partes huecas internas de las fibras, y en las paredes de las fibras.
Otras solicitudes de patente o patentes revelan unos procedimientos más complejos a base de sales de calcio. Está prevista una etapa suplementaria para eliminar uno de los productos de la reacción de doble descomposición. Es el caso de las patentes americanas US nº 4.510.020 (GREEN) y US nº 2.583.548 (GRAIG).
Esta última patente describe un procedimiento que consiste en primer lugar en impregnar las fibras de cloruro de calcio, en hacer reaccionar después esta sal con carbonato de sodio y en efectuar a continuación un lavado con el fin de eliminar el cloruro de sodio.
La patente americana US nº 3.029.181 (THOMSEN) da a conocer un procedimiento similar que utiliza carbonato de amonio.
Un gran número de cargas minerales, precipitables según un procedimiento que utiliza una reacción del tipo de doble descomposición, se proporcionan en la descripción de la solicitud internacional WO 91/04138.
Pero todos los procedimientos de precipitación conocidos y descritos anteriormente recurren a unos medios químicos y físicos que necesitan unas etapas adicionales de preparación, tales como la solubilización de los reactivos utilizados, la dilución o la concentración de las suspensiones acuosas de fibras, la filtración o el lavado para crear las condiciones de precipitación.
Estas etapas recargan considerablemente los procedimientos de fabricación del papel.
En efecto, es necesario añadir unos equipos industriales periféricos con el fin de realizar estas etapas: cubas de mezclado, reactores con alta agitación que funcionan en discontinuo, filtros, etc.
Los tiempos de reacciones químicas a menudo largos implican la utilización de dichos equipos. Por ello, generalmente es necesario construir una unidad de producción para la preparación de fibras cargadas, al lado de las instalaciones clásicas para la realización del procedimiento de fabricación del papel.
Por consiguiente, los procedimientos de la técnica anterior descritos anteriormente no se utilizan habitualmente industrialmente y no pueden hacer la competencia a las preparaciones "ex situ" de las cargas.
La mayor parte de los procedimientos actuales de fabricación de papel continúan utilizando unas suspensiones de materias minerales ya preparadas antes de su adición a la suspensión de fibras. En este caso, unos agentes de retención son incorporados con el fin de retener las cargas sobre las fibras en el curso del procedimiento de fabricación del papel.
La invención tiene por objetivo proponer un procedimiento que permite resolver los problemas encontrados con los procedimientos de la técnica anterior.
La invención tiene por objetivo suprimir la adición de agentes de retención y eliminar cualquier etapa adicional de preparación con el fin de integrar la fijación de las cargas en línea o "in situ" en el procedimiento general de fabricación del papel.
Para ello, la invención tiene como solución utilizar como medio de reacción las aguas del procedimiento de fabricación del papel, a saber el agua contenida en la suspensión acuosa de fibras, para la etapa de fijación de las cargas minerales sobre las fibras celulósicas.
En efecto, estas aguas son un depósito de iones y de minerales que potencialmente pueden precipitar.
La invención consiste por tanto en utilizar este depósito de iones presentes en equilibrio iónico en la suspensión acuosa de fibras. Se considera que el conjunto de las aguas del procedimiento de fabricación del papel forma un único medio de reacción de precipitación.
En la descripción siguiente, se definirán estas aguas por la expresión "una suspensión acuosa de fibras celulósicas procede de una fabricación papelera".
Este nuevo procedimiento permite una integración en línea de la etapa de precipitación de las cargas minerales sobre las fibras en el procedimiento más general de fabricación del papel. Utiliza toda la cantidad de las aguas del procedimiento sin tratarlas particularmente. Es totalmente aplicable industrialmente y evita la utilización de agentes suplementarios de retención.
La invención tiene por objeto un procedimiento de fabricación de una hoja de papel.
Según una característica esencial de la invención, este procedimiento consiste en:
a)
preparar o proporcionar una composición de fabricación a base de agua y de una pasta de fibras papeleras química blanqueada o cruda, de una pasta mecánica o termomecánica, o de sus mezclas, que comprende en equilibrio iónico por lo menos unos iones de materiales alcalinos y/o alcalinotérreos y unos iones hidrogenocarbonatos, carbonatos o silicatos;
b)
añadir a dicha composición de fabricación, un hidróxido de una carga mineral para fijar dicha carga mineral sobre las fibras papeleras;
c)
formar una hoja de papel húmeda sobre una máquina de papel a partir de las fibras papeleras así cargadas en suspensión y secar dicha hoja;
d)
recuperar las aguas de escurrido de la etapa c) e inyectar en éstas un gas que comprende dióxido de carbono para neutralizar y estabilizar el pH de dichas aguas, y
e)
reciclar las aguas así tratadas en la composición de fabricación de la etapa a).
