MXPA98007264A - Composiciones de arcillas y su uso en la fabricacion de papel - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a proporcionar procesos para fabricar papel, incluyendo procesos de microparticulado, los cuales utilizan bentonita con la bentonita en la forma de un concentrado, o una dispersión diluida preparada diluyendo el concentrado, en donde el concentrado es una dispersión de 15 a 40%por peso de bentonita en citrato que contiene agua y tiene una viscosidad debajo de 5000 cps y es un fluido estable. Los concentrados son novedosos. Son preparados preferiblemente mezclando bentonita alcalino térrea con agua y citrato de sodio.

Description

COMPOSICIONES DE ARCILLAS Y SU USO EN LA FABRICACIÓN DE PAPEL DESCRIPCIÓN PE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona fundamentalmente a procesos para fabricación de papel que utilizan bentonita y concentrados novedosos de bentonita fluidos adecuados para uso en estos procesos. La invención también se relaciona a otros procesos en los cuales tales concentrados son útiles. Existen muchos procesos para fabricación de papel los cuales comprenden proporcionar una suspensión celulósica en un laminador de papel, mezclar una dispersión dé bentonita activada en la suspensión celulósica y drenar la suspensión para formar una hoja húmeda, la cual es secada entonces para proporcionar papel (incluyendo cartón) . En algunos casos se agrega la bentonita en una etapa de provisión espesa (por ejemplo para control de pegajosidades) y se diluye la suspensión a una provisión ligera antes del desagüe, pero en otros procesos se agrega la dispersión de bentonita en la etapa de provisión ligera. Puede ser agregado antes un auxiliador de retención polimérico, pero hay interés particular en procesos microparticulados, en donde la suspensión celulósica se somete a esfuerzo cortante después de agregar el auxiliar de retención polimérica, y se agrega entonces la bentonita a la suspensión con esfuerzo cortante antes del desagüe. Es necesario que la bentonita deba estar en forma altamente hinchada, activada, y en la práctica esto significa que deba estar en la forma de una sal monovalente de bentonita tal como bentonita de sodio. Aunque hay algunas fuentes que se encu€'ntran en forma natural de la bentonita de sodio, la mayoría de las bentonitas naturales son bentonitas alcalino terreas, generalmente bentonitas de calcio o magnesio. La práctica normal es activar la bentonita alcalino terrea por intercambiar iónicamente el calcio o magnesio por sodio u otro ion de metal alcalino o de amonio. Generalmente se hace esto exponiendo la bentonita a una solución acuosa de carbonato de sodio, aunque son conocidos otros materiales activantes, por ejemplo como se describe en JP-A-64-45754. Debido al efecto de alta viscosidad de la bentonita activada, no es conveniente transportar o manejar una dispersión simple de bentonita activada en agua la cual tiene un contenido de sólidos de más de alrededor del 5%. No es conveniente proporcionar tal composición diluida al laminador y por lo tanto la forma normal de suministro de bentonita al laminador de papel es en forma sólida. El laminador mezcla el polvo de bentonita con agua y opcionalmente químicos activantes generalmente para formar una dispersión activada que tiene un contenido de sólidos de alrededor del 3 a 5% y ésta es generalmente diluida entonces a alrededor del 0.05 a 1% antes de la adición a la suspensión celulósica. Esto necesita que el laminador deba ser equipado con un aparato para manejar y mezclar el polvo y la dispersión diluida.

Es conocido el preparar dispersiones acuosas de bentonita que tienen un contenido de sólidos superior. La primera descripción de esto en conexión con la producción de bentonita para fabricar papel está en EP-A-485,124 en donde la bentonita es dispersada en alta concentración de sólidos, por ejemplo hasta 27 a 30%, como una suspensión en una solución acuosa de cloruro de sodio u otro electrolito inorgánico. Opcionalmente puede ser usado otro poliacrilato de sodio. La bentonita la cual es dispersada en esta forma es preferiblemente una bentonita comercial (típicamente calcio) que contiene activador de carbonato de sodio. De esta forma se termina la activación de la bentonita cuando se diluye la suspensión con agua para formar una dispersión diluida fluible. La Patente de los Estados Unidos 5,266,538 es otra descripción de preparación de suspensiones concentradas de bentonita para fabricación de papel, otra vez concentrando fundamentalmente sobre el uso de cloruro de sodio u otro electrolito inorgánico para disminuir la viscosidad de la suspensión. En esta publicación, sin embargo, se introduce siempre la bentonita en forma de sodio. Se ejemplifican varios electrolitos. Entre estos, hay un ejemplo para formar gel de bentonita al 25% con 2.5 ó 5% de citrato de sodio en agua. Se muestra que estos geles tienen viscosidades respectivamente de 40,000 y 5,500 cps (Brookfield, 20 rpm) y que gelafican en reposo por 24 horas. Se dice que el material preferido es cloruro de sodio. La Patente de los Estados Unidos 5,391,228 repite mucho de la descripción de la Patente de los Estados Unidos 5,266,538 pero agrega la descripción de un proceso en el cual se forma en suspensión en cloruro de sodio acuoso (es decir, similar a los procesos preferidos en la Patente Europea 485,124) . Se menciona también el uso de sales de sodio tales como cloruro de sodio o varias otras (incluyendo citrato de sodio) en combinación con una sal dispersante la cual usualmente silicato de sodio o pirofosfato teu.rasódico o poliacrilato de sodio (otra vez como se sugiere en la Patente Europea 485, 124) . Ha habido algún uso comercial de concentrados de bentonita preparados en cloruro de sodio u otros electrolitos inorgánicos pero este uso ha demostrado algo de dificultades prácticas. Una dificultad es que puede ser difícil lograr una dispersión la cual es totalmente estable contra sedimentación dura, es decir, hay un riesgo que, si ocurre cualquier sedimentación, esto