Brevet FR2537177A1 — publié le 19840608

La présente invention se réfère à un procédé pour le blanchiment de pates cellulosiques fabriquées à haut rendement. Ce procédé concerne plus précisément le blanchiment à l'aide de peroxydes. I1 est connu depuis longtemps de blanchir les pâtes mécaniques à l'aide de peroxydes. En principe ce blanchiment est effectué en ce que le matériau ligneux , défibré dans un raffineur ou un défibreur et, après un éventuel classage etune déshydratation, est blanchi dans un stade unique par l'addition de différents produits chimiques de blanchiment. Ce processus se déroule dans des tours de blanchiment spéciales, dans lesquelles la pâte est transportée en continu ensemble avec les produits chimiques ajoutés, qui réagissent avec et/ou dissolvent des composants donnant lieu à une coloration foncée de la pâte. On a trouvé que dans ce procédé de blanchiment, il est avantageux et souvent nécessaire, d'ajouter les produits de blanchiment en grand excès. Afin de rendre ce procédé de blanchiment compétitif et pour éviter la pollution du récipient que provoquerait l'évacuation de la solution de blanchiment résiduaire, il a été estimé nécessaire de réutiliser la solution résiduaire sortant de la presse après le blanchiment. Une telle réutilisation est réalisée en recyclant la solution résiduaire dans le stade de blanchiment après l'avoir-complé- tée avec des produits chimiques frais. Les agents de blanchiment sont principalement le peroxyde d'hydrogène ou d'autresperoxydes et les alcalis. Les quantités de ces deux composants sont ajustées en fonction du type de pâte dont il s'agit. On a trouvé qu'il est nécessaire, en outre, d'ajouter certains silicates afin de stabiliser le peroxyde, qui autrement décomposerait facilement Cette addition n'est pas sans poser certains problèmes, en particulier en ce qui concerne les incrustations qugelle peut provoquer dans les appareils utilisés pour lWévaporation de la solution résiduaire utilisée dans l'atelier de blanchiment. Quand le matériau ligneux brut sous forme de copeaux ou de rondins est défibré dans le raffineur ou le défibreur, certaines impuretés passent inévitablement dans la pâte. Parmi ces impuretés les métaux lourds, comme le fer et le manganèse, sont gênants car ils colorent la pâte et exercent un effet catalytique sur la décomposition des peroxydes. Pour remédier à cet inconvénient on a estimé que l'addition de certains formateurs de complexes, par exemple 1'EDTA, à la solution de blanchiment était nécessaire. La solution de blanchiment contenant les produits indiqués est préparée dans un cuvier spécial et est indroduite en même temps que la pâte dans la tour de blanchiment, comme indiqué ci-dessus. Le procédé mentionné implique la difficulté qu'un grand excès de produits chimiques est nécessaire afin de disposer d'une quantité suffisante de produits chimiques pendant tout le procédé. Malgré l'emploi d'un excès important il s'est révélé difficile, en raison de la consommation élevée au début du stade de blanchiment, de disposer d'une quantité suffisante, en particulier de peroxyde et d'alcali, pendant la phase finale du blanchiment. Selon un procédé de blanchiment par le peroxyde plus ancien, les produits pour le blanchiment sont ajoutés directement dans le raffineur, ou le matériau ligneux brut en copeaux est mécaniquement défibré. I1 a été proposé également d'effectuer ce blanchiment dans deux stades de raffinage consécutifs. On peut encore signaler qu'il a été proposé antérieurement d'appliquer au matériau ligneux brut en copeaux lui-même, un prétraitement par des liquides contenant des peroxydes, ce traitement etant effectué avant de réduire-les copeaux par défibrage en pâte, le livide de traitement pouvant être fourni dans différentes conditions. Les copeaux eux-mêmes peuvent aussi être prétraités par d'autres produits chimiques, par exemple des sulfates, afin d'obtenir certains effets spéciaux spécifiques pour chaque produit chimique Toutefois, de tels prétraitements n'appartiennent pas au domaine de la présente invention et ne seront -pas mentionnés dans la description qui va suivre. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients inhérents a ltexcès de produits chimiques au début du stade de blanchiment et de résoudre le problème né de la consommation rapide des produits chimiques au début du stade ayant pour effet une trop faible quantité surtout de peroxyde et d'alcali pendant la phase finale du stade. Ces problèmes sont résolus selon l'invention en-effectuant un dosage calibré aussi uniforme que possible du peroxyde et de l'alcali pendant tout le stade de blanchiment, dont le taux est adapté au type de pâte dont il s'agit. Il est dans ces conditions, possible d'effectuer le blanchiment en un stade unique. I1 est important dans ce contexte de bien définir le sens qu'on accorde au terme "stade". Pour le blanchiment par exemple de pâtes chimiques, le-blanchiment est habituellement effectué dans une pluralité de stades. Quatre