Según una característica preferida de la invención, la composición de fabricación comprende en equilibrio iónico unos iones sodio y unos iones hidrogenocarbonatos.
Según otra característica de la invención, la composición de fabricación comprende además unos hidrogenocarbonatos de calcio y/o de magnesio.
Según otra característica de la invención, el hidróxido de la carga mineral es un hidróxido de calcio.
Según una característica ventajosa de la invención, la composición de fabricación se obtiene a partir de una pasta procedente de un procedimiento de desentintado de papeles viejos de recuperación.
Según aún otra característica de la invención, el título alcalimétrico completo de la suspensión acuosa está comprendido entre 2 y 30ºF.
Otras características y ventajas de la invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la lectura de la descripción detallada siguiente, ilustrada por el plano adjunto, en el que:
- la figura 1 representa el esquema funcional de un procedimiento de fabricación de una hoja de papel según la invención.
El procedimiento según la invención está ilustrado por el esquema funcional de la figura 1.
De manera clásica, un procedimiento de fabricación de una hoja de papel consiste en:
-
preparar o proporcionar una composición de fabricación a base de agua y de una pasta de fibras papeleras química blanqueada o cruda, de una pasta mecánica o termomecánica, o de sus mezclas,
-
formar una hoja de papel depositando las fibras sobre una tela para formar una capa de fibras que, en el caso del papel de guata de celulosa, es a continuación secada de forma convencional sobre el cilindro calentado o también Yankee y después rizada, o secada según un procedimiento denominado de soplado pasante.
La composición de fabricación de partida comprende en equilibrio iónico por lo menos unos iones de metales alcalinos y/o alcalinotérreos, y unos iones hidrogenocarbonatos, carbonatos, o silicatos.
Preferentemente, la composición de fabricación comprende en equilibrio unos iones hidrogenocarbonatos y unos iones sodio y alcalinotérreos.
Según la invención, el procedimiento de fabricación de una hoja de papel comprende después de la etapa de precipitación o de provisión de la composición de fabricación, una etapa de adicción de un hidróxido de una carga mineral para fijar la carga mineral sobre las fibras papeleras, antes de la etapa de formación de la hoja.
El procedimiento de fabricación de una hoja de papel según la invención integra entre sus etapas esenciales, una etapa de fijación de cargas minerales sobre las fibras, tal como se describirá a continuación.
La invención se basa en la utilización de las aguas procedentes de la fabricación de la pasta o del papel en el interior del procedimiento de fabricación del papel, como depósito de iones incluso de cargas minerales, potencialmente precipitables.
Generalmente, las aguas presentes en un procedimiento de fabricación de papel, tales como la composición de fabricación que es una suspensión acuosa de fibras celulósicas, comprenden un gran número de iones en equilibrio iónico. Los más frecuentes son los siguientes: H^{+}, OH^{-}, HCO_{3}^{-} (iones hidrogenocarbonatos), CO_{3}^{2-} (iones carbonatos), (nSiO_{2})O^{2-} (iones silicatos), Na^{+} (ion sodio), Ca^{2+} (ion calcio), Mg^{2+} (ion magnesio).
Estas aguas comprenden también dióxido de carbono que procede o bien del dióxido de carbono atmosférico, o bien de las aguas de la capa subterránea o capa freática que son utilizadas en la suspensión, o bien de una neutralización química por dióxido de carbono industrial o recuperado.
Las aguas contienen por tanto habitualmente unos carbonatos (CO_{3}^{2-}), unos hidrogenocarbonatos (HCO_{3}^{-}), y dióxido de carbono disuelto, según el valor del pH.
Las aguas recuperadas o recicladas en los procedimientos de fabricación del papel, contienen unos iones minerales. En el caso particular de las aguas procedentes de un procedimiento de desentintado, los iones sodio están en cantidades más importantes y están en forma de hidrogenocarbonatos cuando las neutralizaciones inherentes al procedimiento de desentintado son efectuadas a partir de dióxido de carbono. En este caso, la relación molar de los iones sodio con respecto a otros iones de metales alcalinotérreos, es a menudo superior a dos. El ion sodio participa por ello de forma muy activa en los equilibrios iónicos.