puede crear un precipitado duro el cual es difícil de volver a dispersar. Sin embargo inclusive cuando se formula la suspensión concentrada para eliminar este problema, se encuentra necesario interponer un periodo de activación extra durante la dilución del concentrado y antes a la adición de la suspensión celulósica. De esta forma, es necesario diluir el concentrado con agua y entonces permitir el mezclado o reposo por un periodo suficiente de tiempo para permitir la actividad para recuperar, antes a la adición de la dispersión diluida a la suspensión celulósica. La razón para esto es que el cloruro de sodio u otro electrolito el cual ha sido preferido (desde el punto de vista de conveniencia y eficiencia de formación de dispersión) todos tienen la desventaja de que el cloruro de sodio u otro electrolito parece provocar el salado compresión de doble capa en la estructura de bentonita debido a la alta concentración iónica. De esta forma es necesario dar un mezclado prolongado con dilución con agua para permitir que la bentonita trate de recuperar tanta condición activada como sea posible. Desafortunadamente, sin embargo, la recuperación total del funcionamiento no parece ser posible y es un hecho que el funcionamiento de dispersiones de bentonita activadas diluidas preparadas por dilución de una suspensión concentrada ha probado ser inferior al funcionamiento de una dispersión de bentonita activada diluida preparada por dispersión directa del polvo de bentonita correspondiente (y activador) agua. Pudiera ser deseable ser capaz de proporcionar un concentrado de bentonita el cual tiene las ventajas de alto contenido de sólidos y fluidez y estabilidad con el potencial para dar actividad en uso equivalente a la actividad óptima mínima la cual es obtenida de la bentonita seca correspondiente. En particular, pudiera ser deseable ser capaz de proporcionar procesos de fabricación de papel en los cuales el laminador pueda ser suministrado con un concentrado pero pueda ser fácil y convenientemente usado el concentrado bajo condiciones donde el funcionamiento es sustancialmente equivalente al funcionamiento previamente obtenido usando la bentonita correspondiente suministrada al laminador en forma de polvo. La forma normal para proporcionar bentonita (ya sea para suministrar como polvo o como concentrado) comprende extraer la bentonita de la tierra, calentarla en húmedo con carbonato de sodio u otro activador, secar la mezcla, molerla, clasificándola al aire y entonces suministrando el polvo resultante ya sea directamente al usuario o a una instalación de formación de suspensión en donde se convierte a un concentrado. Pudiera ser deseable simplificar este procedimiento . En un aspecto de la invención se fabrica papel por un proceso que comprende formar una suspensión celulósica, mezclar la dispersión de bentonita activada en la suspensión celulósica, drenar la suspensión celulósica para formar una hoja húmeda y secar la hoja, y en este proceso la dispersión de bentonita activada agregada a la suspensión celulósica está ya sea en un concentrado de bentonita fluida estable o es una dispersión de bentonita diluida preparada diluyendo el concentrado con agua, y el concentrado es una dispersión de 15 a 40% por peso de bentonita en citrato que contiene agua en una cantidad estabilizante y activante fluida la cual es de tal forma que el concentrado tiene una viscosidad (Brookfield, 20 rpm, varilla 4) abajo de 5,000 cps. La invención también incluye el concentrado novedoso el cual es una dispersión de 15 a 40% por peso de bentonita en citrato que contiene agua en una cantidad estabilizante y activante fluida la cual es de tal forma que el concentrado tiene una viscosidad (Brookfield, 20 rpm, varilla 4) debajo de 5,000 cps. El concentrado puede ser preparado usando bentonita de sodio natural o bentonita activada previamente, pero es preferido particularmente que el concentrado deba ser formado de bentonita alcalino terrea (en la práctica bentonita de calcio y/o magnesio) mezclando la bentonia alcalino terrea con agua y citrato de metal alcalino o amonio (en la práctica citrato de sodio) como activador y estabilizador. De esta forma por esta técnica es posible simultáneamente activar la bentonita y convertirla en un concentrado estable. Por consiguiente, otro aspecto de la invención comprende mezclar bentonita alcalino terrea con agua y citrato de sodio (u otro citrato de metal alcalino o amonio) y por lo mismo formar un concentrado de 15 a 40% por peso de bentonita activada en citrato que contiene agua. Los procesos de fabricación de papel de la invención tienen varias ventajas comparadas con procesos conocidos de fabricación de papel usando bentonita. En particular, por la invención es ahora posible obtener el funcionamiento en tales procesos equivalentes a aquel el cual se obtiene usando la bentonita correspondiente en forma de polvo pero sin la inconveniencia de tener que manejar polvo. De esta forma, por primera vez, se proporciona en la presente un concentrado de bentonita el cual, cuando se diluye en la suspensión celulósica, da funcionamiento sustancialmente equivalente al polvo correspondiente y considerablemente mejorado comparado con el concentrado correspondiente preparado usando el activador y estabilizador previamente preferido, a decir cloruro de sodio . Una ventaja adicional es que el concentrado puede ser usado sin sufrir una etapa de activación por dilución anterior. De esta forma mientras que los concentrados anteriores preparados usando el cloruro de sodio han sido diluidos con agua y después se les permite reposar para activación o recuperar su actividad, los concentrados de la invención pueden, sin pérdida significativa del funcionamiento, ya sea ser mezclados directamente en la suspensión celulósica (es decir, sin cualquier dilución anterior) o pueden ser convertidos a una dispersión de bentonita diluida diluyendo el concentreido sustancialmente inmediatamente antes de mezclar la dispersión de bentonita diluida con la suspensión celulósica.

