PT94287B

PT94287B - Processo para branqueamentode pastas contendo lignocelulose

Info

Publication number: PT94287B
Application number: PT94287A
Authority: PT
Inventors: G Per Lundgren; K Lillemor Holtinger; J Jiri Basta; R Marie Samuelsson
Original assignee: Eka Nobel Ab
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1990-06-06
Publication date: 1996-12-31
Also published as: NO174354B; DK0402335T3; NO902479L; ES2038097T1; JPH0327191A; JP2843892B2; FI107546B; ES2038097T3; ES2038097T5; EP0402335B2; AU5621790A; BR9002660A; EP0402335A2; AU613272B2; DK0402335T4; ATE97179T1; NO902479D0; EP0402335A3; FI902773A0; DE69004492T3

Description

MEMÓRIA

-20 presente invento refere-se a um processo para branqueamento de pastas, contendo lignocelulose, para tornar mais eficaz uma etapa do tratamento com peróxido, tratando a pasta, antes da etapa com peróxido, com um agente complexante sob condições neutras e a uma temperatura elevada, na ausência de sulfito, após o que, numa etapa subsequente, o tratamento com uma substância contendo peróxido é efectuado sob condições alcalinas.

As pastas contendo lignocelulose incluem-se nas pastas químicas de madeira rija e/ou madeira macia deslenhifiçadas de acordo com os processos de sulfito, sulfato, soda ou organosolv, ou modificações e/ou suas combinações. Antes do branqueamento com reagentes quimicos contendo cloro, a pasta pode também ter sido submetida à deslenhificação numa etapa com oxigénio.

Antecedentes branqueamento de pastas química;

efectuado, principalmente, com agentes de branqueamento contendo cloro tais como, o cloro, dióxido de cloro e hipoclorito, resultando em soluções de branqueamento corrosivas, esgotadas, contendo cloretos que são difíceis de recuperar, resultando, assim, descargas prejudiciais ao meio ambiente. Hoje em dia há uma luta para o uso, sempre que possivel, de agentes de branqueamento pobres ou sem cloro, de modo a reduzir e recuperar as soluções esgotadas. Um exemplo de um agente de branqueamento cujo o uso tem vindo, recentemente, a aumentar é o oxigénio. Usando uma etapa inicial com oxigénio alcalino numa sequência de branqueamento de multi-etapa, por exemplo, da pasta de sulfato, é possível reduzir a descarga das instalações de branqueamento mais de metade da quantidade original,já branqueamento de oxigénio esgotada, não recuperável. Contudo, depois de uma em que a solução de contendo cloro etapa inicial e

de metade da quantidade que fica depois da deslenhificação no processo do cozimento, a qual tem, assim, que ser dissolvida para abandonar a pasta por novo branqueamento por cerca de branqueamento oom oxigénio, a restante lenhina que fica na pasta,

meio de agentes de branqueamento contendo cloro. Por isso, ha uma tendência para reduzir, por meio de várias etapas de pré-tratamento e pré-branqueamento, a quantidade de lenhina que tem de ser removida pelo branqueamento com cloro.

Outros tipos de produtos químicos de branqueamento que são adequados, de um ponto de vista da recuperação, incluem os peróxidos, e.g. peróxidos inorgânicos tais como o peróxido de hidrogénio e o peróxido de sódio e peróxidos orgânicos tais como, o ácido peracético. Na prática actual, o peróxido de hidrogénio não é muito usado no primeiro passo da sequência de branqueamento para se obter uma redução inicial da lenhina e/ou um aumento no brilho, devido às grandes quantidades de peróxido de hidrogénio que são necessárias.

.)

Assim devem ser adicionadas grandes quantidades de peróxido de hidrogénio no tratamento alcalino com peróxido de hidrogénio para se conseguir uma dissolução satisfatória de lenhina já que esse tratamento proporciona um elevado grau de decomposição do peróxido de hidrogénio, resultando em custos consideráveis em produtos químicos. No tratamento ácido com peróxido de hidrogénio, pode ser obtida a mesma dissolução de lenhina que no tratamento alcalino, com um consumo menor de peróxido de hidrogénio. Contudo, o tratamento ácido resulta numa queda substancial da viscosidade da pasta, i.e. os produtos de decomposição do peróxido de hidrogénio, a valores baixos de pH atacam não só a lenhina mas também a celulose, de modo que o comprimento das cadeias de carbo-hidratos sejam reduzidos, resultando na diminuição das propriedades de resistência da pasta. Além disso, um tratamento ácido intenso é inconveniente porque envolve a precipitação da lenhina já dissolvida, a resina torna-se pegajosa e dificil de dissolver e surgem problemas na recuperação da solução ácida esgotada.

De acordo com SE-A 420 430, a queda da viscosidade num tratamento ácido com peróxido de hidrogénio pode ser evitada efectuando esse tratamento na presença de um agente complexante, tal como o DTPA (ácido dietileno-triamina-penta-acético) a um pH

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-4de 0,5 até 3,0. Este passo do tratamento é seguido por um passo de extracção alcalina para remoção da lenlina dissolvida, sem lavagem intermédia.

