PT97455B - Processo de branqueamento de material contendo lenhocelulose - Google Patents
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Description
RESUMO
presente invento refere-se a um processo de deslenhificação e branqueamento de pasta contendo lenhocelulose, digerida quimicamente, por forma a reduzir a formação e descarga de compostos orgânicos halogenados, preservando a qualidade da pasta, no qual o pré-branqueamento com um agente de branqueamento contendo halogêneo é substituído por um tratamento, num primeiro passo, com a adição de um agente complexante a temperatura elevada e a um pH de 3,1 a 9,0, e num segundo passo, utilizando um composto contendo peróxido sob condições alcalinas, após o que o licor esgotado do branqueamento final com compostos contendo halogêneo é reciclado para o primeiro ou segundo passo do pré-branqueamento isento de halogêneo.
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MEMÓRIA DESCRITIVA
presente invento refere-se a um processo de deslenhificação e branqueamento de materiais contendo lenhocelulose para formação e descarga reduzida de compostos orgânicos halogenados, enquanto se preserva a qualidade da pasta, no qual o pré-branqueamento com um agente de branqueamento contendo halogêneo é substituído por um tratamento, num primeiro passo, com adição de um agente complexante a temperatura elevada e a um pH de 3,1 a 9,0 e, num segundo passo, utilizando um composto contendo peróxido sob condições alcalinas, após o que o licor esgotado do branqueamento final com compostos contendo halogêneo é reciclado para o primeiro ou segundo passo do pré-branqueamento isento de halogêneo, A combinação de uma utilização substancialmente reduzida de agentes de branqueamento contendo halogêneo, especialmente cloro, e do tratamento com calor do licor esgotado das etapas onde se forma o AOX, reduz a quantidade de AOX ( = halogéneo orgânico adsorvível) a um nível muito baixo, Subsequentemente, por isso, a água residual destas fases iniciais pode ser descarregada directamente para o receptor.
Os materiais contendo lenhocelulose referem-se a pastas químicas de madeira macia e/ou madeira dura, digeridas de acordo com o processo de sulfito, de sulfato, de soda ou de organosolv ou suas modificações e/ou combinações. Antes da sequência de branqueamento com um agente complexante e com um composto contendo peróxido, a pasta pode também ter sido deslenhifiçada numa fase com oxigénio.
Antecedentes
Na produção de pasta química de elevado branqueamento, as aparas de madeira são primeiro cozidas para separar as fibras celulósicas. Durante o cozimento, parte da lenhina que mantém as fibras juntas é degradada e modificada de forma que pode ser removida por lavagem subsequente. No entanto, por forma a se obter suficiente branqueamento, é necessário remover mais lenhina, em conjunto com grupos enfraquecedores do branqueamento (cromofóricos). Isto é frequentemente conseguido através de des72 423
3316 lenhificação com oxigénio, seguida de branqueamento em diversas etapas.
Uma sequência de branqueamento convencional para uma pasta contendo lenhocelulose, digerida, por exemplo pasta kraft de madeira macia, é (C + D) E^ D E2 D, onde (C + D) = etapa com eloro/dióxido de cloro, E - etapa de extracção alcalina, D = etapa com peróxido de cloro. As etapas (C + D) e Ex são definidas como etapas de pré-branqueamento. A sequência D E2 D é chamada branqueamento final.
Se é utilizada uma etapa alcalina com oxigénio antes da sequência de pré-branqueamento de um branqueamento multi-etapa de, por exemplo, pasta kraft, é possível reduzir a descarga em mais de metade da quantidade original, uma vez que o licor de branqueamento com oxigénio, esgotado, não contendo cloro é recuperável. Contudo, depois de uma etapa de deslenhificação com oxigénio, a lenhina que permanece na pasta é cerca de metade da quantidade que permanece depois da digestão no processo de cozimento, que assim, pelo menos parcialmente, tem que ser separada da pasta, por dissolução. Isto é conseguido no branqueamento subsequente.
