Brevet FR2303895A1 — publié le 19761008

La présente invention concerne un procédé pouo le réglage de l'acidité et de la dureté de l'eau des suspensions de fibres Ases en oeuvre dans la production du papier, en particulier dans les usines fonctionnant en circuit complètement fermé et/ou dans les usines dans lesquelles on traite de vieux papiers dont la résistance à l'humidité a été renforcée à l'aide de produits de condensation à base de résines urée-formaldéhyde et/ou melami ne-formaldéhyde. Les fluosilicates alcalins, ce terme désignant ici les hexafluorosilicates alcalins, présentent, du fait notamment de leur composition chimique, des types de valences, de la disposition spatiale des atomes dans la molécule, etc.. des caractéristiques et des activités tout à fait particulières, dont on peut tirer profit avec de très grands avantages lorsqu'il s'agit de préparer du papier. On a déjà décrit, dans le brevet CS 133.086, l'utilisation du fluosilicate de sodium et des composés analogues d'sléments divalents lors de la trituration de la pâte, pour améliorer en mssme temps la rétention sur la toile et la clarification des eaux résiduaires, On a également décrit dans le brevet DT 2.243.108 l'utilisation, lors de la préparation des pâtes de fibres, de mélanges de fluosilicates alcalins avec des composés du magnésiumr pour améliorer la rétention sur la toile, la résistance du papier et la clarification des eaux résiduaires.Dans la demande de brevet allemand DX-OS 2.143.251, on décrit l'utilisation de mélanges et/ -ou de combinaisons de fluosilicates alcalins avec des polyphosphates alcalins pour éliminer le mucilage dans l'industrie du papier. On a d'autre part décrit, dans le brevet DD 2.142.012, des adjuvants chimiques pour l'industrie du papier à base de verres aux silicates alcalins, modifiés à l'état fondu par des borates, des phosphates et des fluorures et pour l'obtention desquels on utilise principalement des fluosilicates alcalins comme sour ces de fluor. On n'a décrit jusqu'ici que des adjuvants et/ou des méthodes dans lesquels des fluosilicates alcalins sont mis en oeuvre avec ou CA côté d'autres composés, et dans lesquels on obtient, suivànt le type de composés mis en oeuvre et suivant la propor tion, etc.., les effets spéciaux recherchés pour des usages spécifiques. On a découvert que, dans des cas particuliers de la fabrication du papier,com;ne par exemple lorsqu'on travaille en circuit totalement fermé, ou également lorsqu'on triture de vieux papiers difficiles à désagréger qui ont été rendus résistants à l'humidité avec des produits de condensation à base de résines urée-formaldéhyde et/ou mélamine-formaldéhyde, il est nettement plus avantageux d'utiliser les fluosilicates alcalins etou les acides correspondants, à savoir l'acide hexafluosilicique, sans addition et/ou modification d'aucune sorte. En cas d'exploitation en circuit totalement fermé, lorsqu'on introduit dans le circuit des quantités de sels alcalins d'autant plus élevées que les quantités de silicate alcalin et d'autres additions au fluosilicate alcalin présentes dans le mélange sont plus élevées, il se produit toujours un certain enrichissement du circuit en sels alcalins, principalement en sulfate alcalin. Par contre, l'utilisation de fluosilicates alcalins conduit à un enrichissement en sels minimal du circuit et a une réduction maximale de la dureté de l'eau. Outre ces avantages techniques, l'emploi direct de fluosilicates alcalins apporte encore d'autres avantages. On a constaté par ailleurs que l'on parvient encore à un enrichissement plus faible du circuit totalement fermé en rempla çant les fluosilicates alcalins en partie ou en totalité par de l'acide hexafluosilicique. On a constaté que la concentration des sels solubles dans le circuit et les activités des ions individuels exercent une action énorme sur la dimension des associations de molécules d'eau (Cluster) et par conséquent sur l'ensemble de la production du papier. On a trouvé par ailleurs qu'au cours de la production du papier, on ne peut pas utiliser l'acide hexafluosilicique et/ou ses sels alcalins (fluosilicates alcalins) à volonté mais de préférence en des quantités telles qu'elles adoucissent l'eau du circuit jusqu'à environ 3X5-53 (degrés hydrotimétriques fran çais) et règlent en même temps la valeur de pH entre environ 3,5 et 6,8. On peut, selon les conditions de la fabrication, obtenir ces valeurs par des additions d'environ 0,01 à 2,50 % d'acide hexafluosilicique et/ou de leurs sels alcalins, ces chiffres étant rapportés aux fibres sèches. On a constaté par ailleurs que l'on peut utiliser avec de nombreux avantages l'acide hexafluosilicique et/ou ses sels alcalins lors de la trituration de vieux papiers difficiles à déchiqueter qui avaient été rendus résistants à l'humidité au moyen de produits de condensation urée-formaldéhyde et/ou mélamine formaldéhyde. Il est nécessaire de triturer ces vieux papiers dans un domaine de pH acide, ce pour quoi on utilise jusqu'ici des adåu- vants å réaction acide que l'on met en oeuvre à raison de 0,5 à 5 % par rapport aux fibres sèches pour abaisser la valeur de pB de la suspension de matières fibreuses Ces adjuvants conduisent, notamment lors du travall en circuit fermé, à un enrichissement énorme en sels de I' eau du circuit et, dans de nombreux cas, à une corrosion sévère des ins lallations X8me dans le cas où on utilise pour la trituration des vieux papiers résistants à l'humidité des adjuvants contenant de l'acide phosphorique ou des polyphosphates qui conduisent à la formation de couches protectrices réduisant la corrosion à la surface