Além disso, é conhecida a remoção de metais vestigiais das pastas celulósicas, usando os efeitos combinados do sulfito de sódio (502 numa solução alcalina) e DTPA antes do passo do tratamento com peróxido, ver Gellerstedt et al., Journal of Wood Chemistry and Technology, 2(3), 231-250 (1982). São formados complexos de DTPA e de um ião metálico reduzido, que pode ser removido da pasta por lavagem, após o que pode ser efectuado um tratamento com peróxido de hidrogénio mais eficiente.

Para as pastas mecânicas, é prática comum, incluir o pré-tratamento com agentes complexantes numa sequência de branqueamento, antes de uma etapa alcalina com peróxido de hidrogénio, ver e.g. EP 285 530, US 3 251 731 e SU 903 429. Neste caso, contudo, o objectivo é, simplesmente, branquear a pasta e não deslenhifica-la. Para este fim, a actividade do peróxido de hidrogénio é controlada pela adição de silicatos, tal como silicato de sódio, de modo que, no todo é o conteúdo em grupos cromofóricos que é reduzido. Não incluir silicato na composição do branqueamento impedirá a pasta mecânica de adquirir o melhor brilho possível, mesmo se a carga de peróxido de hidrogénio for, substancialmente, aumentada, e.g. de 50% acima da quantidade normal adicionada. Para as pastas químicas, a adição de silicatos é evitada, uma vez que isto só aumentaria os custos em produtos químicos, sem qualquer efeito positivo e tornaria impossível a recuperação fácil da solução esgotada. Além disso, para pastas químicas o aumento do brilho é definitivamente influenciado por urna variação do pH na etapa de complexação, o que não é o caso quando se tratam pastas mecânicas com agentes complexantes.

Prob]ematécnico

Uma sequência normal de branqueamento para uma pasta deslenhifiçada contendo 1ignocelulose, e.g. pasta de sulfato de madeira macia é 0 C/D E D E D (0 = etapa com oxigénio, C/D = = etapa com cloro/dióxido de cloro, E = extracção alcalina, D =

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método passos ponto

- etapa com dióxido de cloro). Assim, o objectivo das várias etapas de pré-tratamento é reduzir o teor de lenhina antes da primeira etapa contendo cloro, reduzindo, assim, as necessidades de cloro e diminuindo o valor de TOC1 (TOC1 - cloro orgânico total) na solução de branqueamento esgotada. Uma vez que, os s de pré-tratamento conhecidos anteriormente compreendem de tratamento com ácido ou aditivos inaceitáveis de um de vista de recuperação durante o tratamento, a possibilidade de se obter um sistema mais fechado numa instalação de branqueamento está relativamente limitada. Para ultrapassar estes problemas técnicos no processo há necessidade de ser instalado equipamento caro.

Tem havido discussões sobre a possibilidade de reduzir o valor de T0C1 pela substituição da etapa C/D, numa sequência de branqueamento comum, por uma etapa D, porque esse passo resulta em produtos de descarga menos prejudiciais comparados com os da etapa C/D, devido à eliminação do cloro molecular. Isto, no entanto, necessita de grandes quantidades de carga de dióxido de cloro nesta etapa, para reduzir o teor em lenhina para o baixo nivel requerido antes das seguintes etapas de branqueamento. Assim, o presente invento visa solucionar o problema,modifiçando, de outro modo, uma sequência de branqueamento existente para que possam ser obtidos os menores valores possíveis de TOC1 e ainda se obtenha um produto da mesma ou, até, de melhor qualidade.

invento invento refere-se a um processo de tratamento em que uma deslenhificação inicial livre de cloro pode ser aumentada substanoialmente sem investimento de maior. Este tratamento é efectuado em dois passos; o primeiro passo compreendendo urna alteração no perfil de metais vestigiais da pasta por tratamento, sob condições neutras e a temperatura elevada, com um agente complexante, e o segundo passo compreendendo a realização de um tratamento com peróxido em condições alcalinas, resultando, este tratamento em dois passos, num processo de branqueamento que é muito menos prejudicial para o meio ambiente,já que, no referido

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3312/CW

-6processo, a quantidade cl· substancialmente reduzida.

nas reivindicações, este invento diz para tratamento de pastas contendo com o invento, este processo para de pastas refere-se a um método para tornar mais antes

Assim, como se revela respeito a um processo 1 igriocel ulose. De acordo branqueamento eficiente uma etapa de tratamento com peróxido, tratando, de uma tal etapa, a pasta com um agente complexante, alterando, por este meio, o perfil de metal vestigial tratamento com o agente complexante, não havendo sulfito, a um pH na gama de 3,1 a 9,0 e a uma gama de 102C a 100QC. Numa etapa subsequente, o da pasta pelo presença de temperatura na tratamento com uma substância contendo peróxido é efectuado a um pH na gama de 7 a 13, sendo o referido tratamento a dois passos efectuado numa posição opcional na sequência de branqueamento aplicada à pasta.

processo de acordo com o invento é, preferivelmente, usado num branqueamento da pasta branqueamento compreende urna tratada, onde a sequência de etapa com oxigénio. A posição escolhida para a execução do tratamento, de acordo com o invento, pode ser, ou imediatamente depois da deslenhificação da pasta, i.e. antes de uma etapa opcional com oxigénio, ou depois da etapa com oxigénio numa sequência de branqueamento compreendendo essa etapa.

