PT90654B - Processo para a producao de papel - Google Patents

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Description

DESCRIÇÃO
DA
PATENTE DE INVENÇÃO
N.° 90 654
REQUERENTE: EKA NOBEL ABsueca, industrial, com sede em
S-445 01 Surte, Suécia.
EPÍGRAFE:
PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE PAPEL
INVENTORES: Hans Erik Johansson.
Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883.
Suécia com o n- . 8801951-8 em 25 de Maio de 1988.
-NP» MOO 113 RF 18732
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Case 3119/AW
PATENTE NS. 90 654
Processo para a produção de papel para que
EKA NOBEL AB, pretende obter privilégio de invenção em Portugal.
RESUMO presente invento refere-se a um processo para a produção de papel por moldagem e desidratação de uma suspensão de fibras contendo celulose e materiais de enchimento facultativos, nu ma rede metálica. A moldagem e desidratação realiza-se na presejr ça de uma combinação de um composto de alumínio, de um agente de retenção catiónica e de um ácido silicico polimérico tendo uma e\e vada área superficial específica. A combinação de substâncias me lhora a desidratação e retenção das fibras e materiais de enchimento.
232
Case 3119/AW
-2MEMORIA DESCRITIVA presente invento refere-se a um processo para a produção de papel utilizando uma combinação especial de substâncias para melhoramento da retenção e remoção de água. Mais particular; mente o invento refere-se ao uso de uma combinação especial de composto de alumínio, ácido silícico polimérico e um agente de re tenção catiónico.
z
E bem conhecida a utilização de combinações de agentes de retenção catiónicos e colóides baseados em silica inorgânica na produção de papel para melhoramento da retenção e drenagem. A pja tente Europeia 41056 revela o uso de amido catiónico em combinação com sóis de ácido silícico para este propósito e o pedido de pateri te Europeia 218674 revela combinações de poliacrilamidas catiónicas e sóis de sílica. A partir da patente U5 4643801 é além disso conhecida a utilização de uma combinação de amido catiónico, sol de sílica aniónica e um polímero aniónico de alto peso molecjj lar na produção de papel. 0 sistema de três componentes de acordo com a patente US pode ser usado em combinação com compostos de alumínio tais como alúmen, aluminato de sódio e poli(hidroxiclore to de alumínio).
Os colóides comerciais baseados em sílica que têm sido usados de forma crescente no fabrico de papel durante os últimos anos são do tipo que tem partículas coloidais geralmente com um tamanho de partícula de cerca de 4 nm a cerca de 7 nm, isto é, uma área superficial específica de cerca de 700 a cerca de 300 m / /g, embora seja conhecida, por exemplo a partir da patente Europeia 41056, a utilização de ácido silícico polimérico no fabrico de papel. Tem sido geralmente considerado que sóis de ácido sil_í cico coloidal com partículas do tamanho acima dado são os melhores resultados, sendo ainda preferidos atendendo à sua estabilida de.
De acordo com o presente invento verificou-se surpreenden temente que o efeito de retenção e remoção de água dum sistema de agente de retenção polimérico catiónico e ácido silícico polimérj.
co, também chamado ácido polisilícico, com uma área superficial
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Case 3119/AW <F~
-3específica muito elevada pode ser consideravelmente aumentado pela presença de compostos de alumínio. Para estes sistemas, os compostos de alumínio dão em especial um aumento substancial do efeito de remoção de água comparado com o de quando são usados em sistemas com colóides baseados em silica, do tipo comercial. Como resultado da melhor remoção de água a velocidade da máquina de fabrico de papel pode ser aumentada e, em adição, menos água tem de ser retirada nas secçães de prensagem e secagem da máquina de papel obtendo-se assim um processo de fabrico de papel substancialmente melhorado tendo em atenção a economia. De acordo com o invento as combinaçães dão uma maior resistência dos flóculos e isto por sua vez significa que maiores forças de corte podem ser utilizadas na produção do papel sem efeitos negativos. Matéria prima contendo polpa produzida de acordo com o método de sulfato, para a produção de diferentes tipos de qualidades de papel têm muitas vezes elevados teores de sal e particularmente de sulfato de sódio, os quais dão uma elevada força iónica que pode ter uma influência negativa no efeito dos produtos químicos usados no fabrico do papel. l/erificou-se que os presentes sistemas têm uma muito boa tolerância para tais teores elevados de sal e que dão um considerável efeito melhorado nessas matérias primas em comparação com os correspondentes sistemas com colóides baseados em s_í lica do tipo comercial. Também para matérias primas contendo madeira e matérias primas de fibras recicladas com elevados teores de substâncias orgânicas dissolvidas são obtidos melhores efeitos, de acordo com o presente invento do que com sóis de sílica comercial .