De manera general, la suspensión acuosa de fibras celulósicas procedente de una fabricación papelera comprende:
-
entre 200 y 1.000 ppm (partes por millón) de iones sodio,
-
entre 5 y 200 ppm de iones calcio,
-
entre 5 y 200 ppm de iones magnesio.
Los cationes son equilibrados en su mayoría por la presencia de los iones hidrogenocarbonatos. Ésta es medida por el título alcalimétrico completo (o TAC). Este título está comprendido entre 2 y 30ºF. Las aguas procedentes de un procedimiento de desentintado de papeles viejos, se caracterizan por un TAC relativamente elevado, debido a la presencia de una cantidad importante de iones sodio en equilibrio con los iones hidrogenocarbonatos. Unos ejemplos de composición de suspensión acuosa de fibras celulósicas que pueden ser utilizadas en la invención, se proporcionan a continuación.
Una suspensión acuosa de fibras obtenida a partir de pasta virgen y de aguas que proceden de la capa subterránea, tiene la composición siguiente:
-
20 a 100 ppm o más de iones sodio,
-
8 a 20 ppm o más de iones magnesio,
-
20 a 80 ppm o más de iones calcio,
-
100 a 400 ppm o más de dióxido de carbono en forma de dióxido de carbono disuelto, iones carbonatos y iones hidrogenocarbonatos.
Una suspensión acuosa de fibras obtenida a partir de las aguas procedentes de un procedimiento de desentintado, tiene la composición siguiente:
-
150 a 250 ppm o más de iones sodio,
-
20 a 80 ppm o más de iones calcio,
-
8 a 20 ppm o más de iones magnesio,
-
200 a 800 ppm o más de dióxido de carbono en forma de dióxido de carbono disuelto, iones carbonatos y iones hidrogenocarbonatos.
La invención propone utilizar los equilibrios iónicos de la suspensión acuosa a base de fibras celulósicas para fijar unas cargas minerales sobre las fibras por insolubilización o precipitación.
La invención prevé más particularmente la utilización de las propiedades de los iones hidrogenocarbonatos de metales alcalinos y/o alcalinotérreos que, en presencia de un hidróxido de calcio (el único reactivo), reaccionan para formar un precipitado de carbonato de calcio que pasa a fijarse sobre las fibras y fibrillas de celulosa.
Más precisamente, la invención consiste en utilizar los iones hidrogenocarbonatos en equilibrio con los iones sodio, y en un grado menor con los iones calcio y magnesio como fuente de iones carbonatos (CO_{3}^{2-}), con el fin de precipitar un complejo a base esencialmente de carbonato de calcio por adición de hidróxido de calcio.
Entre otras, las reacciones siguientes se realizan después de adición de hidróxido de calcio, en contacto con las fibras celulósicas:
a)
2Na HCO_{3} + Ca(OH)_{2} + fibras - - - > Na_{2}CO_{3} + 2H_{2}O +CaCO_{3} - fibras
b)
Na_{2}CO_{3} + Ca (OH)_{2} - - -> 2Na OH + CaCO_{3}
\newpage
Las reacciones secundarias siguientes pueden también aparecer:
c)
Ca (HCO_{3})_{2} + Ca(OH)_{2} + fibras - - -> 2H_{2}O+ 2CaCO_{3} - fibras
d)
Mg (HCO_{3})_{2} + 2 Ca(OH)_{2} - - -> Mg (OH) _{2} + 2H_{2}O + 2CaCO_{3}
\vskip1.000000\baselineskip
Otros compuestos pueden también precipitar en forma de silicatos o de carbonatos metálicos según la composición de las aguas utilizadas, y pasar a fijarse sobre las fibras.
El hidróxido de calcio es añadido en forma soluble o preferentemente en forma de leche (leche de cal) muy concentrada. La leche comprende unas partículas de hidróxido de calcio de un diámetro medio inferior a 6 \mum.
El volumen de hidróxido de calcio añadido en forma de leche, puede ser muy pequeño, en una relación que puede ir hasta 1 por 1.000. Esta concentración facilita la integración de esta etapa en línea, en el procedimiento de fabricación del papel y tiene sobre todo un efecto benéfico sobre la repartición de los cristales sobre el conjunto de las fibras. En efecto, gracias a la reacción casi instantánea de este pequeño volumen con la suspensión de las fibras, se tiene una fuerte basicidad temporal concentrada en contacto con las fibras, que favorece el enganchado químico del precipitado sobre las fibras.
