PT910697E

PT910697E - Processo para a reciclagem de materiais de carga e pigmentos de revestimento da producao de papel de cartao e de papelao

Info

Publication number: PT910697E
Application number: PT97915390T
Authority: PT
Inventors: Dieter Munchow
Original assignee: Alpha Calcit Fuellstoff Gmbh
Priority date: 1996-07-09
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 2001-10-30
Also published as: US6444092B1; BR9710866A; NO990074L; TR199900012T2; EP0910697B1; CA2250475C; DE59703962D1; NO990074D0; CN1225144A; HUP9903637A2; US6214166B1; NO324375B1; AU2288997A; JP4046764B2; CA2250475A1; JP2000514510A; EP0910697A1; CZ2299A3; HUP9903637A3; CN1120262C

Description

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DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA A RECICLAGEM DE MATERIAIS DE CARGA E PIGMENTOS DE REVESTIMENTO DA PRODUÇÃO DE PAPEL, DE CARTÃO E DE PAPELÃO" O objecto da invenção é um processo para a reciclagem de cargas e de pigmentos de revestimento provenientes da produção de papel, cartão e papelão, a partir das lamas de águas residuais da drenagem da instalação de revestimento, das instalações de remoção de tintas, de instalações de purificação operadas internamente ou de dispositivos de separação, assim como a utilização das lamas de pigmentos assim formadas como cargas para a produção de papel ou como lamas de pigmento para a preparação de uma massa de revestimento para a indústria do papel.

Na produção de papel, às matérias primas, isto é, à celulose, madeira, celulose de palha ou produtos residuais de laboração, são também adicionados resíduos de papel velho, cargas e pigmentos, com os quais deve ser produzida uma superfície fechada, para melhorar as propriedades do papel, em particular o grau de brancura, a opacidade e a capacidade para impressão do papel.

Quase todos os papeis são misturados com cargas que, em especial no caso de papeis para a impressão e para a escrita, proporcionam uma formação uniforme, melhor macieza, brancura e toque. Estas cargas, designadas por "cinzas" na maioria dos 1 j L· u, 5^*—t casos, já que permanecem como cinzas na análise por queima, ou são adicionadas à suspensão de fibras, ou são aplicadas no revestimento.

Os papeis naturais para impressão (papeis não revestidos) contêm até 35% em peso de cargas, e os papeis revestidos 25% em peso até 50% em peso. A quantidade de cargas depende bastante da finalidade da utilização do papel.

Os papeis fortemente carregados possuem fraca resistência e pior poder de aglutinação. A fracção das cargas na massa de papel situa-se habitualmente entre 5 e 35% em peso e consiste em pigmentos de revestimento reciclados, que podem ser provenientes de restos de cores de revestimento ou de residuos com tintas de revestimento. Além do branco das cargas, que é importante para os papeis tingidos de branco, o tamanho dos grãos desempenha um papel essencial, visto que influencia acentuadamente o rendimento das cargas e as propriedades físicas do papel, em especial a porosidade. A fracção dos materiais de carga remanescente no papel situa-se entre 20 e 80% da quantidade adicionada à suspensão de fibras. O rendimento depende tanto da natureza da carga como também da composição dos materiais, do grau de moenda, da fixação das partículas da carga por resina e sulfato de alumínio, do peso do papel, da velocidade da máquina do papel, do tipo da extracção de água e da finura do crivo.

Em conformidade com a utilização, têm actualmente a maior importância como cargas e pigmentos de revestimento os seguintes produtos: caolino, carbonato de cálcio, silicatos de alumínio e óxidos de alumínio hidratados artificiais, dióxido de titânio, branco cetim, talco e silicato de cálcio. 2

Na reciclagem do papel velho as cargas e pigmentos encontram-se presentes como produto residual e, em particular, nos locais de remoção de tinta. Este produto residual consiste, por exemplo, em 50% em peso de celulose, 25% em peso de caolino e 20% em peso de carbonato de cálcio, podendo, no entanto, estarem também presentes outras fracções reduzidas de sulfato de cálcio, dióxido de titânio, talco ou outras substâncias sólidas, podendo estas misturas conter fracções de fibras maiores ou menores.

Na Patente EP 0 492 121 BI é descrita a preparação, até ao presente, deste tipo de papel velho, de tal forma que estes materiais residuais sejam separados do processo na forma de uma mistura de águas residuais e sólidos, originando-se um produto residual puro que contém cerca de 50% de fracções sólidas e é armazenado para destruição. Propõe-se neste caso misturar-se intensamente a mistura de água-sólidos tipo lama e em seguida moer-se esta mistura de água e sólidos de forma grosseira, fina e muito fina, respectivamente, e só então realizar-se a sua reciclagem posterior, mediante a adição dos respectivos aditivos. É proposta a utilização deste material obtido do material de partida para corantes, colas, cargas e aglutinantes hidráulicos.

Na Descrição DE 40 34 054 Cl é proposto um processo para a recuperação de matérias primas a partir das lamas mecânicas das águas residuais da indústria do papel. Neste processo a lama das águas residuais, depois da separação da contaminação grosseira, é libertada do seu conteúdo de partículas pretas, de início por meio de centrifugação, e em seguida é dividida, por meio de crivagem fraccionada, em fibras, carga, pigmentos e aglomerados. Os aglomerados são tratados por meio de cisalhamento e descartados, enquanto as fibras, as cargas e 3 Γ

os pigmentos, eventualmente depois de um tratamento posterior, são enviados para uma reintrodução intencional. É conhecido da Patente EP 0 576 177 AI um processo para a reciclagem e a reutilização de materiais em bruto provenientes das lamas de águas residuais da indústria do papel, o qual é caracterizado pelo facto de a suspensão das lamas ser submetida, num primeiro passo do processo, a um primeiro processo de crivagem/purificação a uma consistência relativamente baixa, em seguida é espessado, aquecido e é passado através de um dispersor antes desta lama ser de novo empregue na produção de papel.