presente invento refere-se desta maneira a um processo para a produção de papel por formação e remoção de água de uma suspensão de fibras contendo celulose e cargas opcionais numa rede metálica, pelo que a formação e remoção de água têm lugar na presença de um composto de alumínio, de um agente de retenção polimérico catiónico e de ura ácido silícico polimérico tendo uma 2 área superficial específica de pelo menos 1050 m /g.
Os três componentes podem ser adicionados à suspensão de fibras em ordem arbitrária. Os melhores resultados são geralmen69 232
Case 3119/AW
-4te obtidos se o composto de alumínio é adicionado antes das outros dois componentes. A combinação de acordo com o invento pode ser usada para matérias primas dentro de largos limites de pH, de cer ca de 4 até cerca de 10. Próximo do pH neutro, 6 a 7, são obtidos quase igualmente bons resultados, independentemente da ordem de adição do agente de retenção catiónico e do ácido silicico polimérico. A um pH mais ácido, abaixo de 6, é preferível adicionar o ácido silicico polimérico antes do agente de retenção catió nico ainda que, como regra, se obtenha melhor efeito se o ácido silicico polimérico for adicionado depois do agente de retenção catiónico, para matérias primas com um pH acima de 7.
Pode ser utilizado como composto de alumínio qualquer com posto deste tipo conhecido pelo uso na produção de papel, por exemplo alúmen, compostos de polialumínio, aluminatos, cloreto de alumínio e nitrato de alumínio. Alúmen e aluminato de sódio são especialmente apropriados. Têm sido obtidos resultados particularmente bons com aluminato de sódio, sendo assim este composto, que também é barato, preferido como fonte de alumínio.
Alúmen e aluminato de sódio são produtos químicos para fa brico de papel bem conhecidos e por isso não requerem mais qualquer definição. Por compostos de polialumínio entendem-se, aqui, os compostos conhecidos per se, para o fabrico de papel. Os compostos de polialumínio são chamados básicos e consistem em complje xos polinucleares. Os compostos de polialumínio devem, em solução aquosa, conter pelo menos 4 átomos de alumínio por ião e preferivelmente pelo menos 10. A quantidade superior de átomos de alumínio nos complexos está dependente da composição da fase aquo sa e pode variar, por exemplo, dependendo da concentração e do pH. Normalmente a quantidade não excede 30. A relação molar entre alumínio e o contra-ião, com excepção dos iães hidróxidos, d_e ve ser de, pelo menos, 0,4:1 e preferivelmente de, pelo menos, 0,6:1. Como exemplo dum composto de polialumínio apropriado podem ser mencionados compostos com a fórmula básica que têm uma basicidade de 30 a 90/£, preferivelmente de 33 a 83%.
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Case 3119/AW
....-~·^···
-5(m=2 e m=5, respectivamente). A basicidade ê definida como o número de grupos OH dividido pelo número de grupos OH e iões cloreto x 100, isto é (m:6)xl00. 0 composto de polialumínio pode também conter outros anioes diferentes de iões cloreto, por exemplo aniões de ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácidos orgânicos tais como ácido cítrico e ácido oxálico. 0 tipo mais comum de composto de polialumínio tem m=3, isto é AI^ÍOH^CI^ com uma basicidade de cerca de 58/ e compostos deste tipo, tanto contendo sulfato c_o mo isentos de sulfato, estão comercialmente disponíveis.
De acordo com o presente invento pode ser usados como agente de retenção polimérico catiónico aqueles que são convencio nalmente usados no fabrico de papel e podem ser baseados em carbo -hidratos ou ser sintéticos. Como exemplos de agentes de retenção catiónicos apropriados podem ser mencionados amido catiónico, goma guar catiónica, poliacrilamidas catiónicas, polietileno-imidas e poliamidoamidas. Amido catiónico e poliacrilamidas catiónicas são os agentes de retenção catiónicos preferidos.
□ ácido silícico polimérico que é usado como substância aniónica inorgânica na presente combinação tem uma área superfi2 ciai específica muito elevada, a qual como mínimo é de 1050 m /g.