à six stades de rencontrent très couramment et, dans la plupart des cas, on emploie des agents de blanchiment différents dans chaque stade. Entre chaque stade, un lavage et/ou une extraction des composants dissous au cours du stade de blanchiment précédent est effectué. Dans le cas de la pâte chimique il s'agit principalement de lignina On a trouvé cependant , qu'il y a intérêt à varier les conditions de chaque stade, par exemple au moyen d'agents de blanchiment différents, Une telle division d'un seul stade est désignée par l'emploi du terme "phase" pour chacune due ces divisions. La présente invention a pour objet la division du stade des peroxydes en différentes phases. Selon l'invention, le blanchiment est réalisé en deux phases au plus. Une déshydratation et/ou une addition de produits chimiques étant effectuée entre au moinx deux de ces. phases. Le blanchiment peut être conduit en un seul stade. La déshydratation se fait de préférence au moyen de pressesà vis. Avant le blanchiment, la pâte est déshydratée dans une presse à rouleaux jusqu'à une teneur en matière sèche d'au moins 40%. Comme peroxyde on utilise de préférence du H202 et comme 22 alcali le NaOH. Selon un mode de réalisation particulièrement important, l'eau résiduaire provenant de la déshydratation est amenée à contrecourant dans chacune des phases du système, et le pH dans la solution de blanchiment est augmentée avant chaque phase, afin d'obtenir un domaine de pH optimal pour le type de pâte dont il s'agit. L'invention sera décrite plus en détail ci-après à l'aide d'un mode de réalisation et des dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente un schéma de fabrication d'un procédé selon l'invention et, la figure 2 représente schématiquement deux diagrammes respec tivement de l'évolution du pH et de la teneur en peroxyde en fonction de la durée de la réaction. Dans la figure 1 la pâte arrive par le conduit 1 d'un stade de raffinage et/ou de classage dans une presse à rouleaux 2, où la pâte est déshydratée jusqu'à une teneur en matière sèche comprise entre 45 et 50 %. La pâte déshydratée est transférée de la presse à rouleaux à un mélangeur chimique 3a d'un type conventionnel, dans lequel on ajoute les produits chimiques pour le blanchiment. Ces agents chimiques sont amenés au mélangeur par- le conduit 5 à partir d'un autre mélangeur, non représenté. Pour diluer la pâte on emploie de l'eau résiduaire, amenée au mélangeur par le conduit 6, de la façon décrite ci-dessous. A partir du mélangeur 3a la pâte est transférée au premier réacteur 4a, et,à partir du fond de cette tour vers une presse à, vis 7 où la pâte est. déshydratée. Afin de faciliter l'Evacuation de la tour, une faible quantité d'eau résiduaire est conduite vers le fond-de la tour par le conduit 8. La pâte passe ensuite à la phase suivante du stade de blanchiment, qui est effectuée dans le réacteur 4b. Les agents de blanchiment fournis par le conduit 9 et la pâte provenant de la presse à vis 7 sont mélangés de la même façon que dans la première phase dans un mélangeur 3b. La solution de blanchiment est introduite dans le mélangeur 3b par le conduit 10 au moyen d'une pompe 11 à partir d'une cuve à eau résiduaire 6c. Une phase additionnelle peut être réalisée de façon correspondante dans le réacteur 4c. Dans la dernière phase, la pâte est -évacuée du fond de la tour de blanchiment 4c au moyen de la pompe 24, de préférence après dilution avec de l'eau résiduaire et est amenée à la presse à rouleaux 14, où la pâte est déshydratée, pour être ensuite conduite au stade de concentration et de séchage ou-à une machine pour la fabrication du papier. Une caractérisgique essentielle du présent procédé est le fait de recycler et de réutiliser les eaux résiduaires provenant des différents stades de pressage. On agit selon le principe que chaque fox le mélange d'eau résiduaire et due liqueur noire exprimé dans une phase est recueilli séparément et recyclé selon un contre-courant adéquat dans chacune des phases du procédé. La solution exprimée dans la presse à rouleaux 14 par pression de la pâte sortie du traitement de blanchiment, contenant encore une certaine quantité de produits chimiques non transformés, est ainsi recueillie dans le réservoir d'eau résiduaire 6d, à partir duquel elle est conduite partiellement par le conduit 17 au moyen de la pompe 16 vers le mélangeur chimique 3c où les produits chimiques pour la phase 4c sont préparés, et partiellement par les conduits 8 et 10 au moyen de la pompe 11 vers le mélangeur chimique 3b. La solution épuisée venant de la presse 15 est recueillie après la phase 4b, dans le réservoir 6c. Cette solution épuisée est employée de façon correspondante, partiellement pour la prépa- ration de produits chimiques dans le mélangeur 3b, auquel elle parvient par la pompe 11 et le conduit 10, et partiellement dans le mélangeur 3a par le conduit 19, la pompe 12 et le conduit 6. La solution épuisée provenant de la première phase 4a est recueillie