Por ejemplo el concentrado puede ser diluido en la línea como si este estuviera siendo alimentado hacia o a la suspensión celulósica, sin ninguna etapa de reposo significativa entre la dilución y la adición de la dispersión diluida a la suspensión celulósica. Por consiguiente, en procesos preferidos se mezcla el concentrado no diluido en la suspensión celulósica o el concentrado es diluido con agua para formar una dispersión de bentonita diluida la cual es entonces mezclada sustancialmente inmediatamente con la suspensión celulósica. Si ha pre dilución, preferiblemente se mezcla la dispersión de bentonita diluida en la suspensión celulósica en menos de cinco minutos. Si hay pre dilución, la dilución es preferiblemente continua y no implica ningún tanque o etapa de reposo significativo antes a la adición a la suspensión celulósica. Esto contrasta los concentrados preferidos que se describen en la Patente Europea 485,124 y Patente de los Estados Unidos 5,266,538 y 5,391,228 como que son usados en la fabricación de papel, ya que todos estos concentrados pueden haber implicado una etapa de reposo considerable en un intento para recuperar la actividad, y la actividad recuperada puede todavía haber sido inferior a la actividad del polvo correspondiente o la actividad de la bentonit_ en la invención. Por ejemplo, en la fabricación del papel, el funcionamiento puede ser indicado por una prueba simple tal como el tiempo de desagüe. El peso seco de la bentonita requerido para dar un tiempo de desagüe particular en una prueba particular usando las suspensiones de la invención es usualmente no más de, y con frecuencia es aproximadamente el mismo como, cuando la misma bentonita ha sido activada desde el polvo usando el carbonato de sodio en una forma convencional, mientras que la dosis de la bentonita requerida para dar el mismo f ncionamiento cuando se proporciona la bentonita como una suspensión en el cloruro de sodio acuoso es con frecuencia por lo menos 25% ó 30% más, frecuentemente por lo 'menos 60% o más, y con frecuencia el doble. De esta forma el uso de suspensiones de acuerdo con la invención puede resultar en un ahorro de por lo menos 25% y con frecuencia por lo menos 50% en la cantidad de bentonita que se requiere para dar algún resultado de funcionamiento particular, comparado con las suspensiones preparadas usando el cloruro de sodio. Otra ventaja de la invención se origina en los procesos de fabricación de papel y otros ambientes donde el funcionamiento de bentonitas activadas convencionales (por ejemplo obtenidas por activación a partir de polvo usando carbonato de sodio en una forma convencional) es disminuida por el pH o la presión osmótica de sales de dureza. De esta forma las bentonitas convencionales tienden a ser menos efectivas cuando la suspensión celulósica tiene un pH abajo de aproximadamente 6.5, por ejemplo en el rango de 4.2 a 5.5, que cuando la suspensión tiene un pH superior, por ejemplo 7 a 7.5. sorpresivamente las bentonitas activadas obtenidas en la invención pueden funcionar muy bien en tales suspensiones sin ninguna pérdida significativa de la actividad. De esta forma el uso de las suspensiones en las suspensiones acidas pueden dar una gran mejora en el proceso de fabricación de papel comparada con el uso de bentonitas conocidas. Las bentonitas activadas convencionales también pueden tener funcionamiento inferior cuando la suspensión celulósica se prepara usando agua relativamente dura, por ejemplo que tiene una dureza arriba de 10°dH y típicamente en el rango de 15°dH a 50°dH. Se obtiene funcionamiento mejorado usando las bentonitas obtenidas en la invención en tales agua duras. Esta mejora puede ser manifestada por proporciones de desagüe mejoradas o reduciendo la deposición de óxido o ambos. Una ventaja adicional de las composiciones preparadas por activación de bentonita alcalino terrea con citrato de sodio es que pueden tener pH inferior (neutral o cercana a la neutral) que el que prevalece cuando la activación es por carbonato de sodio. Las cantidades de citrato y bentonita ep la suspensión serán interrelacionadas en que grandes cantidades de citrato serán requeridas con grandes cantidades de bentonita que con cantidades menores