branqueamento de pastas químicas é realizado principalmente com agentes de branqueamento clorosos, como cloro, dióxido de cloro, e hipoclorito, resultando em licores de branqueamento esgotados contendo compostos orgânicos halogenados e cloretos. A tendência corrosiva dos últimos torna difícil a existência da instalação de branqueamento como um sistema fechado e os compostos orgânicos halogenados significam descargas prejudiciais para o ambiente. Por isso, actualmente há um grande esforço no sentido do uso, na maior extensão possível, de agentes branqueadores pobres ou isentos de cloro, para reduzir as descai— gas e tornar possível recuperar os licores esgotados. Exemplos destes agentes de branqueamento sao os peróxidos, por exemplo peróxidos inorgânicos, tais como o peróxido de hidrogénio e o peróxido de sódio, e peróxidos orgânicos, tal como o ãcido peracético. A formação de compostos prejudicais para o ambiente é
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especialmente pronunciada no pré-branqueamento, onde a quantidade de lenhina é elevada. Por isso, o maior efeito de uma mudança para agentes de branqueamento que são menos prejudiciais para o ambiente, tal como peróxido de hidrogénio, é obtido no pré-branqueamento. Contudo, na prática actual, não se utiliza peróxido de hidrogénio em grande extensão na primeira etapa de uma sequência de branqueamento para se obter uma redução inicial da lenhina e/ou um aumento no branqueamento, devido às grandes quantidades de peróxido de hidrogénio que é necessário adicionar.
Assim, devem ser adicionadas grandes quantidades de peróxido de hidrogénio no tratamento com peróxido de hidrogénio alcalino para se obter uma dissolução satisfatória da lenhina, visto que tal tratamento dá um alto 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 da lenhina que no tratamento alcalino com um consumo muito mais baixo de peróxido de hidrogénio. Contudo, o tratamento ácido resulta numa descida substancial da viscosidade da pasta, isto é, os produtos da decomposição do peróxido de hidrogénio, a valores de pH baixos, atacam não apenas a lenhina, mas também a celulose, de tal forma que o comprimento das cadeias de hidrato de carbono é reduzido, resultando num enfraquecimento das propriedades de resistência da pasta.
De acordo com a SE-A 420 430, esta descida da viscosidade num tratamento ácido com peróxido de hidrogénio pode ser evitada efectuando o tratamento na presença de um agente complexante, tal como DTPA (ácido dietilenotriaminopentaacético), a um pH de 0,5 a 3,0. Este passo do tratamento é seguido por uma etapa de extracção alcalina para remoção da lenhina dissolvida, sem lavagem intermédia.
Problema técnico propósito dos vários passos de pré-tratamento é reduzir a quantidade de lenhina antes da primeira etapa clorosa e, assim, reduzir a necessidade de cloro e desse modo reduzir a quantidade de AOX, ou como é também apresentado T0C1 (=cloro orgânico
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-53316
onde o número capa (que é uma medida da quantidade de lenhina) é reduzido, obtêm-se por modificação do processo de cozimento ou por utilização de uma combinação de compostos de oxigénio e de azoto de acordo com o chamado processo PRENOX. Contudo, estes processos requerem grandes investimentos não económicos» 0 valor de AOX pode ser diminuído também pela substituição da etapa (C+D) numa sequência de branqueamento convencional por uma etapa D. Com esta mudança, a quantidade de produtos de descarga prejudiciais formados é substancialmente reduzida. Isto é válido, apesar de necessitar, normalmente, de uma elevada carga de dióxido de cloro por tonelada de pasta, para reduzir a quantidade de lenhina até ao baixo nível necessário antes do branqueamento subsequente. A possibilidade de obter um sistema de instalação de branqueamento que seja mais fechado é bastante limitada dado que os processos de pré-tratamento (produtos quimicos isentos de cloro) previamente conhecidos compreendem passos de tratamento ácidos ou compreendem aditivos inaceitáveis do ponto de vista da recuperação. Para ultrapassar estes problemas técnicos no processo é necessário implantar equipamento dispendioso. 0 presente invento, por este motivo, visa a resolução do problema modificando, de outra maneira, uma sequência de branqueamento já existente por forma a que se possam obter os valores mais baixos possíveis de AOX e ainda dar um produto da mesma ou mesmo de melhor qualidade.