Na Patente EP 0 554 285 BI é mencionado que todos os processos de recuperação são destinados à remoção de materiais de circuitos em si mesmos pouco contaminados, visto que a reutilização do material que consiste em fibras e cargas, designado no processo de produção de papel por material de captura ou material grosso, oferece uma fracção elevada de contaminação. É portanto descrito um processo para a recuperação das fibras e cargas reutilizáveis existentes nas lamas de águas residuais das instalações mecânicas de decantação. 0 processo á caracterizado pelo ajustamento de um teor de sólidos definido, pela separação das fracções de contaminação grosseira, pela separação da fracção de partículas pretas, pela crivagem fraccionada fina da fracção do produto e pelo reenvio da fracção de fibras e das fracções de cargas e pigmentos para a preparação das matérias primas da fábrica de papel.

Nas lamas de águas residuais das águas residuais do revestimento, das instalações de remoção de tinta, das 4 instalações operadas internamente ou dos dispositivos de purificação, as cargas e os pigmentos de revestimento encontram-se frequentemente na forma de aglomerados e com pouco branco, o que limita uma reutilização directa na preparação da matéria prima, em especial no revestimento. 0 problema da invenção consiste na revelação de um processo para a reciclagem de matérias primas do papel, em particular de cargas e de pigmentos de revestimento, com uma economia simultânea de custos de energia e de custos com matérias primas, assim como dos custos de transportes. 0 problema acabado de citar é solucionado de acordo com a invenção por um processo para a reciclagem de cargas e de pigmentos de revestimento provenientes da produção de papel, cartão e papelão, a partir das lamas de águas residuais da drenagem da instalação de revestimento, das instalações de remoção de tintas, de instalações de purificação operadas internamente ou de dispositivos de separação, no qual se misturam as lamas de águas residuais que contêm as cargas e pigmentos de revestimento com pigmento fresco na forma de pó, com carga fresca na forma de pó, com uma lama que contém pigmento fresco e/ou carga fresca, e em seguida se mói o pigmento fresco ou a carga fresca até à distribuição granulométrica pretendida, de modo a formar-se uma lama de pigmento.

Com o auxilio da presente invenção do processo acima descrito é obtida uma lama de pigmento ou lama de carga concentrada, definida, a qual pode ser utilizada na produção de papel, cartão e papelão.

Na produção de papel é habitual empregarem-se as cargas e os pigmentos de revestimento tanto como pó como também na 5

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forma de uma lama concentrada que possui 50 a 80% em peso de fracção de sólidos. Estas cargas e pigmentos são habitualmente postos à disposição pelos fabricantes com a brancura e distribuição granulométrica pretendidas. 0 cerne da presente invenção consiste então no fornecimento do pigmento num tipo "grão básico", de preferência como sólido ou também como uma lama altamente concentrada, por exemplo, com um teor de sólidos de 70% em peso até 85% em peso ou mais, por exemplo, com um diâmetro médio de grão de 50% < 2 pm até 10 pm, em especial 2 pm até 5 pm, e a moenda em fase aquosa no local, numa instalação satélite de moenda, até à brancura e tamanho de grão pretendidos. Assim, as lamas de águas residuais acima citadas não são misturadas conjuntamente com as matérias primas fornecidas ou produzidas na forma acabada, mas, pelo contrário, estas são moídas de início até à brancura e grau de finura pretendidos mediante a mistura e em seguida a moenda de pigmento fresco ou carga fresca na forma de pó, ou de uma lama que contém pigmento fresco e/ou carga fresca, e em seguida esta lama é utilizada como carga ou pigmento de revestimento. As cargas e os pigmentos minerais citados são habitualmente moídos até ao tamanho de grão pretendido num processo em via húmida ou em via seca. No processo de moenda em via húmida é naturalmente necessária uma grande quantidade de água. Verificou-se agora, de acordo com a invenção, que uma parte ou toda a quantidade de água necessária para a mistura e em seguida a moenda do pigmento fresco ou da carga fresca como pó, como uma lama que contém pigmento fresco e/ou carga fresca, pode ser substituída pelas lamas das águas residuais, que eventualmente contêm fibras. Geralmente os aglomerados de cargas ou de pigmentos presentes na lamas das águas residuais são pouco prejudiciais nestas condições, visto que estes são triturados até ao tamanho de grão desejado no decurso do processo de moenda em via húmida. Outras vantagens da 6

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L-Zj invenção consistem na flexibilidade elevada, em relação ao estado da técnica, dos tamanhos de grão pretendidos obtidos no local, nos custos de transporte mais reduzidos por supressão do transporte de água nas lamas comerciais, assim como na estabilidade melhorada da lama de pigmento preparada localmente.

