Brevet FR2505377A1 — publié le 19821112

L'invention concerne un procédé pour le blanchiement de matières cellulosiques fabriquées par voie chimique. Sous la denomination "cellulose fabriquée chimiquement", on entend ici une cellulose qui est produite, à partir de bois hache, par cuisson avec, d'une part, des alcalis ou des acides, en règle générale NaOH, Na2S et Na2 Co3, et, d'autre part, une solution de bisulfite de calcium, de magnésium, de sodium, ou d'ammonium. Dans ce traitement sont dissous la lignine et les hydrocarbures du bois, qui sont ensuite séparés de la cellulose par lavage.Les lessives de lavage sont alors concentrées jusqu'à une teneur en matière solide de 50 à 60%, puis brûles. Par cette combustion, il est possible de couvrir une partie des besoins en énergie du processus de traitement Cependant, pour la fabrication de papiers de haute valeur, exempts de bois, la teneur en lignine de la cellulose, largement libérée de lignine par la cuisson, doit & re encore abaissée davantage. Cela est obtenu par blanchie vents opération par laquelle la lignine restante est transformée en compositions solubles dans l'eau ou les alcalis, la cellulose devenant d'une teinte plus claire. Jusqu'à ce jour, il a été habituel de traiter dans une première étape, la cellulose d'une consistance d'environ 3%, avec une solution aqueuse de chlore, dans une cuve de réaction dans laquelle la suspension séjournait pendant environ 30 à 60 minutes. Le chlore réagit alors avec la lignine restante qui est ensuite extraite avec NaOH. La masse de fibres exempte de lignine relativement foncée est alors blanchie avec de l'hypochlorite, du dioxyde ou du peroxyde de chlore, avec une densité de matière d'environ 10, des températures élevées et des temps de se jour de plusieurs heures par étape de traitement, et des extractions intermédiaires partielles par alcali, jusqu'a obtention d'un semi-produit de qualité commercialisable. L'inconvénient de ce procédé, connu, réside en ce que l'eau de lavage contenant du chlore, et chargée de matières organiques, contient des substances très difficilement biologiquement dégradables, avec besoin en oxygène élevé, tels que des phénols chlorés. En raison de leur importante corro sivité, ces lessives ne peuvent pas être évaporées ou consumées dans des conditions économiquement admissibles. Il est également possible d'utiliser, au lieu du chlore, du peroxyde ou de l'oxygène Cependant, cette utilisation doit être faite en présence d'alcali, de sorte que, dans les étapes de blanchiement ultérieures, ou lors de la récupération des produits chimiques, on se heurte à des difficultés dans la mesure où il s'agit de sulfites de cellulose constituées avec du calcium ou du magnésium comme bases. En outre, ltélimi- nation de la lignine restante ne peut pas, pour des raisons de technologie, être poussée aussi ioin qu'il serait désirable. Il a déjà été envisagé d'utiliser l'ozone comme moyen de blanchiement, car il devrait permettre un abaissement de la contamination de ltenvironnement par les eaux de lavage. Cependant, le blanchiement par l'ozone n'a pas pu être développé, parce qu'on n'est pas parvenu, notamment dans le cas de celluloses sulfatées, de ramener la consommation d'ozone à un taux économiquement acceptable, et parce que, en outre, on n'est pas parvenu à blanchir, avec un même résultat satisfaisant, les deux types usuels de celluloses de fabrication chimique, à savoir celluloses à sulfite et cellulose à sulfate. L'invention a pour but de proposer un procéde du type mentionné avec lequel soit obtenue une amélioration de l'opération de blanchiement du point de vue de la pollution de l'environnement. D'autre part, on a constaté, qu'en plus de ce résultat recherché, la durée de travail er la dépense d'appas reillage étaient considérablement diminuées par le procédé de l'invention. D'une manière surprenante, particulièrement simple et économique, le procédé de l'invention est caractérisé en ce que, au cours d'une opération de dissociation des fibres, ou à la suite de cette opération, la cellulose est traitée, d'une part avec des oxydes d'azote ou de l'acide nitrique, et, d'autre part, avec de l'ozone. De cette manière, il est possible de retirer la lignine des deux types de cellulose à sulfite ou à sulfate. La mise en oeuvre de l'agent de réaction, oxyde d'azote ou acide nitrique et ozone, est choisie en adaptation aux conditions éventuelles. Ainsi, par exemple, une cellulose sulfatée peut être traitée, dans une