dans le réservoir 6b et est utilisée pour préparer la solution de blanchiment pour la première phase 4a dans le mélangeur chimique 3a, dans lequel la solution épuisée est introduite par le conduit 6 au moyen de la pompe 12.Une partie de la solution épuisée venant du reservoir 6b, avec la solution sortant de la presse à rouleaux 2, peut également être recyclée dans la presse à rouleaux par le conduit 29. La majeure partie de l'eau résiduaire provenant de la presse 2 recueillie dans le réservoir 6a est utilisée dans un stade précédent de raffinage et/ou de classage (non réprésenté), où elle parvient par le conduit 27. Afin de produire l'effet essentiel de l'invention, à savoir le maintien pendant tout le stade de blanchiment d'une grande uniformité des conditions chimiques du blanchiment, en particulier une teneur en peroxyde et un pH uniformes, il est important, outre l'application ci-dessus décrite d'un transport à contre-courant de la solution épuisée, d'ajouter un supplément de produits chimiques entre au moins deux des phases de ce stade.Dans la réalisation selon la figure 1 cela est rendu visible par le fait que la solution pour le blanchiment, amenée par le conduit 28 et contenant du peroxyde, de l'alcali,des formateurs de complexes et éventuellement des silicates, n'est pas seulement introduite dans le système par le conduit 5 dans le mélangeur chimique 3 a mais aussi par les conduits 9 et 21 respectivement dans les mélangeurs 3b et 3c, où la pâte est également additionnée de produits chimiques non transformés provenant des solutions épuisées, comme décrit ci-dessus. Dans les figures 2 & 3 sont représentés respectivement le pH et la teneur en peroxyde en fonction du temps de réaction, la courbe 1 donnant chaque fois l'évolution selon l'invention et la courbe B l'évolution selon les procédés conventionnels. Grâce au procédé selon l'invention, le système peut être fermi à un degré très élevé, et en même temps le blanchiment peut être effectué sans la mise en oeuvre de silicates. L'invention n'est bien entendu pas limitée aux modes de réalisation ci-dessus décrits, elle comprend également les variantes qui peuvent être conçues sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. - Procédé pour le blanchiment par des peroxydes de pâtes à haut rendement, caractérisé en ce que le blanchiment est effectué en deux phases ou plus, une déshydratation et une-addition de produits chimiques ayant lieu entre au moins deux de ces phases, la déshydratation entre les phases étant effectuée jusqu'à une teneur en matières sèches d'au moins 20 %, de préférence comprise entre 25 et 45 %, en ce que le pH et/ou la concentration en peroxyde dans la solution de blanchiment sont réajustés avant chaque phasé pour obtenir une teneur optimale en paeroxyde et/ou un pH optimal pour le type de pâte dont il s'agit et, en ce qu'après l'achèvement du blanchiment la pâte est déshydratée jusqucà une teneur en matières seches d'au moins 40 %, de préférence comprise entre 45 et 50 %, avantageusement au moyen d'une presse à rouleaux. 2. - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la déshydratation est effectuée au moyen d'une presse a vis. 3. - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le blanchiment est effectué au cours d'un stade unique. 4. - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la suspension de la pâte est déshydratée avant le blanchiment jusqu 'à une teneur en matières sèches d'au moins 40 , de préférence entre 45 et 50 %, au moyen d'une presse à rouleaux. 5. - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les agents de blanchiment parmi lesquels on peut citer le peroxyde notamment le H202, l'alcali notamment le NaOH, ainsi que les formateurs de complexes, sont ajoutés avant la phase dans laquelle ils agissent. 6. - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les agents de blanchiment sont introduits dans un cuvier pour produits chimiques prévu en amont de- chaque phase. 7. - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les agents de blanchiment sont ajoutés avant chaque phase en une quantité telle que le pH et la teneur en peroxyde dans'la phase s'élèvent aux valeurs initiales, c'est-à-dire celles que la pâte présente dans sa phase initiale. 8. - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'eau résiduaire de blanchiment provenant de la déshydratation est recyclée à contre-courant à partir des- différentes phases du système, de préférence en retournant l'eau résiduaire d'une phase additionnée d'agents de blanchiment à la phase précédente. 9. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'avant chaque phase le pH est augmenté jusqut au moins 7, de préférence jusqu'à au moins 8. 10. - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le blanchiment est effectué en trois phases. 11. - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'eau recyclée provenant de la déshydratation avant le stade-du blanchiment est recyclée dans le stade de raffinage et/ou de classage.