de bentonita. La cantidad debe ser suficiente para que el concentrado sea un fluido estable y, cuando la bentonita esté siendo activada en el concentrado, para que ocurra la activación total de la bentonita por intercambio iónico. La cantidad (calculada como citrato de sodio) está usualmente en el rango de 1% a 100% en base al peso seco de la bentonita. Con frecuencia es por lo menos 10% y preferiblemente por lo menos 16%, por ejemplo por lo menos 20%. Con frecuencia está abajo de 60%, y frecuentemente no más de 40%. Cuando se introduce la bentonita como bentonita alcalino terrea, se prefiere que el citrato de sodio sea sustancialmente el único material activante en la suspensión. De esta forma si están presentes pequeñas actividades de otros activadores (por ejemplo carbonato de sodio) , preferiblemente su efecto en la activación es menor con relación al efecto del citrato de sodio. Preferiblemente el citrato de sodio es el único activador. Similarmente, se prefiere generalmente que el citrato sea sustancialmente el único estabilizador de dispersión en el concentrado. Si están presentes otros materiales, preferiblemente su efecto es menor comparado con aquel del citrato. Preferiblemente el citrato es el único estabilizador de dispersión. Al decir que el citrato es sustancialmente el único activador y/o estabilizador de dispersión, se propone en la presente para permitir cantidades menores de otros componentes, por ejemplo en una cantidad en peso de no más del 20% y preferiblemente no más de 10% por peso del citrato. Sin embargo pueden ser usadas grandes cantidades con la condición de que no le reste méritos al funcionamiento del citrato. La cantidad de bentonita en el concentrado debe ser por lo menos 15% por peso (peso seco de bentonita en base al peso total de la dispersión concentrada) ya que tiende a ser no económica para proporcionar un concentrado que tiene contenido inferior de la bentonita. Esta no es usualmente más de aproximadamente 35%, y con frecuencia no más del '30%, ya que llega a ser más difícil proporcionar un concentrado de buena calidad de la bentonita en donde el concentrado tiene buena estabilidad del fluido cuando la cantidad de la bentonita es muy alta. Sin embargo cuando la bentonita es de calidad bastante deficiente, es decir, que tiene potencial hinchable bastante bajo, entonces las cantidades de bentonita arriba de 35%, y en algunos casos inclusive hasta 50%, pueden ser apropiadas . En la práctica la cantidad de la bentonita es usualmente por lo menos 20% y con frecuencia hasta 28, 30 ó 35% por peso. La bentonita puede ser introducida en forma de sodio, como resultado de ser una bentonita de sodio que se encuentra en forma natural, o puede ser introducida como bentonita activada formada por activar previamente la bentonita de metal alcalino terreo con carbonato de sodio u otro activador, en tal caso el carbonato de sodio residual puede ser llevado al concentrado. Cuando se introduce la bentonita en la forma de sodio, el citrato puede ser agregado en cualquier forma conveniente, por ejemplo como ácido cítrico o como citrato de metal alcalino o amonio, por ejemplo citrato de potasio, sodio o amonio. Generalmente se prefiere usar el citrato de sodio o, en algunos casos, ácido cítrico junto con suficiente hidróxido de sodio para formar el citrato de sodio. Cuando se introduce la bentonita como bentonita de metal alcalino terreo, entonces se prefiere que el citrato sea introducido como citrato de sodio. La cantidad de citrato que se requiere para formar una suspensión estable dependerá de la naturaleza de la bentonita y la naturaleza de su forma iónica. Hay alguna evidencia que indica que si se introduce la bentonita en forma de sodio entonces pueden ser requeridas cantidades más grandes de citrato que cuando la bentonita se introduce en la forma de calcio o magnesio (es decir, pueden ser requeridas cantidades más grandes para dar fluidez equivalente) . También, la cantidad la cual se requiere variará de acuerdo al grado de bentonita y por tanto es necesario realizar pruebas para determinar el óptimo para cualquier grado particular y tipo químico de la bentonitei. La naturaleza del agua puede influir también la cantidad del citrato.