Una vez terminada la reacción de precipitación, el pH de la suspensión acuosa de fibras es generalmente modificado así como las condiciones iónicas propias para la formación de la hoja. Es por tanto eventualmente necesario ajustar el pH neutralizándolo y estabilizándolo.
Para ello, se añade un ácido tal como dióxido de carbono para llevar el pH al valor deseado. Esto no tiene influencia notable sobre los compuestos precipitados.
Esta adición de dióxido de carbono permite además regenerar unos hidrogenocarbonatos alcalinos. La suspensión acuosa encuentra de nuevo así un equilibrio iónico.
Industrialmente, se pueden inyectar unos gases que contienen dióxido de carbono recuperado de los gases de combustión de caldera por ejemplo, eventualmente enriquecido con dióxido de carbono puro. En efecto, en medio alcalino, el dióxido de carbono diluido reacciona instantáneamente.
Se efectúan las reacciones siguientes:
e)
Na_{2} CO_{3} + H_{2}O + CO_{2} - - -> 2 Na HCO_{3}
f)
2Na OH + CO_{2} - - -> Na_{2} CO_{3} +H_{2}O
\vskip1.000000\baselineskip
Y si el gas es añadido en exceso, se producen las reacciones siguientes:
g)
Mg (OH)_{2} + 2CO_{2} - - -> Mg (HCO_{3})_{2}
h)
Ca (OH)_{2} + 2 CO_{2} - - -> Ca (HCO_{3})_{2}
\vskip1.000000\baselineskip
El conjunto de estas reacciones permite por tanto estabilizar el pH a los valores deseados.
Este ajuste del pH puede tener lugar en la suspensión acuosa de fibras donde las cargas minerales son fijadas sobre las fibras, antes de la formación de la hoja.
Pero industrialmente, este ajuste tiene lugar preferentemente después de la formación de la hoja, en las aguas blancas o aguas de escurrido recuperadas cuando tiene lugar la etapa de formación de la hoja. Estas aguas de escurrido contienen unas fibras finas y unas cargas minerales.
Se inyecta entonces el gas que contiene dióxido de carbono en el silo de las aguas de escurrido. Las fibras son a continuación recuperadas a razón de aproximadamente 5% y las aguas regeneradas en el plano iónico que comprenden de nuevo unos iones hidrogenocarbonatos son recicladas a razón de 95% en la composición de fabricación de partida.
Debe observarse que los iones sodio, reciclados con las aguas procedentes de una fabricación papelera, tienen una función esencial. Los mismos proporcionan en primer lugar unos iones hidrogenocarbonatos para la precipitación instantánea del carbonato de calcio (reacción a)), después captan de forma instantánea los iones hidrogenocarbonatos que proceden del dióxido de carbono inyectado (reacción e)) con el fin de estabilizar el pH y regenerar los equilibrios iónicos.
\newpage
Por medio del procedimiento según la invención, se pueden fijar muchos minerales en contacto con las fibras y participar en una mejora del reciclado de las aguas procedentes de los procedimientos de fabricación del papel.
Las etapas relativas al procedimiento de fijación de las cargas minerales sobre las fibras están por tanto integradas en el procedimiento "in situ" de fabricación de una hoja de papel sin modificación del equipo ni instalaciones suplementarias.
Por ello, este procedimiento es muy ventajoso y permite fijar unas cargas minerales sobre las fibras directamente en el curso del procedimiento de fabricación de una hoja de papel.
Los ejemplos siguientes resultan de ensayos en laboratorio e ilustran la etapa de fijación de una carga mineral sobre unas fibras papeleras a partir de suspensiones acuosas de diferentes orígenes y la fabricación de probetas de papel.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 1
Se prepara una suspensión acuosa de fibras celulósicas a partir de fibras vírgenes puestas en suspensión en agua de capa freática.
En un reactor de 100 litros, se introducen 100 litros de la suspensión acuosa de fibras que tiene la composición química siguiente: (ppm = partes por millón).
-
Fibras: 2.300 ppm,
-
Hidrogenocarbonatos: 210 ppm
-
Calcio: 60 ppm
-
Sodio: 25 ppm
-
Magnesio: 8 ppm
-
Dióxido de carbono disuelto: 5 ppm
\vskip1.000000\baselineskip
El pH es próximo a 8.