As partículas apropriadas têm uma área superficial específica na gama de 1100 a 1700 m /g e preferivelmente na gama de 1200 a 1600 2 m /g. A área superficial especifica dada é medida por meio de ti. tulação de acordo com o método publicado por Sears em Analytical Chemistry 28 (1956) 1981. 0 ácido silícico polimérico pode ser preparado por acidificação de silicato de metal alcalina, tal como silicato de potássio ou sódio, preferivelmente silicato de sódio. Estes estão disponíveis com cárias relações molares entre SiO^ e Na^O ou K^O e a relação molar está usualmente na gama de 1,5:1 a 4,5:1 e o silicato tem usualmente um pH original â volta de 13 ou acima de 13. Qualquer silicato de metal alcalino ou silicato pode ser usado para a preparação de ácidos silicicos poliméricos de partículas finas e esta preparação é levada a cabo por acidificação de uma solução aquosa diluída do silicato. Para a acidificação podem ser usados por exemplo ácidos minerais, tais como ácido sulfúrico, ácido clorídrico e ácido fosfórico ou resi69 232
Case 3119/AW
-6nas de permuta de iães ácidos. 53o também conhecidos muitos outros produtos químicos para acidificaç3o na produção de ácido poli-silícico e alguns exemplos desses produtos químicos são sulfato de amónio e dióxido de carbono. S3o apropriadamente usados ácidos minerais ou resinas de permuta de iães ácidos ou combinação destes. A acidificaçSo é levada a cabo a um pH na gama de 1 a 9 e apropriadamente a um pH na gama de 1,5 a 4. 0 ácido silicico polimérico, também chamado ácido silícico activado, que é preparado por neutralização parcial do teor de metal alcalino a um pH de cerca de 8 a 9 e polimerização usualmente durante cerca de meia hora até uma hora, pode ser usado como tal directamente depois disso mas deve doutro modo ser diluído para um teor de não mais que 1 por cento em peso interrompendo a polimerização ou ser acidificado até à gama de pH preferida no sentido de evitar a gelificação.
A acidificaçâo de acordo com o acima referido é mais apro priadamente levada a cabo por meio de permutadores de iães ácidos, entre outras coisas para se obter produtos mais estáveis e evitar que sais da acidificaçâo sejam adicionados à matéria prima através do ácido silícico polimérico. 0 ácido silícico polimérico que é formado na acidificaçâo é constituído de macromoléculas ou partículas de um tamanho da ordem de 1 nm as quais formam volumo sas cadeias e redes. Comparado com os sóis de silica de particLJ las de maior dimensão, que são usadas comercialmente no fabrico de papel, as que são utilizadas de acordo com o presente invento são consideravelmente menos estáveis tanto no que diz respeito à estabilidade em relação à concentração como no que diz respeito à estabilidade em armazenagem. Os ácidos silicicos poliméricos devem assim apropriadamente, depois da acidificaçâo, não estarem presentes em maiores concentraçães do que cerca de 5 por cento em peso, e preferivelmente não superiores a 2 por cento em peso. Não devem ser armazenados por períodos de tempo muito longos mas têm, não obstante, sido verificado que um certo tempo de armazenagem pode ser vantajoso. Assim, por exemplo, uma armazenagem de um dia ou um par de dias a uma concentração de não mais que cerca de 4 a 5 por cento em peso é inteiramente aceitável no que diz res69 232
Case 3119/AW
-7- >
peito à estabilidade e pode até resultar num efeito melhorado. A uma concentração de 1% ou abaixo, é possível a armazenagem por duas ou três semanas sem prejudicar a estabilidade e todo o tempo com bom efeito, ou até com melhor efeito que sem armazenagem. De; pois de uma armazenagem por cerca de três semanas, à temperatura ambiente, nota-se um inicio de gelificação. D ácido silício poli, mérico está principalmente sem carga a um pH de cerca de 2,0, mas anionicamente carregado na matéria prima, aumentando a carga nega tiva com o aumento do pH na matéria prima.
Ds ácidos silícicos poliméricos que são usados de acordo com o presente processo devem assim ser produzidos em ligação com o seu uso e tal produção no local ou perto de uma fábrica de papel é por sivantajosa por se usarem matérias primas baratas e prjg cessos simples de preparação.