Si la cantidad del citrato es inadecuada entonces la dispersión concentrada tendrá una viscosidad muy alta cuando se fabrica inicialmente y/o no será un fluido estable y/o será inaceptablemente tixotrópico y/o formará un gel no aceptable en reposo. Si es deseada la cantidad es muy alta entonces la dispersión puede llegar a ser más ligera y puede inclusive llegar a ser una dispersión ligera no estable. Es posible por experimentación rutinaria seleccionar una cantidad de citrato, para cualquier bentonita particular y calidad del agua, es necesario, eso es necesario para dar una dispersión estable de fluido que tiene la viscosidad deseada. Al decir que la dispersión es una dispersión estable de fluido se entiende en la presente que no sedimenta para dar un precipitado duro, no dispersable y no gelifica para dar un gel no aceptable, y preferiblemente permanece como un fluido el cual es homogéneo o el cual puede ser fácilmente hecho homogéneo por simple agitación. En la práctica, las composiciones de la invención pueden ser fácilmente formuladas de tal manera que una cantidad del sobrenadante puede acumularse en almacenamiento pero la composición parece en forma similar ser homogénea. La viscosidad citada se mantiene preferiblemente en todo el almacenamiento y, en cualquier caso la suspensión debe tener la viscosidad citada 48 horas después de la fabricación inicial . Generalmente la viscosidad está abajo de 4000 cps y puede sei: abajo de 2000 cps. Es indeseable usualmente que la viscosidad esté abajo y por lo tanto debe estar arriba de 100 cps y generalmente está arriba de 500 cps, con frecuencia arriba de 1000 cps. Se miden todos los valores de viscosidad a temperatura ambiente. La suspensión puede ser tixotrópica con la condición de que sea fácilmente posible provocar la fluidez cuando se requiera. La suspensión debe ser fácilmente miscible con agua, por simple agitación. La cantidad del citrato, medida como citrato de sodio, es usualmente por lo menos 3% y más usualménte por lo menos 5% por peso (en base al peso total de la dispersión) . Cuando se introduce la bentonita como una bentonita alcalino terrea, pueden ser adecuadas cantidades de 3% ó 4%, pero por lo menos se prefiere usualmente 5% ó 6%. Cuando se introduce la bentonita como bentonita de sodio, se prefieren generalmente cantidades de por lo menos 6%. Independientemente de si la bentonita es sodio, calcio o magnesio, la cantidad puede ser tanto como 20% pero usualmente es menos de 15% por peso, con preferiblemente no más de 12%. Son con frecuencia adecuadas cantidades de 6 a 10%. Se apreciará que pueden ser identificadas las suspensiones las cuales han sido preparadas activando bentonita de metal alcalino terreo con citrato de sodio por virtud del hecho que el medio acuoso contendrá citrato de calcio o magnesio, derivando a partir de intercambio iónico del sodio o el citrato de sodio con el calcio o magnesio de la bentonita alcalino terrea. La bentonita puede ser cualquiera de las arcillas hinchadas aniónicas que son referidas convencionalmente como bentonitas. Estas son usualmente smectitas o montmorilonitas, las últimas que son preferidas. Arcillas de smectita o montmorilonita adecuadas incluyen bentonita yoming o Fullers Earth y varias arcillas incluyendo aquellas conocidas por los términos químicos hectorita o bentonita. La estabilidad de los concentrados de la invención debe ser de tal forma que mantengan fluidez (con frecuencia fluidez tixotrópica) por lo menos una semana y preferiblemente varías semanas o meses, y en particular de tal forma que no proporcionan un sedimento duro (el cual es difícil de volver a dispersar) durante el almacenamiento o transporte normal. El concentrado puede ser usado en cualquier proceso de fabricación de papel en donde se agrega la dispersión de bentonita activada a la provisión celulósica. Por ejemplo puede ser usado en procesos donde se agrega la dispersión de bentonita como un dispersante de grasas y residuos, generalmente en la etapa de provisión gruesa (por ejemplo, cuando la suspensión celulósica contiene mas de 2% de celulosa) . La invención se aplica preferiblemente a procesos en los cuales la bentonita se incorpora como parte del sistema de retención, ya sea para preparar las fibras celulósicas por retención por un polímero o como parte de un sistema de retención de microparticulado . Un proceso de fabricación de papel al cual la invención puede ser aplicada es un proceso en el cual se agrega la bentonita a una suspensión celulósica, típicamente en una cantidad de 0.02 a 2% por peso seco, y se agrega un auxiliar de retención polimérico subsecuentemente, generalmente después del último punto de esfuerzo cortante alto (por ejemplo justo en el compartimiento superior inmediatamente antes del desagüe) . El polímero puede ser no iónico, aniónico o catiónico. La suspensión celulósica puede ser hecha de pulpa relativamente pura o de pulpa que tiene una demanda catiónica relativamente alta. Los procesos de este tipo que tienen valor particular son aquellos en los cuales la pulpa tiene una demanda catiónica relativamente alta y el polímero es sustancialmente no iónico o aniónico y el producto del papel es preferiblemente papel de prensa o medio plegado. Se describen los procesos de este tipo en los cuales el contenido del agente de relleno total es relativamente bajo en la Patente de los Estados Unidos es 4305781 y Solicitud de Patente Europea 17353 a las cuales debe hacerse referencia para detalles adicionales de polímeros no iónicos o iónicos inferiores y suspensiones celulósicas adecuadas y las cuales se incorporan en la presente para referencia. Pueden ser usados polímeros catiónicos o aniónicos más superiores. Estos procesos tienen valor particular cuando la suspensión celulósica contiene desecho destintado. Se describen también polímeros y agentes de