No processo de acordo com o invento, o primeiro adequadamente, efectuado a um pH de 4 em passo é, especial, adequadarnente, a um pH de 5 a 8, pr ef er ivelmente, a um pH de 5 a 7, especialmente preferível a um pH de 6 a 7, e o segundo passo, preferivelmente, a um pH de 8 a 12.

Os agentes complexantes empregues compreendem, principalmente, ácidos carboxí1icos, ácidos policarboxi1icos, ácidos carboxilicos azotados,preferivelmente o ácido dietileno-triamina-pentacético (DTPA) ou o ácido etileno diamina-tetra-acético (EDTA), ou ácidos fosfónicos ou polifosfatos. A substância contendo peróxido usada é de preferência o peróxido de hidrogénio ou peróxido de hidrogénio + oxigénio.

038 ;i2/cw

-Ί tratamento, de acordo com o invento compreende, de preferência, uma etapa de lavagem entre as duas etapas de tratamento, de modo que os metais complexos ligados sejam removidos da suspensão da pasta antes da etapa com peróxido. Além disso, depois deste tratamento a dois passos, a pasta pode ser sujeita a um branqueamento final para se obter o brilho desejado. Nas sequências de branqueamento convencionais, o branqueamento final compreende cargas de cloro e dióxido de cloro. Estas cargas podem ser total ou parcialmente excluídas do processo de branqueamento, desde que a pasta tenha sido tratada com o processo a dois passos de acordo com o invento, depois de uma etapa com oxigénio.

No tratamento a dois passos de acordo com o invento, o primeiro passo é efectuado a uma temperatura de 10 a 1002C, convenientemente de 26 a 1002C, preferivelmente, de 40 a 902C, durante 1 a 360 min., preferivelmente, de 5 a 60 min., e o segundo passo é efectuado a uma temperatura de 50 a 1302C, convenientemente de 50 a 1002C, preferivelmente, de 80 a 1002C, durante 5 a 960 min., preferivelmente, de 60 a 360 min.. A concentração da pasta pode ser de 1 a 40%, preferivelmente, de 5 a 15%. Em concretizações preferidas, compreendendo o tratamento com DTPA no primeiro passo e com peróxido de hidrogénio no segundo passo, o primeiro passo é efectuado com uma adição de DTPA, (produto a 100%) numa quantidade entre 0,1 a 10 kg/tonelada de pasta, preferivelmente de 0,5 a 2,5 kg/tonelada, e o segundo passo com uma carga de peróxido de hidrogénio de 1 a 100 kg/tonelada, preferivelmente de 5 a 40 kg/tonelada. As condiçóes do processo nos dois passos do tratamento são ajustadas de modo que se obtenha o máximo efeito de branqueamento por kilo de carga de substância contendo peróxido.

No primeiro passo do tratamento, o valor do pH é ajustado por meio de ãcido sulfúrico ou de ácido residual do reactor de dióxido de cloro, enquanto que o pH no segundo passo·é ajustado pela adição à pasta de um composto alcalino ou um líquido contendo um composto alcalino, por exemplo carbonato de sódio, hidrocarbonato de sódio, hidróxido de sódio ou licor branco

038 3312/CW oxidado.

processo, de acordo com o invento é, preferivelmente, efectuado sem adição de silicatos no segundo passo do tratamento.

P principal diferença entre a invenção e a arte anterior como descrito acima (o artigo de Gellerstedt no Journal of Wood Chemistry and Technology) é que não é adicionado sulfito e, pode ser evitada uma adição extra de produtos quimicos.

assim.

Deste modo simplif içado possível obter um processo tecnológico bem como, um Com a presença do um sistema mais e

um método menos dispendioso, melhoramento em termos dos aspectos ambientais.

502 ^no processo, a possibilidade de se obter fechado na instalação de branqueamento está excluída, uma vez que isto resultaria em teores excessivos de enxofre no inventário da solução, enquanto é possivel obter, quando não há 502 presente, um sistema consideravelmente mais fechado, reduzindo, assim, os problemas ambientais. Isto acontece porque o processo, de acordo com o invento, permite a recuperação a partir do primeiro passo, com um agente complexante e a partir do segundo passo, com peróxido de hidrogénio, i.e. a partir de uma posição posterior na sequência de branqueamento comparada com o processo de SO2- Além disso, se o SC>2 é recuperado para permitir um sistema mais fechado, têm que ser adicionados ao processo, aparelhos suplementares adaptados para remover o 502 da solução da pasta, o que o torna mais complicado e mais dispendioso. Além disso, na concretização mais favorável da invenção, no que diz respeito ao ambiente, i.e. quando o tratamento a dois passos é efectuado depois de uma etapa inicial com oxigénio, a carga de dióxido de cloro pode, dependendo da quantidade de produtos quimicos livres de cloro no processo e do brilho final desejado, ser reduzida para urna tal extensão que a recuperação pode, também, ser feita a partir de uma ou mais das etapas na sequência final de branqueamento D E D, de modo que pode ser obtido um sistema quase, completamente fechado no processo de branqueamento.