Después, bajo agitación media, se añaden 100 gramos de una leche de cal concentrada al 20%, o sea 20 g de Ca(HO)_{2} o 10,8 g de calcio. Las partículas de hidróxido de calcio tienen un diámetro medio inferior a 6 micrones. En menos de 60 segundos, el pH se estabiliza hacia 10,7.
Después de precipitación, la suspensión acuosa (sin tener en cuenta la dilución muy baja) tiene la composición siguiente:
-
Fibras: 2.300 ppm
-
Carbonatos de calcio: 305 ppm (fijado sobre las fibras y fibrillas de celulosa)
-
Hidrogenocarbonatos/carbonatos: 25 ppm
-
Calcio: 45 ppm
-
Sodio: 25 ppm
-
Magnesio: 5 ppm
-
Dióxido de carbono disuelto: trazas.
\vskip1.000000\baselineskip
Se extrae una muestra para fabricar una probeta de papel según el procedimiento clásico (probeta Franck). A partir de esta suspensión, se pueden fabricar unas probetas ricas en carbonato de calcio fijado. Se encuentra un porcentaje de retención próximo a 90%, a partir de un gramaje de 25 g/m^{2}, esto sin añadir agente de retención. Más allá de
80 g/m^{2}, el porcentaje de retención resulta próximo a 100%. La probeta contiene aproximadamente 11,7% de carbonato de calcio.
Se puede llevar el pH hacia unos valores más bajos inyectando en la suspensión un gas que contiene 10% de dióxido de carbono o más, neutralizando la sosa, el hidróxido de magnesio y el hidróxido de calcio soluble.
Después de la inyección del dióxido de carbono para obtener un pH próximo a 8, la suspensión acuosa tiene la composición siguiente:
-
Fibras: 2.300 ppm
-
Carbonatos de calcio: 325 ppm (fijado sobre las fibras y fibrillas de celulosa)
-
Hidrogenocarbonatos/carbonatos: 120 ppm
-
Calcio: 40 ppm
-
Sodio: 25 ppm
-
Magnesio: 8 ppm
-
Dióxido de carbono disuelto: 30 ppm
De la misma manera que anteriormente, se pueden fabricar unas probetas que contienen un poco más de cargas, aproximadamente 12,5%, puesto que el calcio neutralizado se ha depositado sobre las fibras. Una inyección suplementaria de dióxido de carbono permite encontrar de nuevo las principales cualidades iniciales del agua, en particular la composición de calcio y de hidrogenocarbonatos.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 2
Se prepara una suspensión acuosa de fibras celulósicas a partir de una suspensión de fibras procedentes de un procedimiento de reciclado o desentintado de papeles viejos.
En un reactor de 100 litros, se introducen 100 litros de la suspensión que tiene la composición siguiente: (ppm = partes por millón):
-
Fibras: 2.300 ppm
-
Hidrogenocarbonatos: 450 ppm
-
Calcio: 60 ppm
-
Sodio: 160 ppm
-
Magnesio: 8 ppm
-
Dióxido de carbono disuelto: 20 ppm
El ph es próximo a 8.
Después, bajo agitación media, se añaden 100 gramos de una leche de cal concentrada al 20%, o sea 20 g de Ca(OH)_{2} ó 10,8 g de calcio. Las partículas de hidróxido de calcio en la leche de cal tienen un diámetro medio inferior a 6 micrones.
En menos de 60 segundos, el pH se estabiliza hacia 9,8.
Después de precipitación, la suspensión acuosa (sin tener en cuenta la dilución muy baja) tiene la composición siguiente:
-
Fibras: 2.300 ppm
-
Carbonatos de calcio:370 ppm (fijado sobre las fibras y fibrillas de celulosa)
-
Hidrogenocarbonatos/carbonatos: 250 ppm
-
Calcio: 20 ppm
-
Sodio: 160 ppm
-
Magnesio: 5 ppm
-
Dióxido de carbono disuelto: trazas.
Se extrae una muestra para fabricar una probeta de papel según el procedimiento clásico (probeta Franck). A partir de esta suspensión, se pueden fabricar unas probetas ricas en carbonato de calcio fijado. Se encuentra un porcentaje de retención próximo a 90%, a partir de un gramaje de 25 g/m^{2}, esto sin añadir agente de retención. Más allá de
80 g/m^{2}, el porcentaje de retención resulta próximo a 100%. La probeta contiene aproximadamente 13,5% de carbonato de calcio.