A economia do presente processo será assim muito boa, vis; to que o ácido silícico polimérico é economicamente vantajoso e os compostos de alumínio dão um considerável aumento do efeito.
A quantidade ácido silícico polimérico e de agente de retenção catiónico na produção de papel, de acordo com o presente invento, pode variar entre largos limites dependendo entre outras coisas do tipo de matéria prima, da presença de cargas e outras condições. A quantidade de ácido silícico polimérico deve ser no mínimo 0,01 kg/ton, calculado com base em fibras secas e cargas opcionais, e é apropriada na gama de 0,1 a 5 kg/ton e de preferência na gama de 0,1 a 2 kg/ton. 0 ácido silícico polimérico é apropriadamente adicionado à matéria prima na forma de soluções aquosas tendo teores secos na gama de 0,1 a 1 por cento em peso. A quantidade de agente de retenção catiónico para ácido si. lícico polimérico ê altamente dependente do tipo de agente de retenção catiónico e outros efeitos desejados a partir desta. A rj3 lação em peso de agente de retenção catiónico para ácido silícico polimérico deverá ser usualmente de pelo menos 0,01:1 e apropriadamente de pelo menos 0,2:1. 0 limite superior para o agente de retenção catiónico é antes de tudo uma questão de economia e de carga. Para agentes de retenção com baixa cationicidade tal como amido catiónico podem assim ser usadas quantidades muito elevadas
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Case 3119/AW
-Baté uma relação de 100:1 e maior, sendo o limite estabelecido prin cipalmente por razões de economia. Para a maior parte de outros sistemas as relações apropriadas de agentes de retenção catiónica para ácido silícico polimérico estão na gama de 0,2:1 a 20:1.
A quantidade de composto de alumínio pode também variar entre amplos limites e é apropriado usar o composto de alumínio numa rela ção em peso para o ácido silícico polimérico de pelo menos 0,01:1, sendo o composto de alumínio calculado como Al^O^. Apropriadame_n te a relação não excede 3:1 e está preferivelmente na gama de 0,02:1 a 1,5:1 e mais preferivelmente na gama de 0,05:1 a 0,7:1.
presente sistema de três componentes pode ser usado na produção de papel a partir de diferentes tipos de matérias primas de fibras contendo celulose devendo estes conter apropriadamente pelo menos 50 por cento em peso de tais fibras. Os componentes podem por exemplo ser usados como aditivos para matérias primas a partir de fibras de polpa química, tal como polpa de su_l fato e sulfito, polpa termo-mecânica, polpa de refinador mecânico ou polpa de madeira molda, como a partir de madeira rija assim c_o mo de madeira macia e podem também ser usados para matérias primas baseadas em fibras recicladas. As matérias primas podem também conter cargas minerais de tipos convencionais tais como ceuli. no, dióxido de titânio, gesso, greda e talco. Têm sido obtidos resultados particularmente bons com matérias primas que são consi. deradas usualmente como difíceis e que contêm comparativamente elevadas quantidades de substâncias não celulósicas tais como lenhose e materiais orgânicos dissolvidos, por exemplo diferentes t_i pos de polpa mecânica tais como polpa de madeira molda. As combi. nações de acordo com o invento são particularmente apropriadas p_a ra matérias primas contendo pelo menos 25 por cento em peso de polpa mecânica. Deverá também ser mencionado que a combinação, de acordo com o invento, tem mostrado propriedades superiores para matérias primas que têm uma força iónica elevada devida à presença de sais, tais como sulfato de sódio, que frequentemente ocorrem como produtos químicos residuais a partir da produção da polpa original, do branqueamento ou a partir de fibras recicladas. 0s termos papel e produção de papel que aqui são usados incluem
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-9euidentemente em adição ao papel, folhas de polpa, cartão e papelão preparado a partir de matérias primas contendo principalmente fibras contendo celulose.
No presente processo para a produção de papel outros aditivos convencionais do papel podem evidentemente ser usados em adição aos três componentes de acordo com o invento. As cargas foram acima descritas e como exemplos de outros aditivos podem ser mencionados agentes hidrofóbicos, baseados em resina ou agentes hidrofóbicos sintéticos, resinas de força húmida, etc..
invento é além disso ilustrado nos seguintes exemplos os quais, contudo, não têm como intenção limitar o mesmo. Partes e percentagens referem-se a partes em peso e percentagem em peso respectivamente, a não ser que doutro modo seja declarado.