Nesta concretização do invento, onde o tratamento é efectuado depois de uma etapa com oxigénio na sequência de

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312/CW branqueamento, o tratamento a dois passos proporciona um excelente efeito de dissolução da lenhina , uma vez que uma pasta tratada com oxigénio é mais sensível a um tratamento de redução de lenhina e/ou aumento de brilho com peróxido de hidrogénio. Este tratamento, usado em combinação com um agente complexante, e efectuado depois de uma etapa de oxigénio, dá resultados tão bons que, do ponto de vista ambiental, se pode obter um tratamento substaneialmente melhorado com um sistema mais fechado para a sequência de branqueamento. Também têm sido feitos esforços para aumentar a deslerihificação livre de cloro, usando duas etapas de oxigénio, uma a seguir à outra, no inicio da sequência de branqueamento. Contudo, tem-se verificado que depois de um tratamento inicial com oxigénio, é difícil usar um outro tratamento com oxigénio para remover quantidades de lenhina que justifiquem os elevados custos de investimento nessa etapa.

Quando comparados os resultados do tratamento de acordo com o artigo de Gellerstedt, com os resultados do tratamento de acordo com o invento, verifica-se que o tratamento de acordo com esta anterior arte parece resultar numa eliminação mais completa do conteúdo em metais vestigiais totais,enquanto o tratamento de acordo com o invento, compreendendo um primeiro passo somente com urn agente complexante adicionado em condiçóes neutras, resulta numa redução considerável, principalmente dos metais mais prejudiciais à decomposição do peróxido de hidrogénio, tal como o manganês. Assim, verificou-se que a eliminação mais completa do conteúdo em metais vestigiais, sendo efectuada de acordo com o artigo de Gellerstedt, não é necessária para efectuar eficientemente o passo de peróxido de hidrogénio. Pelo contrário certos metais, por exemplo Mg, terão mesmo um efeito favorável sobre, entre outras coisas, a viscosidade da pasta, razão pela qual estes metais são vantajosamente não eliminados. Assim, os processos anteriores têm somente visado a redução do teor em metais tanto quanto possível, ao passo que foi verificado, de acordo com o invento, que um perfil de metais vestigiais alterado por um teor de metal selectivamente variado terá um efeito mais favorável no subsequente tratamento com peróxido de hidrogénio.

0.38

3312/CW

Além do mais, quando examinada a qualidade da pasta resultante do processo anteriormente conhecido, e a do processo de acordo simplificado, controlado, branqueamento com o invento, de acordo com dá, dependendo verificou-se que o processo o invento, sob condições de pH da posição na sequência de resultados melhores ou iguais quanto à viscosidade tratamento resultados uma pasta resultados da Um dá de dá melhores Assim, num e ao número capa ( = a medida do teor restante em lenhina ) pasta e, também, quanto ao consumo de peróxido de hidrogénio.

comparativo de uma pasta branqueada com oxigénio equivalentes, enquanto um tratamento comparativo branqueada na ausência de oxigénio com o processo de acordo com o invento processo de branqueamento, o objectivo é ter um baixo número capa o que significa um baixo teor em lenhina não dissolvida, e um brilho elevado da pasta. Além disso, o objectivo é uma viscosidade elevada, o que significa que a pasta contém cadeias longas de carbo-hidratos, resultando num produto com mais resistência, e num baixo consumo de peróxido de hidrogénio, resultando em menores custos de tratamento.

invento e as suas vantagens são ilustradas a seguir pelos exemplos seguintes que, contudo, só pretendem ilustrar o invento e não o limitar.

Exemplo 1

Este exemplo ilustra, para uma pasta branqueada na ausência de oxigénio, o efeito dos diferentes valores de pH no passo 1 na eficiência do tratamento com peróxido de hidrogénio no passo 2, num método de acordo com o invento e, para fins comparativos, num tratamento com SO2 (15 kg/tonelada de pasta) + DTPA no passo 1. 0 número capa, a viscosidade e o brilho da pasta foram determinados de acordo com os SCAN Strandard Methods, e o consumo de peróxido de hidrogénio foi medido por titulação iodométrica. A pasta tratada consistia numa pasta de sulfato, de madeira macia,

As condições de tratamento foram:

branqueada na ausência de oxigénio que, antes do tratamento, tinha um número capa de 27,4 e uma viscosidade de 1302 dm^/kg.