Se puede llevar de nuevo el pH hacia unos valores más bajos inyectando en la suspensión un gas que contiene 10% de dióxido de carbono o más, neutralizando los elementos alcalinos, esencialmente la sosa.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 3
Se prepara una suspensión acuosa de fibras celulósicas a partir de una composición de fabricación que contiene hidrogenocarbonato de sodio.
En un reactor de 100 litros, se introducen 100 litros de la suspensión que tiene la composición química siguiente: (ppm = partes por millón).
-
Fibras: 2.280 ppm
-
Hidrogenocarbonatos: 950 ppm
-
Calcio: 65 ppm
-
Sodio: 300 ppm
-
Dióxido de carbono disuelto: 5 ppm
El pH es próximo a 8,4.
Después, bajo agitación media, se añaden 100 gramos de una leche de cal concentrada al 20%, o sea 20 g de Ca(OH)_{2} o 10,8 g de calcio.
El pH se estabiliza rápidamente hacia 8,8.
Después de precipitación, la suspensión acuosa (sin tener en cuenta la dilución muy baja) tiene la composición siguiente:
-
Fibras: 2.300 ppm
-
Carbonatos de calcio: 420 ppm (fijado sobre las fibras y fibrillas de celulosa)
-
Hidrogenocarbonatos/carbonatos: 700 ppm
-
Calcio: 3 ppm
-
Sodio: 300 ppm
-
Dióxido de carbono disuelto: trazas
Se extrae una muestra para fabricar una probeta de papel según el procedimiento clásico (probeta Franck). A partir de esta suspensión, se pueden fabricar unas probetas, y según el porcentaje de retención de las partículas finas de celulosa ricas en carbonato de calcio fijado, se encuentra un porcentaje de retención de las cargas minerales próximo a 90%, a partir de un gramaje de 25 g/m^{2}, esto sin añadir agente de retención. Más allá de 80 g/m^{2}, el porcentaje de retención resulta próximo a 100%. La probeta contiene aproximadamente 15% de carbonato de calcio.
Si se desea obtener un pH inferior a 8, se inyecta dióxido de carbono diluido en el aire hasta 10%. Se recupera el dióxido de carbono de los humos de combustión de caldera. El dióxido de carbono forma de nuevo esencialmente hidrogenocarbonato de sodio.

Claims (10)

1. Procedimiento y fabricación de una hoja de papel, caracterizado porque consiste en:
a)
preparar o proporcionar una composición de fabricación a base de agua y de una pasta de fibras papeleras química blanqueada o cruda, de una pasta mecánica o termomecánica, o de sus mezclas, que comprende en equilibrio iónico por lo menos unos iones de metales alcalinos y/o alcalinotérreos y unos iones hidrogenocarbonatos, carbonatos o silicatos;
b)
añadir a dicha composición de fabricación, un hidróxido de una carga mineral para fijar en línea dicha carga mineral sobre las fibras papeleras, y
c)
formar una hoja de papel húmeda en una máquina para papel a partir de las fibras papeleras así cargadas en suspensión y secar dicha hoja,
d)
recuperar las aguas de escurrido de la etapa c), inyectar en éstas un gas que comprende dióxido de carbono para neutralizar y estabilizar el pH de dichas aguas; y
e)
reciclar las aguas así tratadas en la composición de fabricación de la etapa a).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la composición de fabricación comprende en equilibrio iónico unos iones sodio y unos iones hidrogenocarbonatos.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la composición de fabricación se obtiene a partir de una pasta procedente de un procedimiento de desentintado de papeles de recuperación.
4. Procedimiento una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho hidróxido de la carga mineral es un hidróxido de calcio.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque el hidróxido de calcio es añadido en forma de leche concentrada o en forma soluble.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque dicha leche comprende unas partículas de hidróxido de calcio de un diámetro medio inferior a 6 \mum.
7. Procedimiento según la reivindicación 2 en combinación con una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque la composición de fabricación comprende además unos hidrogenocarbonatos de calcio y/o de magnesio.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque el título alcalimétrico completo de la suspensión acuosa está comprendido entre 2 y 30ºF.
9. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la composición de fabricación comprende entre 20 y 1.000 ppm de iones sodio (Na^{+}).
10. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque la composición de fabricación comprende entre 5 y 200 ppm de iones calcio (Ca^{2+}) y/o entre 5 y 200 ppm de iones magnesio (Mg^{2+}).
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