Exemplo 1
Um ácido silícico polimérico foi preparado como segue. S_i licato de sódio (Na£0.3.35iC^ ) foi diluído com água para um teor de SiO^ de 5 por cento em peso. A solução aquosa foi submetida à permuta de iães usando uma resina de permuta de iães Amberlite IR-120 a um pH de 2,3. A área superficial específica do ácido si. lícico polimérico obtido foi medida por titulação de acordo com o método mencionado e verificou-se que era de 1450 m /g.
Exemplo 2
Neste teste a remoção de água foi avaliada com um Canadian Freeness Tester o qual é o método convencional para caracte rizar a drenagem de acordo com SCAN-C 21:65. Todas as adiçães de produtos químicos foram feitas num Britt Dynamic Drainage Oar com uma saída bloqueada a uma velocidade de rotação de 800 rpm d_u rante 45 segundos e o sistema de matéria prima foi então transferida para o aparelho Canadian Freeness.
A matéria prima foi uma polpa de madeira moída batida até
120 ml CSF. 0 composto de alumínio usado foi aluminato de sódio e o agente de retenção catiónico foi amido catiónico. Foi usado o ácido silícico polimérico de acordo com Exemplo 1 e foram feitas comparaçBes com um sol de silica comercial produzido por Eka
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Case 3119/AW
Nobel AB e tendo uma área superficial especifica de 500 m /g. 0 amido catiónico (CS) com um DS de cerca de 0,035 foi em todos os testes adicionado numa quantidade correspondente a 10 kg/ton de polpa seca. 0 ácido silicico polimérico (= o ácido poli-silícico) e o sol comercial foram adicionados para comparação numa quan tidade correspondente a 1 kg calculado como SÍO2 por ton. de polpa seca e a quantidade de aluminato, calculado como Al 0 , foi 0,15 kg/t quando foi adicionado. 0s testes foram levados a cabo a um pH de 8,5 e com adiçães variáveis g/l de matéria prima de sal, Na^SO^.1OH^0. 0 aluminato foi primeiro adicionado em todos os testes, o agente de retenção catiónico foi adicionado subsequeri temente e finalmente foi adicionado o ácido poli-silicico ou o sol comercial.
Sal A12°3 CS Acido poli- Sol comer CSE
g/i kg/t kg/t -silicico kg/t ciai kg/t ml
— — 10 1 — 315
- 0,15 10 1 - 430
- - 10 - 1 2B0
- 0,15 10 - 1 36 5
0,5 - 10 1 - 300
0,5 0,15 10 1 - 410
0,5 - 10 - 1 265
0,5 0,15 10 - 1 310
2,0 - 10 1 - 280
2,0 0,15 10 1 - 375
2,0 - 10 - 1 240
2,0 0,15 10 - 1 295
Exemplo 3
Com a mesma matéria prima, polpa de madeira moída batida
até 120 ml CSE , e 0 mesmo procedimento do Exemplo 2 foram levados
a cabo testes a diferentes pH da matéria prima e usando diferen-
tes agentes de retenção catiónicos, goma guar catiónico (guar), poliacrilamida catiónica (PAM) vendida por Allied Colloids sob a
232
Case 3119/AW
-11designação Percol 140 e polietileno-imina (PEl) vendida por BASF sob a designação Polymin SK. 0,5 g/l de Ma^SO^.lOH^O foram adicio nados a matéria prima.
alumínio de sódio foi usado como composto de alumínio.
agente de retenção foi em todos os testes adicionado à polpa ajn tes da adição do ácido silícico polimérico de acordo com o Exemplo 1.
pH Al 0 Agente de ret. Acido poli-silicico kg/t CSF ml
kg/1 tipo kg/t
7,5 guar/3,3 1 300
7,5 0,15 guar/3,3 1 375
5,5 - PEl/0,67 1 205
5,5 0,60 PEl/0,67 1 270
7,0 - PAM/0,67 1 220
7,0 0,15 PAM/0,67 1 275
Exemplo 4 Neste exemplo foi usado uma polpa normalizada ι de 60% pol-
pa de sulfato de vidoeiro branqueada e 40% de polpa de sulfato de
pinho branqueada com 30% de cal adicionada e 0,5 g/l de ^250^. ÍOH^O adicionado. 0 pH da matéria prima foi 0,5 e os testes de Freeness foram levados a cabo como no Exemplo 2. 0 ordem de adição foi a seguinte: composto de alumínio, amido catiónico (CS) e depois o ácido poli-silícico ou sol comercial de acordo com o Exemplo 2 para comparação. Em adição aos testes com aluminato fo ram também feitos testes com alúmen, cloreto de alumínio (AlCl^) e cloreto de polialumínio (PAC). □ último composto mencionado foi o cloreto de polialumínio vendido por Hoechst AG sob a designação Povimal.