Na preparação das lamas de águas residuais é necessário, naturalmente, separar e eliminar a fracção de contaminação grosseira, que consiste em fragmentos, grãos de areia e outras impurezas. 0 produto passado na crivagem, assim obtido, consiste em fibras, cargas, pigmentos, areia fina, partículas pretas e aglomerados de cargas e pigmentos, ou pigmentos, fibras e cargas. Por cargas entendem-se neste caso as partículas finas utilizadas correntemente na massa de papel; entendem-se por pigmentos as partículas finas utilizadas na cor do revestimento. As partículas pretas, normalmente não utilizáveis, apresentam uma grande variação de tamanhos de grão. Consistem principalmente em partículas de areia de cor cinzenta a negra, detritos do chão, resíduos da máquina, lubrificantes calcinados, partículas orgânicas atacadas por ácidos, ferrugem e poeira aglomerada, ou uma mistura dos mesmos. Habitualmente é necessária uma separação destas partículas negras por meio de centrifugação ou de flutuação, se as lamas de águas residuais se destinam a ser enviadas para a preparação das matérias primas. No entanto, de acordo com a invenção não é necessária uma correspondente separação das partículas pretas, visto que estas partículas, na moenda das cargas frescas e dos pigmentos frescos, regra geral são moídas de tal forma que o grau de brancura é influenciado menos acentuadamente pelas partículas pretas. Não obstante, e como é evidente, é também possível, mesmo no âmbito da presente invenção, uma separação das 7

partículas pretas, em especial por meio de centrifugação, como é descrita, por exemplo, na Patente EP 0 554 285 Bl, para, no âmbito da invenção, se obterem qualidades muito especiais das cargas ou dos pigmentos.

Do mesmo modo, é eventualmente significativo realizarem-se processos de separação das fibras, em particular na preparação das lamas de águas residuais das instalações de remoção de tintas, das instalações de purificação e dos dispositivos de separação. Como processos conhecidos referem-se, nestas circunstâncias, a floculação e a sedimentação, a filtração, crivagem, centrifugação, assim como os restantes processos químicos de tratamento, como por exemplo, a oxidação. Neste caso forma-se então habitualmente uma mistura de diferentes pigmentos, que frequentemente contém caolino, carbonato de cálcio e talco. Devido à floculação e à transferência, nos processos de separação formam-se com frequência aglomerados. Nesta conformidade, as lamas de águas residuais com um baixo teor de sólidos, em si mesmas, raramente são utilizáveis como matérias primas.

Para a preparação de tintas para revestimento é pois necessário um aumento do teor de sólidos da mistura de pigmento, assim como, em regra, um aumento dos brancos, de acordo com processos conhecidos por si. É especialmente preferida a destruição dos aglomerados, que prejudicam o comportamento de escoamento de uma tinta de revestimento na racla, por riscos de raclagem, e que influenciam negativamente as propriedades do revestimento. As partículas de pigmento e de cargas das lamas de águas residuais, que são previstas para utilização como cargas ou pigmentos, actuam neste caso como coadjuvantes de moenda e substâncias auxiliares de dispersão para a destruição dos aglomerados no processo de moenda. A lama das águas residuais, inclusive as 8 f L-^ ^ partículas carregadas, actua simultaneamente como meio auxiliar de dispersão e de moenda para as cargas e os pigmentos no processo de moenda, de modo que podem ser reduzidas, de acordo com a invenção, as quantidades, em si mesmas comuns, de substâncias auxiliares de dispersão e de meios auxiliares de moenda.

Nesta conformidade é particularmente preferido, de acordo com a invenção, ajustar-se a lama de águas residuais com uma concentração de substâncias sólidas de 0,02% em peso até 50% em peso, em especial de 1% em peso até 30% em peso, para a mistura, e em seguida a moenda com pigmento fresco ou carga fresca como pó, ou lama contendo pigmento fresco e/ou carga fresca. Para uma concentração tão reduzida o processo de recuperação não é económico.

Nas lamas de águas residuais a proporção de cargas e/ou pigmentos para as fibras pode variar dentro de um intervalo de grande amplitude. É particularmente preferido, no sentido da presente invenção, empregarem-se lamas de águas residuais com uma concentração eventualmente enriquecida em cargas e/ou pigmentos, que se situa no intervalo de 2% em peso até 80% em peso, em especial de 20% em peso até 60% em peso, referido ao teor de sólidos. Assim, a fracção de fibras, por um lado, ou a fracção de cargas e/ou pigmentos, por outro lado, podem variar, por exemplo, de 2 até 98% em peso ou de 98 até 2% em peso. Como é evidente, também são utilizáveis, de acordo com a invenção, lamas de águas residuais isentas de fibras. A título de exemplo, são aqui elucidadas as composições preferidas de diversas lamas de águas residuais. A água residual da produção compreende de preferência 0,5 até 5% em peso, em especial 2,5% em peso, de perda de matéria para uma necessidade especial de água fresca de 10 até 100 1/kg, em 9 Γ L-Cj especial 20 1/kg. A densidade de matéria é de preferência de 0,02 até 0,5% em peso, em especial de 0,125% em peso. Neste caso é especialmente preferida, no sentido da invenção, uma relação ponderai da fracção de fibras para a fracção de cargas e/ou pigmentos de 20 até 80% em peso ou de 80 até 20% em peso, em especial fibras para pigmentos na relação de 40 a 60% em peso de uma água residual da produção. O pH das lamas de águas residuais, que se formam na produção como águas residuais, pode variar dentro de amplos limites. O valor do pH é ajustado, com especial preferência, no intervalo de 4,5 a 8,5, em particular na zona neutra em torno de pH 7.