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3312/CW _11_

Passo 1: 2 kg/tonelada de DTPA; 902C; 60 min; pH variável

Passo 2: 25 kg/tonelada de peróxido de hidrogénio (H2O2);

min; pH final = 10-11

902C;

TABELA I

Passo 1	pH	Número	Viscosi-	Brilho	Consumo
		Capa	dade		de HqOq
	passo 1	passo 2	passo 2	passo 2	passo 2
				(% ISO)	(kg/ton)
SO2+DTPA:	6,9	16,5	1093	54,0	22,1
DTPA:	6,9	16,7	1112	54,2	12,4
S0₂+DTPA:	7,5	16,9	1057	48,4	25
DTPA:	7,8	16,4	1112	52,7	22,4
S0₂+DTPA:	4,8	17,8	1026	49,2	24,3
Como é	evidente	da tabela	, um tratamento a dois	passos de
acordo com	0 invento, de uma	pasta branqueada na	ausência de
oxigénio que	, no primeiro passo	, é, somente,	tratada	com DTPA, dá
melhores resultados	no subsequente tratamento com	peróxido de
hidrogénio	no que se	refere à	viscosidade e	consumo	ds peróxido

de hidrogénio do que um tratamento da mesma pasta, de acordo com a técnica da arte anterior compreendendo, também, SO2 no primeiro passo. ê por demais evidente que os resultados mais favoráveis são obtidos quando o pH varia de ligeiramente ácido (4,3 de acordo com a técnica da arte anterior) a neutro (6,5-7,0).

Exemplo 2

Este exemplo ilustra, para uma pasta branqueada com oxigénio, o efeito de diferentes valores de pH no passo 1 na eficiência do tratamento com peróxido de hidrogénio no passo 2, num método de acordo com o invento e, para fins comparativos, também num tratamento sem qualquer adição de DTPA no passo 1 e num tratamento com SO2 (15 kg/tonelada de pasta) + DTPA no passo 1. 0 número capa, a viscosidade e o brilho da pasta foram determinados de acordo com SCAN Standard Methods e o consumo de peróxido de hidrogénio foi medido por titulação iodométrica, A pasta tratada consistia de uma pasta de sulfato, de madeira macia, branqueada

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-12com oxigénio que antes do tratamento tinha um número capa de 19,4 e uma viscosidade de 1006 dm^/kg.

As condições de tratamento foramPasso 1: 2 kg/tonelada de DTPA; 80PC, 60 min; pH variável Passo 2: 15 kg/tonelada de peróxido de hidrogénio (H2O2) > 12 kg

NaOH; 60 min; pH = 10,9-11,7)

TABELA II

................P.H	Número capa	Viscosidade	Brilho	Consumo de HgOq
passo 1	passo 2	passo 2	passo 2 (% ISO)	passo 2 (kg/ton)
2,8	14,2	931	44,6	15,0
4,1	13,8	902	47,6	14,9
5,3	13,4	948	57,5	8,3
6,9	13,5	952	58,0	7,8
6,9	13,4	958	57,7	7,1
7,7	13,4	938	57,7	9,6
8,3	13,7	933	56,1	10,0
8,6	13,7	928	55,5	11,2
6,1	15,3	910	41,7	15,0
(sem DTPA)
6,9	13,4	945	57,5	7,9
(com SO2+DTPA)
Como é	evidente a partir da tabela,	um tratamento com
peróxido de	hidrogénio, sem	tratamento precedente com	DTPA dá

resultados de teste inferiores aos do tratamento de acordo com o invento. Na pasta branqueada com oxigénio, um tratamento com peróxido de hidrogénio precedido de um tratamento com SO2 + DTPA dá, aproximadamente, os mesmos resultados que o processo de acordo com o invento. Neste caso, as vantagens do invento, não residem na qualidade do produto obtido, mas nas vantagens obtidas do ponto de vista ambiental, de custos e tecnologia do processo como se mencionou anteriormente.

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3312/CW .Exemplo 3

Este exemplo ilustra, para uma pasta branqueada com oxigénio, o efeito de diferentes valores de pH no passo 1 na eficiência do tratamento com peróxido de hidrogénio no passo 2, num método de acordo com o invento. 0 número capa, a viscosidade e o brilho da pasta foram determinados de acordo com SCAN Standard Methods, e o consumo de peróxido de hidrogénio foi medido por titulação iodométrica. A pasta tratada consistiu de urna pasta de sulfato, de madeira macia, tratada com oxigénio, a qual, antes do tratamento, tinha um número capa de 16,9, uma