As quantidades para todos os compostos de alumínio são da das como A^O^. 0 CSF original para a matéria prima foi 295.
69 232
Case 3119/AW < —
-12-
Composto-Al Cs Λ Acido poli-s_i Sol comer CSF
tipo/kg/t kg/1 lícico kg/t ciai kg/t ml
10 1 570
aluminato/0,15 10 1 - 710
alumen/0,15 10 1 - 695
A1C1 /0,15 10 1 - 690
PAC/0,15 10 1 - 690
Comparação:
- 10 - 1 505
aluminato/0,15 10 - 1 570
0 ácido poli -silícico, de acordo com o Exemplo 1, que foi
usado neste Exemplo tinha sido armazenado como uma solução a 5%
durante cerca de 1 dia e depois disso como uma solução a 0 ,15% du
rante 8 horas. Quando o teste foi executado com o ácido poli-si-
lícico de acordo com o Exemplo 1 directamente depois da sua prepa^
ração, numa quantidade de 1 kg/t usando 0,15 kg/t de aluminato, calculado como Al^O^, e 10 kg de amido catiónico, a CSF foi 625 ml.
Quando os testes foram repetidos com o mesmo ácido poli-silicico armazenado durante 25 e 75 horas respectivamente, como uma solução a 0,15%, foram obtidos os mesmos bons resultados como mostrado na tabela acima, e em alguns casos até um tanto melhores e bem assim quando o ácido poli-silícico foi primeiro armazenado como uma solução a 1% durante 2 dias e em seguida como uma solução a 0,15% ou como uma solução a 1% durante 1 dia.
Exemplo 5
Neste exemplo foi medida a retenção de cargas e fibras fi nas. A matéria prima foi feita a partir de 25% de polpa química e 75% de polpa de madeira moída e continha 30% de cal, 0,5 g/l de Na^SO^-lOH^O foram adicionados ã matéria prima que tinha uma concentração de 5,1 g/l e um pH de 8,5. 0 teor de fibras finas na matéria prima foi 48,1%. As mediçães de retenção foram feitas com um Britt Dynamic Oar a 1000 rpm. Foi usado aluminato como composto de alumínio numa quantidade de 0,15 kg/t calculado como
232
Case 3119/AW
-130 agente de retenção catiónico foi amido catiónico tendo sido adicionado numa quantidade de 10 kg/t e o ácido poli-silíc_i co adicionado numa quantidade de 1 kg/t. Todas as quantidades são no sistema de matéria prima seca (fibras e cargas). Foram usados alguns ácidos poli-silícicos diferentes: A) um ácido polj. -silícico de acordo com o exemplo 1 o qual foi usado directamente depois da sua preparação. B) um ácido poli-silícico preparado de acordo com o seguinte: uma solução de silicato de sódio (Na20.3.3Si02) , 1% em relação a Si02, foi submetida a permuta de iões a pH 2,3 e armazenada durante uma semana. 0 ácido poli-silí.