As águas residuais vindas da instalação de revestimento, utilizáveis de acordo com a invenção, podem possuir, por exemplo, um teor de sólidos de 0,1 até 20% em peso, em especial 1% em peso antes da precipitação, e depois da precipitação de 1 até 30% em peso, em especial da ordem de 5% em peso. 0 valor do pH pode situar-se, por exemplo, no intervalo de 6,5 até 10, de preferência em 7,5, antes da precipitação, e de 6,0 até 10,0, de preferência em 7,0, depois da precipitação. O teor de cinzas deverá situar-se em especial no intervalo de 60 até 95% em peso, em particular em 90% em peso. Uma composição típica contém 1 até 90% em peso, em particular 20% em peso de caolino, 1 até 90% em peso, em especial 60% em peso de carbonato de cálcio, de 0,5 até 50% em peso, em particular, 15% em peso de talco, e 0,1 até 40% em peso, em especial 5% em peso do resto.

No âmbito da presente invenção são de preferência utilizados como pigmentos frescos e/ou cargas frescas caolino, carbonato de cálcio natural ou de precipitação, silicatos de alumínio e óxidos de alumínio hidratados, tanto 10

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Lcj artificiais como naturais, dióxido de titânio, branco cetim, dolomite, mica, flocos metálicos, em especial de alumínio, bentonite, rutilo, hidróxido de magnésio, gesso, silicatos xistosos, talco, silicato de cálcio, assim como outras rochas e terras. 0 pigmento fresco ou a carga fresca são de preferência misturados e moídos como pó, ou como lamas que contêm pigmento fresco e/ou cargas frescas, na presença das lamas de águas residuais e eventualmente de substâncias auxiliares de moenda e/ou de meios auxiliares de dispersão correntes, obtendo-se uma lama com um teor de sólidos de 30 até 85% em peso, em especial 40 até 75% em peso.

Os pigmentos frescos ou as cargas frescas como pó, ou lamas que contêm pigmento fresco e/ou carga fresca, são de preferência moídos até uma distribuição granulométrica de - 10 a 99% em peso de partículas < 1 pm, em especial - 10 a 95% em peso de partículas < 1 pm, referidos em cada caso ao diâmetro equivalente das partículas. São conhecidas da Patente EP 0 625 611 AI distribuições de tamanhos de partículas para pigmentos de revestimento que também são ajustados preferencialmente de acordo com a presente invenção. Assim, é especialmente preferido no sentido da presente invenção, que os pigmentos possuam a seguinte distribuição granulométrica: a) b) 95 até 100% em peso de partículas < 10 pm 50 até 100% em peso de partículas < 2 pm, em particular c) 50 até 95% em peso de partículas < 2 pm 27 até 95% em peso de partículas < 1 pm, em especial 27 d) até 75% em peso de partículas < 1 pm, e 0,1 até 55% em peso de partículas <0,2 pm, em particular 11 Γ 0,1 até 35% em peso de partículas <0,2 pm, referidos em cada caso ao diâmetro equivalente das partículas.

Além disso é possível, de acordo com a invenção, uma grande variação dos brancos e da distribuição dos tamanhos de partículas, que podem ser controlados em particular pelo tipo e duração da moenda. Assim, é possível misturar no local carga fresca relativamente grosseira com uma grande quantidade 'de lama de águas residuais para incorporar esta lama na massa de papel, depois da moenda. Do mesmo modo é possível, no local, através do emprego de uma menor quantidade de lama de águas residuais, utilizar estas para uma moenda mais fina com pigmentos frescos, o que serve então como pigmento de revestimento e/ou carga. Deste modo, o fabricante de papel já não está subordinado a tamanhos de partículas dos pigmentos frescos e/ou das cargas frescas, assim como das lamas de pigmentos, previamente estipulados pelos fornecedores de matérias primas. As lamas de pigmentos dos fornecedores de matérias primas são normalmente caracterizadas com o número indicativo da percentagem em peso de partículas menores do que 2 pm, por exemplo, como tipo: 95, 90, 75, 60, 50, etc. O fabricante de papel está, por conseguinte, em condições de preparar os pigmentos no próprio local, numa instalação satélite, na forma de lamas correspondentes às respectivas necessidades. Isto permite uma reacção flexível e rápida às exigências de qualidade e da produção, por exemplo, de diversas matérias primas para o papel para a massa de papel, dos pigmentos e lamas para a base de revestimento, para a camada superior e camadas únicas, ou a pigmentação isolada, assim como a mistura com outros pigmentos. Sobretudo, é no entanto perceptível, deste modo, uma redução apreciável dos custos de transporte, visto que já não têm que ser necessariamente transportadas, a 12

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u t longas distâncias, lamas prontas com um elevado teor de água.

Mesmo quando, no âmbito da presente invenção, podem ser utilizados agentes de reticulação, estabilizadores, meios auxiliares de moenda e substâncias auxiliares de dispersão, conhecidos por si, durante a mistura e a moenda dos pigmentos frescos ou das cargas frescas como pó, ou como lamas que contêm pigmentos frescos e/ou cargas frescas com lamas de águas residuais, como são conhecidas, por exemplo, da Patente EP 0 625 611 Al, de acordo com a invenção, a quantidade de água necessária é, de facto, reduzida nitidamente em relação ao estado da técnica. Por um lado, as lamas de águas residuais já contêm uma certa quantidade do referido meio. Por outro lado, devido à possibilidade da moenda directa no local, não é necessário utilizar os meios de reticulação, estabilizadores, meios auxiliares de moenda e de dispersão nas ordens de grandeza correntes, visto que o intervalo de tempo entre a preparação das lamas e a respectiva utilização pode ser encurtado acentuadamente. Uma outra vantagem das quantidades de utilização das substâncias auxiliares mais reduzidas é a retenção melhorada dos pigmentos na produção de papel, visto que quantidades maiores têm uma influência negativa sobre a retenção. 0 processo de acordo com a invenção presta-se em especial para a preparação de lamas de águas residuais que consistem em cargas e fibras, ou de correntes parciais de suspensões de fibras na indústria de papel que trabalha à base de papel velho, e para a reciclagem de resíduos de papel, em especial na preparação do papel velho proveniente da fase de remoção de cinzas, onde são estabelecidos, para a separação de cargas e de pigmentos, valores particularmente elevados em termos da pureza das espécies e de uma granulometria específica, com vista à sua reciclagem aqui por 13 p Lc, ^^ reutilização, e deste modo utilizar a energia e os recursos aplicados.