Q Invento invento refere-se a um processo de tratamento no qual é utilizado branqueamento e deslenhificação isentos de halogêneo, iniciais, para alterar o perfil de metais vestigíais da pasta, tornar mais eficiente o branqueamento com peróxido e reduzir a quantidade de AOX (=halogéneo orgânico adsorvível). Este tratamento é realizado através da alteração do perfil de metais vestigíais da pasta (a posição e a quantidade de cada metal presente) pelo tratamento, num primeiro passo, com um agente complexante a um pH de 3,1 a 9,0, após o que, num segundo passo, é realizado um tratamento com peróxido sob condições alcalinas e num terceiro passo, o licor esgotado do branqueamento final com
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-63316 'MSB >
** t , l-*W/ produtos químicos contendo halogéneo é reciclado para um dos dois primeiros passos do tratamento, no qual a combinação de pH, temperatura e tempo existente nestes passos, ocasiona uma considerável degradação do AOX formado no branqueamento final. Este processo significa descargas consideravelmente inferiores provenientes das instalações de branqueamento existentes, uma vez que a quantidade de produtos químicos contendo halogéneo pode ser reduzida preservando a qualidade da pasta no que respeita ao branqueamento, viscosidade, número capa e propriedades de resistência.
invento, assim, refere-se a um processo para o tratamento de pasta contendo lenhocelulose tal como é descrito nas reivindicações. De acordo com o invento, este processo para o branqueamento de pasta química refere-se a um processo para formação e descarga reduzida de compostos orgânicos halogenados preservando o branqueamento e a resistência, substituindo uma etapa (C + + D) e E numa sequência de pré-branqueamento convencional, por um tratamento inicial com um agente complexante, alterando assim o perfil dos metais vestigiais da pasta, a um pH na gama entre 3,1 até 9,0 e a uma temperatura na gama de 10°C até 100eC. Num segundo passo é realizado um tratamento com um composto contendo peróxido a um pH na gama de 7 até 13, após o que os licores esgotados das etapas de branqueamento final com produtos químicos contendo halogéneo são reciclados para o primeiro ou segundo passo do tratamento. A reciclagem é efectuada directamente para o tratamento isento de halogéneo com um agente complexante ou composto contendo peróxido, o que significa que a já pequena quantidade de AOX é ainda mais reduzida de uma forma que é economicamente favorável. É vantajoso reciclar o licor esgotado da primeira etapa do branqueamento final com produtos químicos contendo halogéneo para o primeiro passo do tratamento, uma vez que há uma grande concordância entre as condições de processo nestas etapas. Isto é especialmente válido para o pH, mas também, por exemplo, para a temperatura. Por isso, de preferência o licor esgotado da primeira etapa de branqueamento com produtos químicos contendo halogéneo é reciclado para o primeiro passo do tratamento de acordo com o invento.
423
3316
-70 processo de acordo com o invento é utilizado de qSrefefência em tratamento de pasta, onde a deslenhificação compreenda uma etapa com oxigénio» A altura escolhida para realizar o tratamento com um agente complexante e um composto contendo peróxido de acordo com o invento, pode ser imediatamente depois da digestão da pasta ou depois de uma etapa com oxigénio.
No processo de acordo com o invento, o primeiro passo é realizado convenientemente a um pH de cerca de 4 a 8, de preferência de 5 a 7, e o segundo passo de preferência a um pH de cerca de 8 a 12.
Os agentes complexantes empregues compreendem principalmente ãcidos nitrogeno-policarboxílicos, convenientemente ácido dietilenotriaminopentaacético (DTPA), ácido etilenodiaminotetraacético (EDTA) ou ácido nitrilotriacético (NTA), de preferência DTPA ou EDTA, ácidos policarboxílicos, de preferência ácido cítrico ou ácido tartárico, ãcidos fosfónicos, de preferência ácido dietílenotriaminopentafosfónico ou polifosfatos. 0 composto contendo peróxido usado e de preferência peróxido de hidrogénio ou uma mistura de peróxido de hidrogénio e oxigénio.
tratamento de acordo com o invento compreende de preferência um passo de lavagem entre os dois passos de tratamento, por forma a que os metais ligados complexados sejam removidos da suspensão da pasta antes do passo com peróxido.