viscosidade	de 1040 dm-^/kg	e um brilho	de	33,4¾ ISO.
As condições	do tratamento	foram:
Passo 1: 2	kg/tonelada de	EDTA; 902C;	60	min	; pH variável
Passo 2: 15	kg/tonelada de	peróxido de	hidrogénio (H2O2)	; 902C;
240	min; pH final	= 11
Os resultados obtidos	são mostrados	na Tabela seguinte:
		TABELA III
......... .. . pH	Número Capa	Viscosidade		Brilho	Consumo
						de HqOq
passo 1	passo 2	passo 2			passo 2	passo 2
					(¾ ISO)	(kg/ton)
10,8	11,3	922			45,1	15,0
9,1	9,80	929			56,4	15,0
7,7	9,00	944			61,9	13,0
6,7	8,76	948			63,3	11,3
6,5	8,57	950			63,6	11 , 1
6,1	8,26	944			66,1	8,8
5,8	8,53	942			64,0	11,0
4,9	8,52	954			64,0	10,4
3,8	8,97	959			61,7	12,2
2,3	10,8	947			46,2	15,0
1,8	10,6	939			47,0	15,0
1,6	10,4	919			48,2	15,0
Como é	evidente a	partir da	tabela,	é crucial que

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3312/CW

-14tratamento no passo 2 seja efectuado numa gama de pH de acordo com o presente invento, para atingir a redução máxima do número capa e do consumo de peróxido de hidrogénio bem como o aumento máximo no brilho. A selectividade,expressa como a viscosidade a um número capa especifico, é maior com um agente complexante presente no passo 1. Isto é válido independentemente do valor de pH, dentro da gama de acordo com o invento.

Exemplo4

Este exemplo ilustra o efeito de um passo de lavagem entre o primeiro e o segundo passo do tratamento.

Uma pasta de sulfato branqueada com oxigénio, com uma viscosidade de 1068 dm^/kg e um número capa 18,1, foi submetida a tratamento a dois passos de acordo com o invento sob as seguintes condições:

Passo 1: DTPA 2 kg/tonelada, pH - 6,9; temperatura 902c; tempo lh

Passo 2: peróxido de hidrogénio (H₂02) 15 kg/tonelada; NaOH 15 kg/tonelada; pH=ll-ll,9; temperatura 902C; tempo 4 h

Os resultados obtidos são mostrados na Tabela seguinte onde o tratamento sem o primeiro passo está incluído para fins comparativos.

.)

Tra	tamento	Número capa	Viscosidade	Consumo de H^Op
		(depois passo 2)	(depois passo 2)	(kg/ton)
Sem	passo 1	13	900	15
Sem	lavagem	13,3	967	15
Com	3 avagem	10,2	1010	10

Como se se existir tratamento, maior para hidrogénio de o

se pode ver na Tabela, são obtidos melhores resultados um passo de lavagem entre os dois passos do acordo com o invento. Não provoca diferença de número capa e para o consumo de peróxido de metais vestigiais estiverem presentes num estado livre ou ligado ao complexo mas a viscosidade é melhorada quando

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3312/CW

há uma formação de complexos. Se os metais do complexo forem removidos pela lavagem antes do tratamento com peróxido de hidrogénio, a viscosidade é melhorada, e são também obtidos menores números capa e consumo de peróxido de hidrogénio.

Exemplo5

Foi medido o teor em metal da mesma pasta do exemplo 2 (com uma viscosidade de 1006 dm^/kg e um número capa de 19,4) depois de um tratamento de acordo com o primeiro passo do invento com 2 kg/tonelada de DTPA a 902C durante 60 minutos e a dois valores diferentes de pH, nomeadamente a 4,3 e 6,2.

Os resultados obtidos são mostrados na tabela seguinte.

TABELA.....V

Metal Não tratada Depois de pH 4,3 Depois de pH 6,2 (ppm)

Ee 20 13 13

Mn 80 19 7,5

Cu 0,6 0,5 0,5

Mg 350 160 300

Como é evidente da Tabela, é obtida uma considerável redução sobretudo do teor em manganês, no tratamento com agentes complexantes sendo o manganês especialmente desfavorável ao passo com peróxido de hidrogénio. Além disso, o teor em magnésio não é muito alterado a valores de pH mais elevados, o que é favorável para o subsequente passo do tratamento. Assim, a presença do manganês tem um feito negativo, enquanto que a presença de magnésio tem um efeito positivo sobre o subsequente tratamento com peróxido de hidrogénio.

Exemplo6

Este exemplo ilustra a diferença entre o efeito de redução da lenhina do oxigénio e do peróxido de hidrogénio, respectivamente, nuna pasta moída tratada com oxigénio com um número capa de 19,4 e uma viscosidade de 1006 dm^/kg.

As condições do tratamento com peróxido de hidrogénio foram:

038

3312/CW

Passo 1: 2 kg/tonelada de DTPA (100%); 902C, 60 min.

Passo 2: pH cerca de 11; 902C; tempos e cargas de peróxido de hidrogénio (H2O2) variáveis.