As lamas de pigmentos de revestimento obtidas com o auxílio da presente invenção podem ser utilizadas de forma particularmente vantajosa na indústria do papel, em especial para a preparação de uma tinta de revestimento para o revestimento de papel ou na massa de papel. É especialmente preferida a utilização para a preparação de uma lama de pigmento de revestimento para papel de impressão offset. Além disso, as lamas de acordo com a invenção prestam-se também para a preparação de uma massa de revestimento para papeis revestidos, de baixo peso, em particular também para impressão a alta velocidade, assim como para a preparação de papeis de offset em rolo, em especial para a preparação de papeis de offset em rolo, revestidos, de baixo peso, para o revestimento de cartão e de papel especial, como etiquetas, tapetes, papel de silicone bruto, papel autocopiador, assim como para a incorporação em papeis para heliogravura. Neste sentido as lamas de pigmentos de revestimento obtidas de acordo com a invenção são utilizáveis, em especial, em papel de offset em folha, em especial para o papel de offset em folha com revestimento simples, e papel de offset em folha com revestimento duplo; na camada de base de papel de offset em folha, na camada superior de papel de offset em folha; no papel de offset em rolo, em especial no papel de offset em rolo LWC com revestimento simples, e papel de offset em rolo com revestimento duplo; na camada base de revestimento de papel de offset em rolo, na camada superior de revestimento de papel de offset em rolo; em papel para heliogravura, em especial para papel de heliogravura LWC com revestimento simples, e papel de heliogravura com revestimento duplo; na camada base de revestimento de papel para heliogravura, na camada superior de revestimento de papel para heliogravura; 14

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U t em cartão, em especial para o cartão de revestimento duplo; na camada base de revestimento de cartão e na camada superior de revestimento de cartão, e em papeis especiais, em especial para etiquetas e embalagens flexíveis. 0 processo oferece a possibilidade de se empregarem as lamas de pigmentos preparadas de acordo com a invenção, sem perda de qualidade, nos papeis em bruto preparados com as mesmas, nos revestimentos e em particular nas qualidades finais. A seguir são indicadas, a título de exemplo, algumas formulações de revestimento, que podem ser obtidas com o auxílio da presente invenção (todos os valores são calculados exactamente em partes em peso (substância seca/substância activa)): 1. Papel de offset em folha 1.1 Revestimento simples de papel de offset em folha 70 partes em peso de CaC03 comercial (tipo 90) 30 partes em peso de argila comercial (fina, p.ex. US n.° 1) 11 partes em peso de látex (acrilato) comercial 0,6 partes em peso de carboximetilcelulose (CMC) comercial 0,8 partes em peso de um endurecedor comercial (resina de ureia-formaldeído, de melamina-formaldeído, de epóxido) 0,5 partes em peso de um branqueador (óptico) comercial 0,5 partes em peso de estearato de cálcio comercial teor de sólidos: 64% viscosidade Brookfield (100/min): 1200 mPas pH: 8,5 15 p L· —ç. 1.2 Revestimento duplo de papel de offset em folha 1.2.1 pré-revestimento de papel de offset em folha 100 partes em peso de ÇaC03 comercial (tipo 60 ou 75) 10 partes em peso de látex (acrilato) comercial 4 partes em peso de amido comercial (amido de milho ou de batata, nativo, oxidado) 0,8 partes em peso de um endurecedor comercial (resina de ureia-formaldeido, de melamina-formaldeído, de epóxido) 0,5 partes em peso de um branqueador (óptico) comercial teor de sólidos: 66% viscosidade Brookfield (100/min): 1100 mPas pH: 9,0 1.2.2 Revestimento de cobertura de papel de offset em folha 70 partes em peso de CaC03 comercial (tipo 90) 30 partes em peso de argila comercial (fina, p.ex. US n.° 1) 10 partes em peso de látex (acrilato) comercial 0,6 partes em peso de CMC comercial 0,8 partes em peso de um endurecedor comercial (resina de ureia-formaldeido, de melamina-formaldeído, de epóxido) 0,5 partes em peso de um branqueador (óptico) comercial 0,7 partes em peso de estearato de cálcio comercial teor de sólidos: 64% viscosidade Brookfield (100/min): 1200 mPas pH: 8,5 2. Papel de offset em rolo

2.1 Revestimento simples de papel de offset em rolo LWC 16 Γ L-Cj 50 partes em peso de CaC03 comercial (tipo 90) 50 partes em peso de argila comercial (argila fina/inglesa) 2 partes em peso de amido comercial (amido de milho ou de batata, nativo, oxidado) 12 partes em peso de látex comercial (XSB) 0,8 partes em peso de um endurecedor comercial (resina de ureia-formaldeido, de melamina-formaldeído, de epóxido) 0,7 partes em peso de um branqueador (óptico) comercial 0,5 partes em peso de estearato de cálcio comercial teor de sólidos: 62% viscosidade Brookfield (100/min): 1400 mPas pH: 8,5 2.2 Revestimento duplo de papel de offset em rolo 2.2.1 Pré-revestimento de papel de offset em rolo 100 partes em peso de CaC03 comercial (tipo 60 ou 75) 4 partes em peso de amido comercial (amido de milho ou de batata, nativo, oxidado) 12 partes em peso de látex comercial (XSB) 0,8 partes em peso de um endurecedor comercial (resina de ureia-formaldeido, de melamina-formaldeído, de epóxido) 0,5 partes em peso de um branqueador (óptico) comercial teor de sólidos: 66% viscosidade Brookfield (100/min): 1200 mPas pH: 9,0 2.2.2 Revestimento de cobertura de papel de offset em rolo 60 partes em peso de CaC03 comercial (tipo 95) 40 partes em peso de argila comercial (argila fina/inglesa) 17