Os produtos químicos de branqueamento contendo halogéneo compreendem compostos clorosos, tais como cloro, dióxido de cloro, cloritos de metais alcalinos ou de metais alcalino-terrosos e hipocloritos de metais alcalinos ou de metais alcalino-terrosos, mas também são adequados compostos de flúor, bromo e iodo. Os compostos orgânicos halogenados referem-se a moléculas orgânicas separadas da madeira, onde o halogéneo foi incorporado na molécu- la durante o tratamento com produtos químicos de branqueamento contendo halogéneo. Exemplos de tais compostos orgânicos são celulose, hemicelulose e resíduos aromáticos e alifáticos de lenhina. Exemplos de compostos
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3316
-8orgânicos halogenados são resíduos de lenhina clorados, onde especialmente os compostos aromáticos são difíceis de degradar.
branqueamento final pode ser realizado com cloro e/ou dióxido de cloro em uma ou mais etapas, opcionalmente com uma etapa de extracção intermédia. Convenientemente, apenas é utilizado dióxido de cloro técnico, uma vez que neste caso a formação de AOX por kg de agente de branqueamento, contado como cloro activo, é apenas de um quinto do que acontece no caso de cloro molecular. 0 dióxido de cloro técnico refere-se a dióxido de cloro produzido por técnicas convencionais, sem adição externa de cloro. Por outras palavras, o dióxido de cloro pode conter cloro formado durante a produção e dissolvido na água de absorção. Um exemplo de processos industriais nos quais é formada uma certa quantidade de cloro, é a redução de clorato com cloreto. Outros agentes redutores de clorato, tais como o dióxido de enxofre e o metanol, apenas dão quantidades menores de cloro. A água de dióxido de cloro proveniente essencialmente de processos isentos de cloro, de preferência com menos de 0,5 g de cloro/litro, é especialmente preferida.
Além disso, o processo de acordo com o invento compreende a reciclagem do licor esgotado de uma ou mais destas etapas do branqueamento final para o pré-branqueamento isento de produtos químicos contendo halogêneo, de acordo com o invento. É também adequado reciclar o licor esgotado das etapas de branqueamento final que são ácidas, por exemplo, etapas com produtos químicos clorosos, para o tratamento com o agente complexante e o licor esgotado de etapas de extracção alcalina no branqueamento final, para o tratamento com peróxido. A combinação de pH, temperatura e tempo de residência no tratamento com o agente complexante e o composto contendo peróxido, provou ser especialmente adequada para reduzir a quantidade de compostos orgânicos halogenados existentes no licor esgotado do branqueamento final. Assim, o processo de acordo com o invento significa que é obtido um certo número de vantagens para o ambiente, sem grandes investimentos.
De preferência a corrente de água residual do passo 1 e do
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40* ., jíf j/ '......
passo 2 são misturadas antes de serem descarregadas no recipiente. Conveníentemente, as correntes são misturadas e então mantidas durante pelo menos 5 minutos, de preferência 5 a 180 minutos, antes de serem descarregadas no receptor. Muito preferivelmente, as correntes de água residual são misturadas o mais cedo possível, o que torna possível beneficiar da alta temperatura existente no passo contendo peróxido, do tratamento. Isto tem um efeito favorável na redução do AOX e reduz o tempo de residência, o que pode ser crítico quando se tratam grandes volumes de água residual.