cico tinha uma área superficial específica de cerca de 1600 rn /g. 0) um ácido poli-silícico preparado de acordo com o seguinte: 2,61 g de a 97% foram diluídos para 250 g. 190,5 g de
Na20.3.3Si02 a 5,25% foram siluídos para 500,4 g. 280,5 g da última solução foram adicionadas à solução de ácido sulfúrico diluí do e por este meio foram obtidos 530,5 g de ácido poli-silícico e este foi diluído com 30,5 g de água e o ácido poli-silícico resu_l tante tinha então um teor de 1% de Si0„ e um pH de 2,4. A área 2 superficial específica foi medida até cerca de 1500 m /g. D) um ácido poli-silícico, sílica activada, preparado de acordo com o seguinte: 776,70 g de silicato de sódio a 5,15% (Na2 03. 3S i02) fjq ram diluídos para 1000 g. 15,40 g de ácido sulfúrico a 96% foram diluídos para 1000 g. As duas soluções foram misturadas e por es te meio foi obtida sílica activada com um teor em Si02 de 2,0% e um pH de cerca de 8,75. Esta solução foi deixada em repouso durante 1 hora sendo então acidificada com H SQ, adicional a um dH
4 de cerca de 2,5 e diluída com água até um teor em Si02 de 1%. A área superficial específica foi medida até 1540 m 2 / 9·
232
Case 3119/AW
Z
Al^D^ kg/t z Acido poli- silícico Retenção /
- A 71,1
0,15 A 85,0
- B 68,0
0,15 B 88,0
- C 40,4
0,15 C 69,0
- D 65,0
0,15 D 74,0
Exemplo 6
Foi usado neste exemplo uma matéria prima de polpa de ma-
deira moída com adição de 0,5 g/l de Na„S0,. IOHjO. A polpa tinha
sido batida até 120 ml CSF e o seu pH ajustado para 4,5 com H^SD^
Foi usado aluminato de sódio como composto de alumínio e adicionei do em várias quantidades para o pH dado. Depois da adição do aljj minato foram adicionados ácido poli-silícico de acordo com o Exejn pio 1 e sol de sílica comercial de acordo com o Exemplo 2, e por fim foi adicionado amido catiónico (CS). Ds resultados da drenagem nos testes são dados em ml CSF.
pH ai2d5 kg/t Acido poli-sj. lícico kq/t Sol comex ciai kq/t CS kq/t CSF ml
4,9 0,15 1 — 10 270
5,2 0,30 1 - 10 300
5,5 0,60 1 - 10 380
4,9 0,15 - 1 10 200
5,5 0,60 - 1 10 260
Exemplo 7
Foi usado neste exemplo a mesma matéria prima e ordem de
dosagem como no Exemplo 4 e foi investigado o efeito da variação
das quantidades de ácido poli-silícico, armazenado como originalmente no Exemplo 4 e de sol comercial, respectivamente, de acordo com o Exemplo 2. Foi usado aluminato de sódio como composto de alumínio em todos os testes e o agente de retenção catiónico foi
232
Case 3119/AW
-15amido catiónico (CS). □ efeito na remoção de água, foi avaliado como descrito anteriormente.
kq/1 CS kq/t Acido poli-s_i lícico kq/t Sol comer ciai kq/t CSF ml
10 0,25 390
- 10 - 0,5 420
- 10 - 1 505
- 10 - 2 550
0,04 10 - 0,25 410
0,075 10 - 0,5 450
0,15 10 - 1 570
0,3 10 - 2 590
- 10 0,25 - 460
- 10 0,5 - 520
- 10 1 - 570
- 10 2 - 590
0,04 10 0,25 - 510
0,075 10 0,5 - 615
0,15 10 1 - 710
0,3 10 2 - 700
Exemplo 8
Neste exemplo foi investigado o efeito da remoção de água
com diferentes ácidos poli-silicicos em combinação com aluminato
de sódio e agente de retenção catiónico, amido catiónico (CS) e poliacrilamida catiónica (PAM, Percol 292). A matéria prima foi uma matéria prima de polpa de madeira moída com um pH de 7,5 cori tendo 0,5 g/l de Na£S 0^. lOl·^ 0. Os produtos químicos foram adicio. nados à matéria prima na seguinte ordem: composto de alumínio, agente de retenção catiónico e finalmente ácido poli-silícico.
CSF foi medido como descrito anteriormente. Os ácidos poli-silícicos usados nos testes foram B) de acordo com o Exemplo 5, C) de acordo com o Exemplo 5, D) de acordo com o Exemplo 5, E) um ácido poli-silícico de acordo com B) para o qual o pH tinha sido ajusta, do a 8,5 com NaOH e o qual tinha então depois de 10 minutos sido
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Case 3119/AW
-16diluído para uma concentração de 0,15%, F) um ácido poli-silícico, sílica activada, preparado por adição de ácido sulfúrico a silic_a to de sódio para uma solução contendo 2% de SiO^ e tendo um pH de 8,7. A solução foi diluída para 1% de Si02 e então usada directa mente, G) um ácido polisilícico de acordo com F) o qual tinha sido armazenado durante uma hora a um pH de 8,7 e uma concentração
de 2% e então sido diluído até 1% antes de utilizado.