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10 partes em peso de látex comercial (XSB) 0,6 partes em peso de CMC comercial 0,8 partes em peso de um endurecedor comercial (resina de ureia-formaldeido, de melamina-formaldeído, de epóxido) 0,5 partes em peso de um branqueador (óptico) comercial 0,5 partes em peso de estearato de cálcio comercial teor de sólidos: 64% viscosidade Brookfield (100/min): 1200 mPas pH: 8,5 3. Papel para heliogravura

3.1 Revestimento simples de papel para heliogravura LWC 70 partes em peso de argila comercial (argila fina/inglesa) 30 partes em peso de talco comercial 5.0 partes em peso de látex comercial (aglutinante único -acrilato) 0,2 partes em peso de espessante comercial (sintético) 1.0 partes em peso de estearato de cálcio comercial teor de sólidos: 58% viscosidade Brookfield (100/min): 1200 mPas pH: 8,5 3.2 Revestimento duplo de papel para heliogravura 3.2.1 Pré-revestimento de papel para heliogravura 100 partes em peso de CaC03 comercial (tipo 75) 6.0 partes em peso de látex comercial (aglutinante único -acrilato) 0,3 partes em peso de espessante comercial (sintético) 18 Ο,5 partes em peso de estearato de cálcio comercial 66% teor de sólidos: viscosidade Brookfield (100/min): 1200 mPas 9,0 pH: 3.2.2 Revestimento de cobertura de papel para heliogravura 85 partes em peso de argila comercial (argila inglesa) 15 partes em peso de argila comercial (argila calcinada) 5,0 partes em peso de látex comercial (aglutinante único -acrilato) 0,2 partes em peso de espessante comercial (sintético) 0,8 partes em peso de estearato de cálcio comercial teor de sólidos: 57% viscosidade Brookfield (100/min): 1300 mPas pH: 8, 5 4. Cartão 4.1 Revestimento duplo de cartão 4.1.1 Pré-revestimento de cartão 100 partes em peso de CaC03 comercial (tipo 75) 3 partes em peso de amido comercial (amido de milho ou de batata, nativo, oxidado) 14 partes em peso de látex comercial (XSB) 0,8 partes em peso de um endurecedor comercial (resina de ureia-formaldeido, de melamina-formaldeído, de epóxido) 0,5 partes em peso de um branqueador (óptico) comercial teor de sólidos: 66% 19

viscosidade Brookfield (100/min) : 1000 iaPas pH: 9,0 4.1.2 Revestimento de cobertura de cartão 50 partes em peso de CaC03 comercial (tipo 90) 50 partes em peso de argila comercial (argila fina/inglesa) 13 partes em peso de látex comercial (acrilato) 2 partes em peso de coaglutinante comercial (acrilato) 0,8 partes em peso de um endurecedor comercial (resina de ureia-formaldeido, de melamina-formaldeído, de epóxido) 0,6 partes em peso de estearato de cálcio comercial teor de sólidos: 60% viscosidade Brookfield (100/min): 1200 mPas pH: 8,5 5. Papeis especiais 5.1 Etiquetas 70 partes em peso de argila comercial (argila normal/inglesa) 10 partes em peso de Ti02 comercial (rutilo) 20 partes em peso de CaC03 comercial (tipo 90) 16 partes em peso de látex comercial (XSB) 0,5 partes em peso de um endurecedor (EH) comercial (resina de ureia-formaldeido, de melamina-formaldeído, de epóxido) 0,6 partes em peso de estearato de cálcio comercial teor de sólidos: 60% viscosidade Brookfield (100/min): 1200 mPas pH: 8,5 20 r 5.2 Embalagens flexíveis 80 partes em peso de argila comercial (argila normal/inglesa) 20 partes em peso de CaC03 comercial (tipo 90) 14 partes em peso de látex comercial (acrilato) 0,8 partes em peso de CMC comercial 0,5 partes em peso de um endurecedor comercial (resina de ureia-formaldeido, de melamina-formaldeído, de epóxido) 0,6 partes em peso de um branqueador (óptico) comercial 1,0 partes em peso de estearato de cálcio comercial teor de sólidos: 58% viscosidade Brookfield (100/min): 1200 mPas pH: 8,5 A realização do processo de acordo com a invenção numa fábrica de papel comum pode ser descrita do seguinte modo: silos de qualquer tamanho, por exemplo, de 50 até 1000 m3, servem para a recepção e a armazenagem de cargas e pigmentos secos, com uma granulometria básica uniforme ou eventualmente diferente, por exemplo, carbonato de cálcio. Por meio de dispositivos de dosagem é garantida uma descarga da carga e/ou pigmentos em pó, com o subsequente transporte, eventualmente para recipientes de silos diários, eventualmente com dispositivos de limpeza. Os dispositivos de dosagem para o pó ou os pós, eventualmente controlados por meios de controle (SPS) de memória programável, com as formulações integradas electronicamente, determinam gravimétrica e/ou volumetrica-mente as quantidades necessárias para a mistura com água, com água fresca ou com a água do circuito da fábrica de papel, dos componentes a misturar. De acordo com a invenção, em vez de água fresca ou da água do circuito é utilizada, parcial ou totalmente, uma 21 t f lama de águas residuais com um teor de sólidos de, em particular, 0,02 até 50% em peso, eventualmente com a adição de água no caso de uma concentração mais alta da lama de águas residuais. Em conformidade, são ainda necessários recipientes para a armazenagem da lama de águas residuais, e dispositivos de dosagem para a lama de águas residuais, que determinam, gravimétrica ou volumetricamente, as quantidades a utilizar. Além disso, são necessários recipientes para a recepção da mistura de pigmento fresco ou de carga fresca como pó, lama que contém pigmento fresco e/ou carga fresca, e de lama de águas residuais/água, eventualmente de meios auxiliares de moenda e meios auxiliares de dispersão, ou das restantes substâncias auxiliares. Para a dispersão e o ajustamento da estabilidade são necessários dispositivos de dispersão (solubilizador) ou outros equipamentos de agitação. A moenda dos pigmentos frescos e/ou das cargas frescas como pós, ou lamas que contêm pigmentos frescos e/ou cargas frescas, com as lamas de águas residuais, pode ser realizada, de acordo com a invenção, de forma continua em moinhos de esferas com agitação comuns, por exemplo, com uma capacidade de 700 até 5000 1 ou maiores. São utilizados meios de moenda, de preferência esferas de moenda, em especial com um diâmetro de 1 a 4 mm.