No processo de acordo com o invento, o primeiro passo é realizado a uma temperatura de 10 a 100°C, de preferência de 40 a 95°C, durante 1 a 360 minutos, de preferência de 5 a 60 minutos e o segundo passo é realizado a uma temperatura de cerca de 50 a 130°C, de preferência de 60 a 100°C, durante 5 a 960 minutos, de preferência de 60 a 360 minutos. A concentração da pasta deve ser de 1 a 50% em peso, de preferência de 3 a 30% em peso. Em concretizações preferidas, compreendendo tratamento com ácidos nitrogeno-policarboxílícos no primeiro passo e com peróxido de hidrogénio no segundo passo, o primeiro passo é realizado com uma carga de (100% de produto) cerca de 0,1 a 10 kg/tonelada de pasta, de preferência de 0,5 a 2,5 kg/tonelada e o segundo passo com uma carga de peróxido de hidrogénio de cerca de 1 a 100 kg/tonelada, de preferência de 5 a 40 kg/tonelada. As condições de processo em ambos os passos de tratamento são ajustadas por forma a se obter o máximo efeito de branqueamento por quilo de composto contendo peróxido.
No primeiro passo do tratamento, o valor do pH pode ser ajustado por meio de ácido sulfúrico ou de ácido residual do reactor de dióxido de cloro, enquanto que, no segundo passo, o pH é ajustado pela adição, à pasta, de base ou um líquido contendo base, por exemplo carbonato de sódio, hidrocarbonato de sódio, hidróxido de sódio ou licor branco oxidado.
Na concretização do invento onde o tratamento é realizado depois de uma etapa com oxigénio na sequência de branqueamento, o
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3316
tratamento dá um excelente efeito de dissolução da lenhina, uma vez que uma pasta tratada com oxigénio é mais sensível a um tratamento de redução da lenhina e/ou de aumento do branqueamento com peróxido de hidrogénio. Este tratamento, utilizado em combinação com um agente complexante é realizado depois de uma etapa com oxigénio, dá resultados tão bons que, do ponto de vista ambiental, pode ser obtida uma substancial melhoria no tratamento com um sistema mais fechado para a sequência de branqueamento. Também têm sido feito esforços para aumentar a deslenhificação isenta de cloro, utilizando duas etapas com oxigénio, uma depois da outra, no início de uma sequência de branqueamento. Contudo, verificou-se que depois de um tratamento inicial com oxigénio, é difícil utilizar um novo tratamento com oxigénio para remover tais quantidades de lenhina, pelo que são justificados os altos custos de investimento para tal etapa.
Tal como foi acima estabelecido, um propósito do processo de acordo com o invento é reduzir as descargas de AOX (=halogêneo orgânico adsorsível)preservando a qualidade da pasta, pela utilização de peróxido e, opcionalmente, oxigénio em vez de agentes de branqueamento contendo halogêneo no pré-branqueamento. Para obter o mesmo efeito com o peróxido do que compostos clorosos relativamente à deslenhificação, de acordo com o invento verificou-se que a pasta deve ser pré-tratada com um agente complexante a um pH na gama de 3,1 a 9,0. Por este meio, o perfil dos metais vestigiais da pasta (a posição e a quantidade de cada metal presente) pode ser alterado de uma forma que o peróxido degrada selectivamente a lenhina deixando as cadeias de celulose praticamente intactas.
No tratamento de acordo com processos anteriores, o objectivo tem sido apenas o de reduzir tanto quanto possível, a quantidade total de metais, ao passo que foi verificado de acordo com o invento que um perfil de metais vestigiais alterado selectivamente mudando a quantidade e posição dos metais, tem um efeito mais favorável na qualidade da pasta. É assumido que o tratamento de acordo com o invento, com um primeiro passo com um agente complexante a um pH de cerca de 3,1 a 9,0 significa que em primeiro lu72 423
3316
gar os metais vestigiais activos nas proximidades das cadeias de celulose são ligados em complexos, enquanto que os metais correspondentes na proximidade imediata da lenhina são deixados praticamente intactos. No branqueamento subsequente, o peróxido será a substância mais selectividade da Exemplos de metais decomposto por estes metais e reage com próxima, isto é, a lenhina. Assim, a deslenhificação é dramaticamente melhorada, especialmente prejudiciais à degradação da celulose, são o manganês, enquanto por exemplo o magnésio pode ter um efeito favorável, entre outras coisas, na viscosidade da pasta. Por esta razão, entre outros metais, o magnésio vantajosamente não deve ser eliminado.