première étape, avec de l'oxyde d'azote ou de l'acide nitrique, et, dans une seconde étape, avec de l'ozone, de telle manière que, avec un dosage optimal de ces agents de réaction, et un réglage de leur introduction, il est possible de réaliser le traitement avec une efficacité économique maximale Il est possible de procéder, entre les deux étapes de traitement, à une extraction de la cellulose par un alcali, de telle sorte que, ensuite, l'ozone n'ait plus qu'a blanchir la quantité de lignine restante, cette lignine attaquée par l'ozone étant soluble dans l'eau. Dans le cas où la cellulose en question le permet, le traitement avec l'oxyde d'azote et le traitement avec 1 ozone peuvent avoir lieu simultanément. D'autres variantes de procédé peuvent être envisagées, par exemple de telle manière qu'une première étape de traitement par l'oxyde de l'azote et l'acide nitrique soit suivi d'une deuxième étape de traitement combinée par oxyde d-'azote et ozone, et finalement, après extraction éventuelle par alcali, soit suivie d'un autre traitement par l'ozone. La mise en oeuvre d'oxydes d'azote, qui, par exemple dans le cas de celluloses à sulfite, peut être réduite, ou même totalement supprimée, n'a qu'une influence négligeable sur l'économie du procédé, parce que les oxydes d'azote sont peu coûteux d'achat ou de production. Tandis que, jusqu'à ce jour, les eaux de lavage provenant du blanchiement traditionnel sont amenées à ltétat non clarifié dans le flux d'eau à épurer, il est possibl par emploi du procédé de l'invention, d'introduire les eaux de lavage dans le circuit général d'eaux de lixivation et finalement de les brûler.- Les installations à utiliser pour l'application du procédé de l'invention sont simples. Pour mélanger l'oxyde d'azote et l'ozone avec la cellulose, lors d'une dissociation simultanée des fibres, il est possible d'utiliser un appareil de raffinage approprié pourvu de raccords d'amenée pour le gaz ou le mélange de gaz en question. Dans le cas où plusieurs additions de gaz sont nécessaires ou rationnelles, il est possible, dès que les fibres sont suffisamment dissociée d'utiliser comme unité de mélange, une soufflante servant au transport ultérieur de la matière, l'amenée de gaz s'effectuant alors dans le domaine du rotor de la soufflante Le procedé de l'invention est expliqué ci-après à l'aide d'exemples Dans une première étape de procédé, 2% d'oxyde d'azote à la température ambiante, ou à des tempêratures plus élevées, sont amenés à agir sur une cellulose à sulfate de bois de hêtre, d'une teneur en bois de 30 environ, qui passe à travers un appareil de raffinage.La consistance de la cellulose peut, dans cette étape être comprise entre 10 et 50%, notamment égale à 35%0 Par ce traitement, la lignine restant encore après la cuisson est décomposée de telle sorte qu'elle puisse être éliminée partiellement avec de l'eau, lors d'un lavage ultérieur, ou mieux encore avec une solution aqueuse de produit alcalin La teneur en bois de la cellulose est ainsi réduite d'environ 15 unités. Lors du traitement suivant de la matière à grande consistance, avec de l'ozone, la lignine encore restante réagit exactement de la même manière que la lignine sulfitée, de telle sorte que, avec une amenée de seulement 1% d'ozone à la température ambiante, le degré de blancheur de la cellulose se trouve élevé de 20 à 25 points. Après un lavage de la cellulose, sans adjonction de produits chimiques, la teneur en bois de la cellulose est inférieure à cinq. Un blanchiement final, à degré de blancheur maximal, peut être obtenu, si cela est nécessaire, avec de faibles quantités de produits de blanchiement traditionnels. REVENDICATIONS 10) Procédé pour le blanchiement de cellulose fabriquée chimiquement, caractérisé en ce que, au cours d'une opération de dissociation des fibres, ou à la suite d'une telle opération, la cellulose est traitée, d'une part, avec des oxyde d'azote ou de l'acide nitrique, et, d'autre part, avec de 1' ozone 20) Procéde suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la cellulose est traite, dans une première étape, avec des oxydes d'azote ou de l'acide nitrique, et, dans une seconde étape, avec de l'ozone 30) Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, outre les deux étapes de traitement, la cellulose est soumise à une extraction au moyen de produits alcalins 4 ) Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que la cellulose est traitée simultanément avec de l'oxyde d'azote et avec de l'ozone