Para a preparação das lamas de águas residuais são empregues habitualmente crivos, de preferência crivos de arco, para a separação das impurezas (fragmentos de esferas, agentes de separação, ferrugem, etc.). Instrumentos de medição por raios laser servem para a determinação e o controle da finura de moenda durante o passo de moenda e para o controle, assistido por computador, da instalação de moinho de esferas com agitação mecânica. São necessários, eventualmente, outros dispositivos de dosagem por injecção 22 p U, para a dosagem posterior de agentes auxiliares de dispersão e de moenda no moinho de esferas com agitação mecânica. Depois da descarga da lama de pigmento são eventualmente necessários crivos para uma nova separação dos materiais prejudiciais com um tamanho de mais do que 20 pm. Tipicamente, o material de pigmento fresco e/ou de carga fresca utilizado, em particular o pó de carbonato de cálcio utilizado, possui na forma seca um grau de brancura, de acordo com a Norma DIN 53163, de mais de 90%, em especial um grau de brancura de mais de 95% numa finura de d97 ^ 25 pm, uma finura não maior do que d97 ^ 100 pm, uma pureza do carbonato ^ 98%, uma proporção de Si02 ^ 1,0, em especial ^ 0,2%.

As fracções variáveis, por exemplo, de carbonato, misturadas com a lama de águas residuais, são moídas na forma de uma lama que possui um teor de sólidos que pode ser ajustado, por exemplo, para uma tinta de revestimento pronta. 0 teor de sólidos eventualmente também é ajustável para um valor mais alto se a lama de pigmentos tiver que ser armazenada por períodos mais longos nas fases intermédias. A finura da lama é determinada, em particular, pelo tempo de permanência e/ou pelo consumo de energia durante a produção no moinho de esferas com agitação mecânica. O grau de brancura da lama de pigmento é o resultado, entre outros, da relação de mistura pigmento fresco para lama de águas residuais e, em especial, do tipo de pigmento fresco utilizado. É apresentada a seguir, no quadro 1, uma forma de realização da composição das lamas de águas residuais, que pode ser utilizada de acordo com a invenção: 23 \

Quadro 1

MgO 0 0 2, 15 AI2O3 0, 0 24,38 Si02 0 0 29, 84 P2O5 0 0 0, 81 CaO % 27,26 Ti02 % 0,20 V2O5 % <0, 01 Cr203 % 0, 01 MnO 0 Ό 0, 01 Na20 O. Ό 0,29 k2o O. O 0, 82 Fe203 O. "0 0,54 S04 % 0,14 Cl O, Ό 0, 01 NiO O. O <0,01 CuO g Ό 0, 02 ZnO 0. Ό 0, 01 Ga203 O. Ό <0, 01 SrO O, Ό 0, 02 Zr02 O, O 0, 01 PbO g Ό 0, 02 BaO g Ό 0, 06 Perdas por calcinação g Ό 13,40 Soma g "O 100,00 24

Uma lama de águas residuais com a composição indicada no quadro 1 foi seca; foram medidos a finura e o índice de cor.

Os valores determinados são:

Finura: (Cilas 850)

Valor D50 = 15,0 pm Valor D3(2 = 1,0 p

Grau de brancura: (Luminosidade Ry, C/2° DIN 53163)

Valor Ry = 84,1 índice de amarelo: (C/2°) = -5,6 0 teor de água da lama de águas residuais era de 19,5%. 0 pH foi medido numa solução a 10% e era de 6,8. Uma parte da lama de águas residuais seca foi aquecida a 450°C durante 2 horas. A perda por calcinação (fracção orgânica) foi de 13,4%. A lama de águas residuais, em 40% em peso, foi em seguida misturada na forma de pasta, à escala laboratorial, com 60% em peso de pigmento fresco Calcicell®, um carbonato de cálcio cristalino natural (intervalo de granulometria 0-20 pm, valor D50 = 5,5 pm, grau de brancura C/2° DIN 53163 = 95±1) e a pasta foi moída rapidamente num moinho.