Além disso, a utilização do processo de acordo com o invento, significa uma qualidade melhor ou inalterada da pasta resultante. Num processo de branqueamento, o objectivo é um número capa baixo, o que significa uma baixa quantidade de lenhina não dissolvida e um alto branqueamento da pasta. Além disso, o objectivo é uma alta viscosidade, o que significa que a pasta contém cadeias longas de hidratos de carbono resultando num produto mais resistente, e num consumo baixo de peróxido de hidrogénio o que resulta em custos mais baixo do tratamento. No processo de acordo com o invento, todos os quatro objectivos são atingidos, o que é evidente do Exemplo 1. Assim, são obtidos um baixo valor do número capa e do consumo de peróxido de hidrogénio, bem como um alto branqueamento e viscosidade, no tratamento com um agente complexante na gama de pH entre 3,1 e 9,0 e um subsequente branqueamento alcalino com peróxido. Além disso, a combinação de uma alta qualidade da pasta e um efeito fortemente reduzido nos cursos de água na proximidade das instalações de branqueamento, é obtido reciclando o licor esgotado das etapas de branqueamento contendo halogêneo.
invento e as suas vantagens são ilustradas com mais detalhe pelos Exemplos seguintes, que contudo, têm apenas como intenção ilustrar o invento e não limitá-lo. As percentagens e partes estabelecidas na descrição, reivindicações e exemplos, referem-se a percentagem em peso e partes em peso, respectivamente,
Ζ
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3316
-12.Χ'Χ'
-«·*<
a nao ser que outra coisa seja estabelecida.
Exemplo 1
Uma pasta kraft de madeira macia, deslenhifiçada com oxigénio, foi tratada de acordo com o invento, no passo 1 com 2 kg de agente complexante (EDTA) por tonelada de pasta, durante 60 minutos a 90°C. 0 número capa e a viscosidade eram 16,9 e 1040 dm3/kg, respectivamente, antes do tratamento. Nas experiências, o
pH variou no passo 1 entre 1,6 e 10,8. No passo 2, foram carregados 15 kg de peróxido de hidrogénio por tonelada de pasta. O pH era 11, a temperatura 90°C e o tempo de residência 240 minutos. A consistência da pasta era 10% em peso nos passos 1 e 2. 0 número capa, viscosidade e branqueamento da pasta foram determinados de acordo com Métodos Padrão SCAN, e o consumo de peróxido de hidrogénio foi determinado através de titulação iodométrica. Os resultados obtidos são apresentados na Tabela abaixo.
TABELA I ’
H2°2
| bH | Número capa | Viscosidade | B ranqueamento | Consumo |
| passo 1 | passo 2 | passo 2 (dm3/kg) | passo 2 (% ISO) | passo 2 (kg/ton) |
| 10,8 | 11,3 | 922 | 45,1 | 15,0 |
| 9,1 | 9,8 | 929 | 56,4 | 15,0 |
| 7,7 | 9,0 | 944 | 61,9 | 13,0 |
| 6,7 | 8,8 | 948 | 63,3 | 11,3 |
| 6,5 | 8,6 | 950 | 63, 6 | 11,1 |
| 6,1 | 8,3 | 944 | 66,1 | 8,8 |
| 5,8 | 8,5 | 942 | 64,0 | 11,0 |
| 4,9 | 8,5 | 954 | 64,0 | 10,4 |
| 3,8 | 9,0 | 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 | da Tabela é | crucial que o | tratamento |
passo 1 seja realizado na presença de um agente complexante e dentro da gama de pH de acordo com o presente invento, para alcançar a máxima redução do número capa e do consumo de peróxido de hidrogénio assim como o máximo aumento do branqueamento. A
423
3316
-13selectividade expressa como viscosidade, a específico, é maior com um agente complexante válido dentro de toda a gama de pH investigada»
um número capa presente. Isto é
Exemplo 2