		TABELA	VI
E±1	Carga H9O9	Número	Viscosi-	Consumo de	T empo
capa	dade	H2Q2
passo 1	passo 2	passo 2	passo 2	passo 2	passo 2
	(kg/ton)			(kg/ton)	(h)
4,0	15	13,8	910	14,8	1
7,0	15	13,5	952	7,8	1
7,0	15	10,4	940	10,3	4
6,9	25	8,7	932	15,2	4
As	condições de um	tratamento	com O2,	laboratorial,	foram:

Passo 1: como anteriormente

Passo 2: pH =	11,5 - 12; 902C, 60 min. TABELA VII
Número capa	Viscosidade Pressão	parcial de O9 (MPa)
16,6	946	0,2
16,6	953	0,3
16,5	951	0,5
16,4*	961	0,5

* (Pré-tratamento com DTPA)

Como	é evidente a partir da Tabela VI	pode ser	atingida	uma
deslenhificação livre de cloro de 30-46%	para uma	dada carga	de
peróxido	de hidrogénio. É obtido uma maior	grau de	deslenhifica-
ção (55%	com 25 kg/tonelada) com uma carga	maior.
Da	Tabela VII, contudo, é claro que	pode, ser	atingida	uma
deslenhif	icação livre de cloro de cerca	de 15%, mas 0 grau	de
deslenhificação não pode ser aumentado com uma quantidade maior
de O2 carregada, uma vez que um aumento	na pressão parcial	de

oxigénio de 0,2 a 0,5 MPa não reduz mais o número capa. Um passo intermediario do tratamento com DTPA não tem, no tratamento

038

3312/CW

subsequente com oxigénio, efeito positivo sobre a deslenhificação .

branqueamento, influenciam a instalação de

Exemplo7

Este exemplo ilustra as vantagens ambientais com o processo de acordo com o invento nomeadamente porque um aumento de deslenhificação livre do cloro antes de uma etapa contendo cloro/dióxido de cloro torna possível reduzir substaneialmente a quantidade de halogêneo orgânico (AOX) adsorvido e a quantidade de cloretos na solução esgotada da instalação de

i.e. os parâmetros, que num grau substancial, possibilidade de se ter um sistema fechado na branqueamento. A Tabela seguinte ilustra uma comparação entre uma sequência de branqueamento comum de acordo com a técnica da arte anterior, 0 C/D EP(4) D E^p(l) D, e o processo de acordo com o invento, 0 Passol Passo2 C/D EP(4) D, onde EP(4) e E^p(i) - Etapa de extracção alcalina reforçada com 4 kg e 1 kg, respectivamente, de peróxido de hidrogénio por tonelada de pasta. As outras abreviaturas são explicadas na página 3. A pasta é idêntica à do exemplo 2, tendo um número capa de 19,4 depois da deslenhificação com oxigénio e 10,2, depois do tratamento de acordo com o invento.

TBELA VIII

Técnica da

Processo de acordo com o invento arte anterior

% D em C /D	15	50	100	50	100	100
Cloro
(kg/ton):	22	. 14	0	10	0	0
C10₂*
(kg/ton):	22	33	78	25	40	35
Brilho final
(¾ ISO):	90	90	90	90	90	89
Viscosidade
final (drn^/kg):	880	882	891	950	970	978
AOX total
(kg/ton):	2,9	2,3	0,95	1,2	0,5	0

ι

038

3312/CW * Quantidade total de CIO2 na sequência de cloro disponível)

-18branqueamento (como

Como pode ser visto a partir da Tabela substancialmente inferiores de teor de branqueamento esgotada com o processo de resultando em melhoramentos consideráveis ambiental , ao mesmo tempo que é obtida uma melhorada.

, são obtidos valores AOX na solução de acordo com o invento de um ponto de vista pasta com viscosidade

Exemplo 8

Este exemplo ilustra o efeito de diferentes cargas de peróxido de hidrogénio, no Passo 2, no brilho final e na viscosidade de pastas que não foram submetidas a qualquer outro tratamento; i.e. uma ausência total de produtos químicos contendo cloro em toda a sequência de branqueamento. Isto significa, obviamente, que não é descarregado nenhum AOX para o recipiente. A viscosidade e o brilho das pastas foram determinados de acordo com SCAN Standard Method. As pastas tratadas consistiam em pastas de sulfato,de madeira macia e madeira rija deslenhifiçadas com oxigénio e uma pasta de sulfito (base-Mg), respectivamente. A pasta de madeira macia, que era a mesma do exemplo 3, tinha um número capa de 16,9, uma viscosidade de 1040 dm-^/kg e um brilho de 33,4¾ ISO antes do tratamento. A pasta de madeira rija tinha um número capa de 11,3, uma viscosidade de 1079 dm-^/kg e um brilho de 48,3¾ ISO antes do tratamento. A pasta de sulfito tinha um número capa de 8,6 e urn brilho de 57¾ ISO antes do tratamento.

As condiçóes de tratamento para a pasta de madeira macia foram:

Passo 1: 2 kg/tonelada de EDTA; 902C; 60 min; pH = 6

Passo 2: 902C; 240 min; pH - 11; quantidades de peróxido de hidrogénio (H2O2) variáveis.