relleno (cuando la pulpa es rellenada) en la EP-A- 608989 y AU-A-63977/86. Se prefiere particularmente aplicar la invención a procesos de fabricación de papel microparticulado, es decir procesos en los cuales se agrega un auxiliar de retención polimérico a la suspensión celulósica, se somete la suspensión a esfuerzo cortante y se agrega entonces la bentonita después del esfuerzo cortante, y con frecuencia después del último punto de esfuerzo cortante alto, por ejemplo en el compartimiento superior antes del desagüe. El polímero puede ser no iónico o aniónico pero es con frecuencia catiónico. Este puede ser un material natural tal como almidón catiónico pero es preferiblemente un polímero catiónico sintético. El esfuerzo cortante puede ser debido simplemente al paso turbulento a lo largo del ducto pero preferiblemente es provocado por el paso a través de un centriscreen, una bomba u otro dispositivo de limpieza o una bomba de ventilador o una bomba de mezclador u otro dispositivo para aplicar deliberadamente el esfuerzo cortante. Procesos preferidos incluyen aquellos comercializados por los solicitantes bajo la marca Hydrocol y se describen procesos preferidos en, por ejemplo, en EP-B-235,893 y las Patentes de los Estados Unidos 4,753,710, 4,913,775 y 4,969,976 y EP-B-335,575 todos los cuales se incorporan en la presente para referencia. Puede ser determinada la cantidad óptima del auxiliar de retención polimérico por experimentación de rutina, y dependerá de la naturaleza de la suspensión celulósica e, inter alia si ha sido incorporado o no el polímero catiónico de alta densidad de carga de peso molecular bajo y/o almidón catiónico y/u otra resina de resistencia quebradiza, en la suspensión, todo como se describe en las patentes mencionadas anteriormente. Los auxiliares de retención poliméricos que son usados usualmente polímeros solubles en agua, o sustancialmente soluble en agua de monómeros y usualmente tienen peso molecular arriba de 500,000 (medido por cromatografía de permeación en gel) o usualmente viscosidad intrínseca (medida por víscosímetro de nivel suspendido en cloruro de sodio ÍN amortiguado a pH 7 a 25°C) de por lo menos 4 dl/g. Se describen polímeros adecuados en las patentes mencionadas anteriormente. La cantidad de la bentonita la cual se usa en todos estos procesos pueden estar dentro de los rangos convencionales los cuales se describen en las patentes mencionadas anteriormente. Como se menciona anteriormente, puede ser agregada la bentonita en la suspensión celulósica ya sea mientras está todavía en la forma del concentrado o simultáneamente con o justo después de la dilución agua. Esta dilución puede ser a, por ejemplo, un contenido de sólidos en el rango de 3 a 8% o puede ser dilución a un contenido de sólidos abajo del 3%, por ejemplo abajo del 0.1% o inclusive menos en algunos casos . La invención también incluye procesos en los cuales se usa el concentrado novedoso para otros propósitos. Por ejemplo puede ser usado en el secado de la pulpa, secado de la suspensión de papel, procesos de separación líquido sólido, clarificación de efluentes, clarificación de agua de desecho entintada todos en las industrias relacionadas con el papel, y este puede ser usado en otras industrias. Por ejemplo puede ser una forma conveniente para formular una suspensión de bentonita a ser bombeada para uso eventual en cualquiera de las formas conocidas para usar la bentonita en otras industrias. Puede ser usada como una forma conveniente de introducir la bentonita en procesos de granulación de mineral de fierro donde la bentonita está siendo usada en cualquiera de las formas conocidas para usar la bentonita en otras industrias. La invención incluye también un proceso para fabricar una suspensión de bentonita activada que comprende extraer bentonita alcalino terrea sin purificar y mezclar el material extraido con agua y citrato de sodio y por lo que se forma una suspensión gruesa que contiene por lo menos 10% de bentonita y filtrar, clasificar o limpiar la suspensión. El filtrado puede ser cualquier proceso diseñado para eliminar material físicamente grande o denso no adecuado para el proceso final.

El tamaño de clasificación del filtro será seleccionado de tal forma que las partículas de bentonita resultantes que están preferiblemente dentro del rango de tamaño el cual es convencional para activar bentonita para el último uso propuesto. El filtro puede ser, por ejemplo, un dispositivo de limpieza ciclónico u otro dispositivo clasificante o dispositivo de limpieza. Habiendo eliminado el material de desecho por filtración, la suspensión resultante puede ser secada entonces en una forma convencional para hacer bentonita activada en polvo o puede ser suministrada al usuario como una dispersión concentrada de acuerdo con la invención. Si se requiere esto, entonces naturalmente la cantidad de bentonita la cual se forma en suspensión en agua y el citrato de sodio, debe ser suficiente para dar una dispersión concentrada de acuerdo con la invención. De esta forma generalmente la cantidad de bentonita. la cual se forma en suspensión en agua y citrato de sodio está en el rango de 15 a 40%. La cantidad de citrato de sodio la cual se requiere para este proceso debe ser suficiente para proporcionar activación de la bentonita alcalino terrea. Si no es necesario que la suspensión sea estable entonces puede ser menor cantidad que la que se requiere para dar estabilidad de fluido a la suspensión. Este proceso para fabricar bentonita activada elimina muchas de las etapas asociadas con producción convencional de bentonita activada. De esta forma es ahora posible eliminar las etapas convencionales de calentado húmedo, secado y molido y clasificación por aire y, en su lugar, pueden ser reemplazadas por el simple proceso en línea o en lote para formación de suspensión de la