Em seguida determinaram-se a finura e o índice de cor no produto moído e seco.

Os valores obtidos são: 25

Finura: (Cilas 850)

Valor D50 = 9,2 μια Valor Dg = 1,0 μπι O grau de brancura (luminosidade Ry, C/2° DIN 53163) depois da moenda era de: valor Ry = 92,0 índice de amarelo: (C/2°) = -2,6 (Todas as características de finura citadas foram determinadas por meio de análise de sedimentação de depósito com o aparelho Cilas 850 da Firma Cilas, França. A dispersão das amostras em álcool foi realizada por meio de um agitador rápido e ultra-sons).

Lisboa, 6 de Julho de 2001

0 AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL 26

Claims

r- U, ^ REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a reciclagem de cargas e de pigmentos de revestimento da produção de papel, cartão e papelão, a partir das lamas de águas residuais da drenagem da instalação de revestimento, das instalações de remoção de tintas, de instalações de purificação operadas internamente ou de dispositivos de separação, no qual se misturam as lamas de águas residuais, que contêm as cargas e pigmentos de revestimento, com pigmento fresco na forma de pó, com carga fresca na forma de pó, com uma lama que contém pigmento fresco e/ou carga fresca, e em seguida se mói o pigmento fresco ou a carga fresca até à distribuição granulométrica pretendida, de modo a formar-se uma lama de pigmento.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se utilizarem lamas de águas residuais que possuem uma relação da fracção de fibras para a fracção de cargas e/ou pigmentos de 2 a 98% em peso para 98 a 2% em peso.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se submeterem as lamas de águas residuais das instalações de remoção de tintas, das instalações de purificação operadas internamente e dos dispositivos de separação, a uma separação de fibras.
4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por se realizar a separação de fibras por floculação e 1 sedimentação, filtração, crivagem, centrifugação e/ou por tratamentos químicos, em especial oxidação.
5. Processo de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 4, caracterizado por se utilizarem as lamas de águas residuais com uma concentração de sólidos de 0,02% em peso até 50% em peso, em especial de 1% em peso até 30% em peso.
6. Processo de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 5, caracterizado por se utilizarem as lamas de águas residuais com uma concentração de cargas e/ou pigmentos de revestimento numa quantidade de 2 até 80% em peso, em especial de 20 até 60% em peso, referido ao teor de sólidos.
7. Processo de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 6, caracterizado por se utilizarem como pigmentos frescos e/ou cargas frescas caolino, carbonato de cálcio natural ou de precipitação, silicatos de alumínio e óxidos de alumínio hidratados, tanto artificiais como naturais, dióxido de titânio, branco cetim, dolomite, mica, flocos metálicos, em especial de alumínio, bentonite, rutilo, hidróxido de magnésio, gesso, silicatos xistosos, talco, silicato de cálcio, assim como outras rochas e terras.
8. Processo de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 7, caracterizado por se misturarem e moerem pigmento fresco ou carga fresca em pó, ou lamas que contêm pigmento fresco e/ou carga fresca, na presença das lamas de águas residuais e eventualmente de substâncias auxiliares de moenda e/ou de meios auxiliares de 2 p L·, ^^ dispersão correntes, obtendo-se uma lama com um teor de sólidos de 30 até 85% em peso, em especial 40 até 75% em peso.
9. Processo de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 8, caracterizado por se moerem os pigmentos frescos ou as cargas frescas em pó, ou lamas que contêm pigmento fresco e/ou carga fresca, até à obtenção de uma distribuição granulométrica de - 10 a 99% em peso de partículas < 1 pm, em especial - 10 a 95% em peso de partículas < 1 pm, referidos em cada caso ao diâmetro equivalente das partículas.
10. Processo de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 8, caracterizado por se moerem os pigmentos frescos ou as cargas frescas em pó, ou as lamas que contêm pigmento fresco e/ou carga fresca, até à obtenção de uma distribuição granulométrica de a) 95 até 100% em peso de partículas < 10 pm b) 50 até 100% em peso de partículas < 2 pm, em particular 50 até 95% em peso de partículas < 2 pm c) 27 até 95% em peso de partículas < 1 pm, em especial 27 até 75% em peso de partículas < 1 pm, e d) 0,1 até 55% em peso de partículas < 0,2 pm, em particular 0,1 até 35% em peso de partículas < 0,2 pm, referidos em cada caso ao diâmetro equivalente das partículas.
11. Processo de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 10, caracterizado por se ajustar o grau de brancura das 3 lamas de pigmentos através da relação quantitativa de pigmento fresco ou de carga fresca em pó, tanto não moídos como moídos, ou de lamas que contêm pigmento fresco ou carga fresca, para a lama de águas residuais.
12. Processo de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 11, caracterizado por se ajustar o grau de brancura das lamas de pigmentos através da escolha da pureza química, em especial do grau de brancura e/ou do índice de amarelo dos pigmentos frescos ou cargas frescas em pó, ou de lamas que contêm pigmento fresco e/ou carga fresca.
13. Utilização de uma lama de pigmento de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores para a preparação de uma massa de revestimento para a indústria do papel, em especial de massas de revestimento para diversos sectores, como papel de offset em folha, papel de offset em rolo, papel para heliogravura, cartão e papeis especiais.
14. Utilização de acordo com a reivindicação 13, para a preparação de massas de revestimento correntes, em substituição total ou parcial dos pigmentos de revestimento.
15. Utilização de uma lama de pigmento de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 11 para a utilização em massas na produção de papel. Lisboa, 6 de Julho de 2001 O AGENTE OFICIAL DA PROPRJEDADE INDUSTRIAL

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