038

3312/CW

Carga HpOp	TABELA IX Viscosidade		Brilho
passo 1	passo 2		passo 2
(kg/ton)	(dm³/kg)		(¾ ISO)
15	1006		66,3
20	997		69,2
25	968		71,6
As condições do	tratamento para a	pasta de	madeira ri
foram: Passo 1'- 2 kg/tonelada	de EDTA; 902C; 60	min; pH =	4,6
Passo 2: 902C; 240 min	; pH = 11; quantidades de	peróxido de
hidrogénio (H2O2) variáveis. TABELA X Carga H9O9 Viscosidade		Brilho
passo 1	passo 2		passo 2
(kg/ton)	(dm³/kg)		(% ISO)
10	1040		73,5
15	1031		77,0
20	1022		79,8
25	1005		80,4

As condições de tratamento para a pasta de sulfito foram:

Passo 1: 2 kg/tonelada de EDTA; 502C; 45 min; pH = 5,0

Passo 2: 802C; 120 min; pH = 10,8; quantidades de peróxido de hidrogénio (H2O2) variáveis.

TABELA XI passo 2 (kg/ton)

Brilho passo 2 (% ISO)

038

Í312/CW

-20Como é evidente a partir das Tabelas, com um tratamento de acordo com o invento sem branqueamento final subsequente, é ainda possivel produzir pastas semi-branqueadas com um brilho de aproximadamente 70, 80 e 85¾ ISO para as pastas de madeira macia, madeira rija e sulfito, respectivamente. Estes conseguidos num processo de branqueamento onde formação e descarga de AOX é eliminado.

resultados o problema sao com uma

Um tratamento a dois passos de acordo com o invento, de pasta,resulta, devido ao primeiro passo do tratamento, num perfil de metal vestigial favoravelmente alterado na pasta (Exemplo 5), de tal modo que é possivel usar o peróxido de hidrogénio no passo subsequente para aumentar a deslenhificação livre de cloro, especialmente se há um passo de lavagem entre os dois passos do tratamento (Exemplo 4). Em relação à técnica da arte anterior são obtidas vantagens ambientais assim como melhoramentos quanto à tecnologia do processo e custos, e dependendo da posição sequência de branqueamento, uma qualidade melhor (Exemplo 1), igual (Exemplo 2) da pasta. Além disso, com uma pasta -branqueada com oxigénio, os parâmetros relevantes para o biente na solução de branqueamento esgotada podem substancialmente melhorados (Exemplo 7) até um ponto em que é possivel ter um sistema substancialmente fechado na instalação de branqueamento. Reduzindo as exigências para um nivel de brilho abaixo de 90¾ ISO, digamos 70 a 80¾ ISO, é possível extinguir oompletamente a formação e descarga de AOX (exemplo 8). Uma comparação entre uma etapa com peróxido de hidrogénio e uma outra etapa com oxigénio (Exemplo 6) mostra que a pasta moida tratada sensível ao tratamento com peróxido de a um novo tratamento com oxigénio para a na ou préamser com oxigénio e mais hidrogénio do que deslenhificação e aumento de brilho,

Claims

REIVINDICACÕES

1 - Processo para branqueamento de pastas contendo lignocelulose, deslenhifiçadas quimicamente, adaptado para tornar mais eficaz um passo de tratamento com peróxido de hidrogénio, antes do referido passo com peróxido de hidrogénio, por tratamento da pasta com um agente complexante na ausência de uma substância contendo peróxido, caracterizado por a pasta ser tratada com um agente complexante, sem sulfito adicionado, a um pH na gama de 3,1 a 9,0 e a uma temperatura na gama de 40°C a 100°C, resultando numa pasta possuindo um teor em metal selectivamente modificado, após o que, num passo subsequente, o tratamento com peróxido de hidrogénio é efectuado a um pH na gama de 7 a 13.
2 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o primeiro passo do tratamento ser efectuado a um pH entre 4 e 8.
3 - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o primeiro passo do tratamento ser efectuado a um pH entre 6 e 7.
4 - Processo de acordo com as reivindicações 1-3, caracterizado por o referido tratamento a dois passos ser efectuado com um passo de lavagem intermédio.
5 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o agente complexante ser um ácido policarboxílico azotado.
6 - Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 5, caracterizado por o agente complexante ser ácido dietilenotriaminapentacético (DTPA) ou ácido etilenodiaminatetracético (EDTA).
7 - Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a quantidade de ácido dietilenotriaminapentacético (DTPA) ser de 0,1 a 10 kg/tonelada de pasta.

71 038

3312/CW

-228 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o agente complexante ser um ácido fosfónico ou um polifosfato.
9 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o tratamento com peróxido de hidrogénio ser efectuado na presença de oxigénio.
10 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido tratamento a dois passos ser efectuado após um passo com oxigénio.
11 - Processo de acordo com as reivindicações 1-10, caracterizado por o primeiro passo do referido tratamento a dois passos ser efectuado a uma temperatura compreendida entre 40 e 90°C durante 1 a 360 min, e por o segundo passo ser efectuado a uma temperatura compreendida entre 50 a 130°C durante 5 a 960 min, tendo a pasta tratada uma concentração de 1 a 40% em peso.