bentonita en citrato de sodio acuoso y filtrar (incluyendo clasificación y limpieza) . Similarmente, pueden ser preparados otros concentreidos, tales como concentrados preparados usando cualquiera de los estabilizadores fluidos mencionados en EP 485,124, por la misma técnica general modificada por el uso de los estabilizadores de EP 485,124 en lugar del citrato de sodio. Similarmente, pueden ser usados otros materiales mencionados en la Patente de los Estados Unidos 5,266,538 ó 5,391,228 en lugar del citrato de sodio. Sin embargo todos estos procesos modificados pueden tener la desventaja que el producto final no tenga las ventajas que se describen anteriormente en conexión con los productos preparados usando citrato. Los siguientes son ejemplos. Ejemplo 1 (comparativo) Se prepara la dispersión A por formación de suspensión de 5 partes de bentonita de calcio en 95 partes de agua. Se prepara la dispersión B por el procedimiento de activación convencional de formación de suspensión en una mezcla de 4.7 partes de bentonita de calcio, 0.3 partes de carbonato de sodio y 95 partes de agua para dar una composición al 5% de bentonita de sodio, la cual es entonces diluida adicionalmente con agua antes de su uso. Se prepara la dispersión C formando una suspensión de 23.5 g de bentonita de calcio y 1.5 g de carbonato de sodio (proporcionando de esta forma 25 g de bentonita de sodio) con 3 g de cloruro de sodio y 72 g de agua. Esta suspensión al 25% entonces tiene que ser activada en agua, típicamente después de la dilución a aproximadamente 5%, antes a su uso. Por consiguiente, los procesos que usan la dispersión B son típicos de aquellos realizados usando bentonita en polvo convencional la cual tiene que ser activada antes de su uso, y los procesos que usan la dispersión C son típicos de aquellos que usan suspensiones de cloruro de sodio como en la técnica anterior discutida anteriormente. Ejemplo 2 Se mezclan totalmente 25 partes por peso de bentonita de calcio, 6 partes por peso de citrato de sodio y 69 partes por peso de agua para formar una suspensión fluida. Esta es etiquetada como dispersión D. Después del reposo por 48 horas, esta tiene una viscosidad de Brookfield, medida a 20 rpm de 575 cP. Cuando se repite el proceso usando 10 partes de citrato de sodio y 65 partes de agua, para preparar la dispersión E, la viscosidad después de 48 horas es 737 cP. Se forma la dispersión F en una forma similar usando 9 partes de citrato de sodio, 66 partes de agua y 25 partes de bentonita de sodio preparada premezclando 23.5 partes de bentonita de calcio y 1.5 partes de carbonato de sodio. Se prepara la dispersión G usando 25 partes de bentonita de calcio, 9 partes de citrato de sodio y 66 partes de agua . Ejemplo 6 En este ejemplo se utilizan varias dispersiones dadas anteriormente en una simulación en laboratorio de procesos tales como aquellos descritos en la Patente de los Estados Unidos 4753710. se proporciona una provisión ligera (usualmente Kraft Furnish blanqueada al 0.5%), se agrega una dosis apropiada (usualmente 500 g por ton) de una poliacrilamida catiónica de peso molecular alto (típicamente una viscosidad intrínseca de 6 dl/g) (usualmente 40% por peso de acrilato de dimetilaminometilo cuaternizada con cloruro de metilo y 60% por peso de acrilamida) , se agita la suspensión por 60 segundos a 1,500 rpm, se agrega la dosis requerida de dispersión de bentonita, se somete la mezcla a mezclado suave y se registra el tiempo de desagüe Schopper Riegler por 700 mi para drenar a partir de 1000 mi de la suspensión tratada, usando una cuba Britt dividada. Cada una de las siguientes tablas representa un grupo diferente de experimentos. En cada grupo de experimentos, las cantidades en la columna encabezada con "Bentonita" siempre indican la dosis de bentonita expresada en gramos de peso seco por tonelada de papel y las figuras en las columnas encabezadas por las letras B a G muestran el tiempo de desagüe usando la cantidad de bentonita introducida, respectivamente, como las dispersiones B a G. En cada ejemplo, para los propósitos de esta prueba, se obtienen los mejores resultados con el menor tiempo de desagüe, especialmente cuando este es obtenido en una dosis béija de bentonita. Tabla 1 Esto demuestra que las suspensiones de la técnica anterior formadas en cloruro de sodio (dispersión C) tienden a dar resultados deficientes comparados con la bentonita en polvo activada convencionalmente (dispersión B) pero la dispersión F de la invención otra vez da resultados tan buenos como o un poco mejores que el producto B convencional y mucho mejor que el concentrado C de la técnica anterior. Adicionalmente, tiene la ventaja de facilidad de fabricación y facilidad de suministro y uso comparado para procesos que usan productos secos (dispersión B) . Tabla 2 Esto emuestra claramente el hecho que el concentrado de suspensión en citrato de sodio de la invención da, en todas las dosis, un funcionamiento el cual es dramáticamente mejor que el funcionamiento que se obtiene con la suspensión de cloruro de sodio de la técnica anterior. Ejemplo 4 Este ejemplo demuestra que no es importante en la invención si el concentrado de bentonita es diluido o no antes de la adición a la suspensión celulósica, lo que hace una diferencia crítica con los concentrados de la técnica anterior. De esta forma, cuando se diluye una suspensión al 25% en cloruro de sodio primero al 5% y luego al 0.25%, el tiempo de desagüe en una prueba que usa 2000 g/t de bentonita es aproximadamente 75 segundos comparado con 30 segundos para el polvo de bentonita correspondiente. Cuando se lleva la dilución directamente de 25% a 0.25%, el tiempo de desagüe es inclusive peor. Cuando se usa una suspensión al 25% en citrato de sodio, el tiempo de desagüe a 2000 g/t es aproximadamente 30, independientemente del sistema de dilución.