Uma pasta kraft de pinho, deslenhifiçada com oxigénio, com um número capa de 16,9 antes do tratamento de acordo com o invento, foi tratada com a sequência de branqueamento seguinte: Passo 1 passo 2 Dq EPD|. Aqui, a passo 1 representa o tratamento com um agente complexante, o passo 2 o branqueamento alcalino com peróxido, Do e um primeiro e segundo tratamento com dióxido de cloro técnico respectivamente e finalmente EP uma etapa de extracção reforçada com peróxido. A carga total de dióxido de cloro e peróxido de hidrogénio foram de 35 kg/tonelada de pasta e 4 kg/tonelada de pasta, respectivamente. 0 branqueamento final e a viscosidade final foram de 89% ISO e 978 dm3/kg, respectivamente. 0 licor esgotado desta experiência, contendo 0,35 kg de AOX/tonelada de pasta, foi reciclado do filtro de lavagem depois de Dq para a corrente de entrada do passo 1. A temperatura no passo 1 variou entre 50 e 90’C. Além disso, o efeito de purificação da mistura dos licores esgotados do passo 1 e do passo 2 foi examinado. Durante o procedimento, o tempo de residência no passo 1 foi de 30 minutos. Na experiência onde os licores esgotados do passo 1 e 2 foram misturados, o tempo de residência após a mistura foi aumentado em aproximadamente 15 minutos, que é um tempo convencional numa torre de neutralização. A quantidade de compostos orgânicos halogenados especificada corno AOX (=halogéneo orgânico adsorvível), foi determinada de acordo com a SCAN-W 9:89. A amostra é acidificada com ácido nítrico e os constituintes orgânicos adsorvídos descontínuamente em carbono activo. Os iões clorosos inorgânicos são suprimidos com iões nitrato. 0 carbono é queimado com oxigénio num tubo de quartzo a aproximadamente 1000°C. 0 ãcido clorídrico assim formado, é absorvido numa suspensão electrolítica e determinado por titulação microcoulométrica.
Uma vez que as legislações implementadas pelas autoridades especificam a quantidade de AOX como kg AOX/tonelada de pasta, os
423 >v':
-143316 valores experimentais foram recalculados multiplicando mg de AOX/litro de água residual por litros de água de purga/tonelada de pasta.
Os resultados são apresentados na Tabela abaixo.
TABELA II
Temperatura Quantidade de AOX pH na no passo 1,°C kg/ton % redução água pura
| Depois Depois | da do | D0 passo | 1 | 50 | 0,35 0,24 | 31,4 | cerca cerca | de de | 3 5-6 |
| Depois | do | passo | 1 | 70 | 0,09 | 74,3 | cerca | de | 5-6 |
| Depois | do | passo | 1 | 90 | 0,05 | 85,7 | cerca | de | 5-6 |
| Depois passo ' | do passo 2 (90*C) | 1 + 90 | 0,03 | 91,4 | cerca | de | 10 |
Em ensaios em fábrica com a mesma mento, foram obtidos os seguintes pasta e sequência de branquearesultados:
TABELA III
Temperatura no Quantidade de AOX passo 1, °C kg/tonelada de pasta % redução »-Depois de DQ — 0,383 ----Depois do passo 1 55 0,183 47,9
Como é evidente da Tabela II, a quantidade de AOX na água residual é reduzida em mais de 50% a temperaturas acima de 60eC no passo 1. Dado que este nível é muito baixo no início 0,35 kg/tonelada de pasta depois de Dq - o resultado é uma instalação que é praticamente fechada com respeito às descargas de AOX. Isto é especialmente verdade se a água residual do passo 1 e do passo 40% comparada com o resultado a 90°C no passo 1. Além disso, a possibilidade de se utilizar equipamento existente na instalação de branqueamento para realizar o tratamento, torna-o muito económico. 0 ajustamento do pH antes da descarga no recipiente pode também ser total ou parcialmente excluído, uma vez que o pH na
Ί2 423
2í' 15 &
e/ou 2 seja maior do que no licor esgota3316 água residual da fase do de Dq.
Além disso, uma temperatura mais elevada no passo 1 tem um efeito favorável na quantidade de lenhina na pasta depois do passo 2. Com uma pasta kraft com um número capa de 21,0 antes do branqueamento, é atingido um número capa de 12,3 depois do passo 2 a 50”C no passo 1. A 90°C no primeiro passo, o resultado é 12,0, isto é, um aumento não desprezável na eficiência da deslenhificação de cerca de 41 para cerca de 43%.