du métal, cette technique n'est pas sans poser de problèmes étant donné que l'enrichissement de l'eau du circuit en phosphates conduit à une formation importante de mucilage qu'il est nécessaire d'éliminer ensuite par des additions d'agents anti-mucilage, ce qui rend la production plus compliquée, accrort les colts de production et conduit en outre à une -concentration supplémentaire des sels dans l'eau du circuit. On vient de trouver à présent que l'on peut rapidement désagréger les papiers résistants à lthumidité susmentionnés en acidifiant la pâte de papier dans l'appareil de trituration avec de l'acide hexafludsilicique et/ou ses sels alcalins jusqu'à une valeur de pH d'environ 3,5 à 4,5, la valeur de pH dans chaque cas dépendant du degré de résistance à l'humidité. Les papiers résistants à l'humidité sont très rapidement déchiquetés à la valeur de pH indiquée, le processus étant accéléré par l'adoucissement poussé de l'eau et par le gonflement intense des fibres dans l'eau adoucie. Ainsi qu'il a été mentionné précédemment, l'enrichissement en sels de l'eau du circuit est minimal lorsqu'on emploie l'acide hexafluosilicique et/ou ses sels alcalins. À noter également que l'acide silicique formé par hydrolyse de l'acide hexafluosilici que et/ou de ses sels alcalins dans l'eau de recyclage flocule et reste en grande partie dans le papier; cela également conduit à une charge minimale de l'eau de recyclage en substances solubleus. L'acide silicique peut également se déposer quelque peu sur les surfaces métalliques et y former des couches protectrices minces, compactes et adhérentes qui protègent la surface du métal contre la corrosion. Le fait que l'acide hexafluosilicique et ses sels alcalins soient de remarquables biocides et fongicides évite l'addi- tion d'un agent anti-mucilage. Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter. 13=?IE i Lors de la fabrication de papier d'emballage à partir de vieux papiers dans une usine comportant un circuit totalement fermé, on a ajouté 0,15 t 0,05 % de E2SiZ6 par rapport aux fibres sèches. Avant l'introduction dans le pulper, l'eau de recyclage a été adoucie jusqu'à 36 + 90 et maintenue à ce degré de dureté, la valeur de pH ayant été en même temps ajustéa dans des limites de pH de 6,5 t 0,3. Les variations de la qualité des vieux papiers à l'entrée sur de longues périodes de fonctionnement étaient compensées par des modifications de la quantité de fluosilicate de potassium ajoutée, et -la dureté de l'eau ainsi que la valeur de pH étaient maintenues dans les limites générales sus-indiquées Le dépouillement des résultats de deux essais comparatifs de fabrication de produit ondulé de 128 g/m2 au cours de laquelle 3 % d'amidon ont été mis en oeuvre, en plus des adjuvants examinés, a donné ce qui suit Technique anté- selon l'invention rieure ~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Adjuvants 2 adjuvants anti- Fluosîlicate de mucilage, 0,3 % au potassium total 0,15 0,05 % Dureté de l'eau de 160-198 36 9 recyclage (degrés français) pH 6,0 - 7,2 6,5 + 0,3 Problèmes de apparus à des intervalles aucun mucilages de temps irréguliers Mauvaises odeurs intenses aucune Problèmes de apparus de façon irrégulière aucun bitume Valeur OMT 18 + 1 kp 20 + 1 kp EXEMPLE 2 Lors de la trituration de déchets de papiers d'étiquettes fortement encollés, résistants à l'humidité, dans un pulper à 60 70O, les 3-4 * de sulfate d'aluminium habituellement utilisés ont été remplacés par 0,5 % de fluosilicate de sodium et 0,4 % d'acide hexafluosilicique. La comparaison des deux procédés a conduit aux résultats suivants : Technique antérieure Selon l'invention Adjuvant sultate d'aluminium à Na2SiF6 + 18 Quantité ajoutée 3 - 4 % 0,5 % + 0,4 % PR dans le pulper 3,5 - 4,0 3,5 - 3,8 Durée de l'opération dans le pulper 30 - 60 min. 25 - 35 min. Qualité de la pite présence de fragments absence de frag après le raffinage individuels d'une di- ments mension de 3 mm Phénomènes de corro- corrosion sévère, en légère corrosion sion particulier dans les sur certaines pompes arrêtes vives dans la pompe REVENDICATIONS 1. Procédé pour le réglage de l'acidité et de la dureté de l'eau des suspensions de fibres mises en oeuvre dans la production du papier, en particulier dans les usines fonctionnant en circuit complètement fermé ou dans les usines qui traitent des vieux papiers dont la résistance à l'humidité a été renforcée à l'aide de produits de condensation urée-formaldéhyde et/ou mélamine-formaldéhyde, caractérisé en ce qu'on règle et maintient constants la dureté de l'eau de recyclage et la valeur de pH des suspensions de fibres par addition d'acide hexafluosilicique et/ ou de ses sels alcalins. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'eau du circuit est maintenue constante dans le domaine de 3,5 - 530 (degrés hydrotimétriques français) par addition d'environ 0,01 ,b à 2,5 % d'acide hexafluosilicique et/ou de ses sels alcalins, moyennant quoi on maintient en même temps la valeur de pH des suspensions de fibres dans un domaine d'environ 3,5 à 6,8. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise de l'acide hexafluosilicique, du fluosilicate de sodium et/ou du fluosilicate de potassium de qualité technique. 4. Procédé selon-l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on ajoute l'acide hexafluosilicique et/ou ses sels alcalins, de préférence le sel de sodium et/ou de potassium, au début de la fabrication dans l'appareil de trituration ou avant la phase de broyage, respectivement de raffinage. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on n'utilise sensiblement pas d'autres additifs.