Claims (22)

1. REIVINDICACIONES 1. Un proceso para fabricar papel caracterizado porque comprende formar una suspensión celulósica, mezclar una dispersión de bentonita activada en la suspensión celulósica, drenar y formar con la suspensión celulósica una hoja húmeda y secar la hoja, en donde la dispersión de bentonita activada la cual se agrega a la suspensión celulósica es un concentrado de bentonita estable, fluida o una dispersión de bentonita diluida preparada diluyendo el concentrado en agua, y el concentrado es una dispersión de 15 a 40% por peso de bentonita en 'citrato que contiene agua en una cantidad estabilizante de fluido y activante la cual es de tal forma que el concentrado tiene una viscosidad (Brookfield, 20 rpm, varilla 4) abajo de 5000 cps.
2. 2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque la dispersión de bentonita activada que se agrega a la suspensión celulósica es el concentrado o es una dispersión de bentonita diluida preparada mezclando la dispersión de bentonita diluida con la suspensión celulósica.
3. 3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 o reivindicación 2 y el cual es un proceso de retención de microparticulado caracterizado porque comprende mezclar un auxiliar de retención polimérico en la suspensión celulósica, agitar la suspensión, mezclar la dispersión de bentonita activada en la suspensión agitada y drenar la suspensión celulósica resultante y secar la hoja húmeda resultante.
4. 4. El proceso de conformidad con la reivindicación 3 caracterizado porque el auxiliar de retención polimérico es un almidón catiónico o un polímero catiónico sintético que tiene un peso molecular arriba de 500,000.
5. 5. El proceso de conformidad con cualquier reivindicación precedente caracterizado porque el concentrado de bentonita fluido ha sido preparado mezclando bentonita alcalino terreo con agua y citrato de metal alcalino o amonio (preferiblemente sodio) como activador y estabilizador.
6. 6. El proceso de conformidad 5 caracterizado porque el citrato de sodio es sustancialmente el único activador en el concentrado.
7. 7. El proceso de conformidad con la cualquier reivindicación precedente caracterizado porque el citrato es sustancialmente el único estabilizador de dispersión en el concentrado.
8. 8. El proceso de conformidad con cualquier reivindicación precedente caracterizado porque la cantidad de bentonita es 20 a 35% por peso del concentrado.
9. 9. El proceso de conformidad con cualquier reivindicación precedente caracterizado porque la cantidad del citrato, medida como citrato de sodio, es 3 a 20% por peso del concentrado.
10. 10. El proceso de conformidad con cualquier reivindicación precedente caracterizado porque la cantidad del citrato, medido como citrato de sodio, es por lo menos 6% por peso en base al peso del concentrado.
11. 11. El proceso de conformidad con cualquier reivindicación precedente caracterizado porque el concentrado tiene una viscosidad de 100 a 4000 cps.
12. 12. Un concentrado el cual es una dispersión de bentonita estable, fluida de 15 a 40% por peso de bentonita en citrato que contiene agua en una cantidad activante y estabilizante de fluido la cual es de tal forma que el concentrado tiene una viscosidad (Brookfield, 20 rpm, varilla 4) de 5000 cps.
13. 13. El concentrado de conformidad con la reivindicación 12 caracterizado porque ha sido preparado mezclando la bentonita alcalino terrea con agua y citrato de sodio como activador y estabilizador.
14. 14. El concentrado de conformidad con la reivindicación 13 caracterizado porque el citrato de sodio es sustancialmente el único activador en el concentrado.
15. 15. El concentrado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14 caracterizado porque el citrato es sustancialmente el único estabilizador de dispersión en el concentrado .
16. 16. El concentrado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15 caracterizado porque la cantidad de bentonita es 20 a 35% por peso del concentrado.
17. 17. El concentrado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16 caracterizado porque la cantidad del citrato, medida como citrato de sodio, es 5 a 20% en base al peso del concentrado.
18. 18. El concentrado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17 caracterizado porque la cantidad del citrato, medida como citrato de sodio, es por lo menos 6% en base al peso del concentrado.
19. 19. El concentrado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 18 caracterizado porque tiene una viscosidad de 100 a 4000 cps.
20. 20. Un método para preparar un concentrado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 19 caracterizado porque comprende mezclar bentonita alcalino terrea con agua y citrato de sodio.
21. 21. Un método para preparar bentonita activada caracterizado porque comprende mezclar bentonita alcalino terrea sin purificar extraída con agua y citrato de metal alcalino o amonio (preferiblemente sodio) y por lo mismo formar una suspensión, y filtrar la suspensión.
22. 22. Un método para preparar un concentrado de conformidad con la reivindicación 12 caracterizado porque comprende mezclar más de 15% por peso de bentonita alcalino terrea extraída sin purificar con agua y citrato de metal alcalino o amonio (preferiblemente sodio) , filtrar la suspensión y por lo mismo proporcionar el concentrado.