Exemplo 3
Com propósitos comparativos, a pasta utilizada no Exemplo 2 foi branqueada também de acordo com técnicas da arte anterior. A sequência de branqueamento de acordo com técnicas da arte anteriores ε o invento foi 0 (C + D) EP D EPD e 0 Passo 1 Passo 2 D EP D, respectivamente. A quantidade de dióxido de cloro na fase (C + D) foi 50 e 100%, respectivamente, contado como cloro activo. Os resultados obtidos são apresentados na Tabela IV.
TABELA IV
Pré-tratamento com
| passo 1 | Não | Não | Sim |
| % D em (C + D) | 50 | 100 | 100 |
| Cloro (kg/ton): | 14 | 0 | 0 |
| C102 * (kg/ton): | 33 | 78 | 35 |
| Viscosidade final (dm^/kg): | 882 | 891 | 948 |
| Branqueamento final (% ISO) | 90,1 | 90,1 | 90,3 |
| AOX total (kg/ton): | 2,3 | 0,95 | 0,03 |
| * C102 total na sequência de | branqueamento (como |
activo)
Como é evidente da Tabela, o processo de acordo com o invento torna possível obter uma pasta com branqueamento final igual ao obtido com a utilização de um branqueamento convencional. Neste caso, contudo, a quantidade de AOX na água residual é apenas 3% da quantidade de AOX obtida com uma técnica de branqueamento, favorável ao ambiente, convencional com apenas z
423
3311>
-16dióxido de cloro técnico. Foi obtida uma quantidade total de AOX de 0,03 kg/tonelada de pasta, quando os licores esgotados do passo 1 e passo 2 foram misturados a 90eC (ver Tabela III no
Exemplo 2),
423
3316
Claims (10)
- REIVINDICAÇÕES1 - Processo para a redução da quantidade de compostos orgânicos halogenados no licor esgotado proveniente da deslenhificação e branqueamento de pasta contendo lenhocelulose, digerida quimicamente, caracterizado por, num primeiro passo, o perfil de metais vestigiais da pasta ser alterado pelo tratamento com um agente complexante, a um pH na gama de 3,1 a 9,0 e a uma temperatura na gama de 10°C a 100°C, e por, num segundo passo, a pasta ser tratada com um composto contendo peróxido, a um pH na gama de 7 a 13, após o que a pasta é branqueada com um composto contendo halogéneo e o licor esgotado, desta etapa de branqueamento, é reciclado para um dos passos precedentes, sendo, assim, reduzida, com este tratamento a quantidade total de compostos orgânicos halogenados no licor de branqueamento esgotado.
- 2 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os licores esgotados das etapas de branqueamento contendo halogéneo serem reciclados para o primeiro passo do tratamento.
- 3 - Processo de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por os produtos químicos do branqueamento, contendo halogéneo, compreenderem dióxido de cloro técnico.
- 4 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido tratamento ser levado a cabo depois de uma etapa com oxigénio.
- 5 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o primeiro passo do tratamento ser levado a cabo a um pH de 4 a 8.
- 6 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a pasta ser lavada depois do tratamento com um agente complexante.
- 7 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o agente complexante ser ácido dietilenotriaminapentaacético (DTPA) ou ácido etilenodiaminatetraacético (EDTA).
- 8 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o composto contendo peróxido ser peróxido de hidrogénio ou uma mistura de peróxido de hidrogénio e oxigénio.
- 9 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os licores esgotados do primeiro e segundo passos de trata72 42333Í6-18mento serem misturados e mantidos durante 5 a 180 min, antes de serem descarregados para o recipiente.
- 10 - Processo de acordo com as reivindicações 1-9, caracterizado por o primeiro passo ser levado a cabo a uma temperatura de 40 a 95*C durante 1 a 360 min, e por o segundo passo ser levado a cabo a uma temperatura de 50 a 130°C durante 5 a 960 min, possuindo a pasta tratada uma concentração de 1 a 50% em peso.
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