ni2°3 kg/t Tipo de agente de tenção catiónico; re kq/1 z Acido poli-s_i lícico tipo kq/t CSF ml
CS ; 10 B; 1 310
0,15 CS ; 10 B; 1 520
- CS ; 10 C; 1 290
0,15 CS ; 10 C; 1 460
- CS ; 10 D; 1 280
0,15 CS ; 10 D; 1 435
- CS ; 10 E ; 1 300
0,15 CS ; 10 E ; 1 485
- CS ; 10 F; 1 295
0,15 CS ; 10 F; 1 470
- CS ; 10 G ; 1 310
0,15 CS ; 10 G; 1 510
- PAM; 0,67 B; 1 390
0,15 PAM; 0,67 B; 1 475
- PAM; 0,67 C; 1 34 5
0,15 PAM; 0,67 c; 1 430
- PAM; 0,67 D; 1 385
0,15 PAM; 0,67 o; 1 465
- PAM; 0,67 E ; 1 370
0,15 PAM; 0,67 E ; 1 450
- PAM; 0,67 F; 1 360
0,15 PAM; 0,67 F; 1 435
- PAM; 0,67 C; 1 365
0,15 PAM; 0,67 G; 1 460
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Case 3119/AW
-17Exemplo 9
Neste exemplo o efeito da uma combinação de acordo com o invento foi investigado para uma suspensão de polpa para uso na produção de folhas de polpa. A meio litro de polpa (60/í sulfato de vidoeiro/40% sulfato de pinho) tendo uma concentração em fibras de 2%, isto é 20 g/l, foi primeiro adicionada uma poliacrilamida catiónica a uma velocidade de agitação de 1200 rpm e, depois de 15 segundos, a suspensão de polpa foi diluída até 1% e agitada djj rante outros 15 segundos. Um ácido poli-silícico de acordo com o Exemplo 1, o qual tinha sido armazenado como uma solução a 5% durante um dia, foi então adicionado como uma solução a l/. Depois de outros 15 segundos a polpa foi vertida num funil de Buchner. 0 composto de alumínio fou alúmen e a sua adição foi feita cerca de 1 minuto antes da adição do polímero catiónico. 0 tempo para suç ção da água foi medido até que a superfície da folha de polpa fo_r mada ficou livre de água visível.
ai203 PAM Acido poli-s_i Tempo
kq/1 kq/1 lícico kq/t sequndo
— 30
- 0,5 - 22
- 0,5 0,5 16
- 0,5 1,0 14
0,03 0,5 0,25 15
0,06 0,5 0,5 13
0,12 0,5 1,0 11
2 32

Claims (8)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1 - Processo para a produção de papel por moldagem e des_i dratação de uma suspensão de fibras contendo celulose e materiais de enchimento facultativos, numa rede metálica, caracterizado por a moldagem e desidratação ter lugar em presença dum composta de alumínio, de um agente de retenção catiónico e de um ácido sillcico polimérico tendo uma área superficial especifica de, pelo m_e nos, 1050 m^/g.
  2. 2 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteriza do por o composto de alumínio ser adicionado à suspensão antes do agente de retenção catiónico e do ácido sillcico polimérico.
  3. 3 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteriza do por o ácido sillcico polimérico ter uma área superficial na qa ma de 1100 a 1700 m^/g.
  4. 4 - Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracte rizado por o ácido sillcico polimérico ser um ácido sillcico poli mérico que tenha sido preparado por acidificação dum silicato de metal alcalino a um pH na gama de 1,5 a 4.
  5. 5 - Processo de acordo com a reivindicação 4, caracteriza do por o ácido sillcico polimérico ter sido preparado por acidifi cação por meio dum permutador de catiães ácido.
  6. 6 - Processo de acordo com as reivindicaçães 1, 3, 4 ou 5, caracterizado por o ácido polimérico ser adicionado numa quantidja de de pelo menos D,01 kg/t, com base nas fibras secas e materiais de enchimento facultativos.
  7. 7 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteriza do por o composto de alumínio ser adicionado numa proporção, em peso, em relação ao ácido sillcico polimérico, de pelo menos 0,01: 1, sendo o composto de alumínio calculado como Al^O^.
    69 232
    Case 3119/AW
    -198 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o agente de retenção catiónico ser amido catiónico ou poliacrilamida catiónica.
  8. 9 - Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 8, caracterizado por o agente de retenção catiónico ser adicionado ao ác_i do sillcico polimérico numa proporção, em peso, de pelo menos 0,01:1.
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