Brevet FR2589494A1 — publié le 19870507

La présente invention concerne un procédé de blanchiment de pâtes papetières chimiques. Le blanchiment des pâtes papetières chimiques, c'est-à-dire des pâtes de cellulose écrues obtenues par cuisson de matières ligno- cellulosiques selon les procédés dits au sulfite, au sulfate ou Kraft, à la soude ou au carbonate, est généralement pratiqué dans l'industrie à l'aide de chlore ou de dérivés chlorés ayant comme le chlore un caractère oxydaet, tels que le bioxyde de chlore C102 ou l'hypochlorite de sodium NaOCl. Aucun de ces agents oxydants n'est toutefois capable d'assu- rer seul un blanchiment satisfaisant en une seule opération. Il est nécessaire d'opérer en plusieurs étapes distinctes et à des opérations intermédiaires telles qu'en particulier des opérations dites d'extraction en bain alcalin. L'intervention d'agents oxydants non chlorés dans des séquences de blanchiment basées sur l'action d'agents chlorés a été proposée pour limiter la quantité de ceux-ci ordinairement engagée et les conséquences désavantageuses de leur emploi comme en particulier la délivrance d'effluents par trop fortement colorés, polluants et corrosifs. C'est ainsi que, par exemple, dans une séquence de blanchi- ment incluant classiquement la suite d'étapes suivantes: un traitement au moyen de chlore et de bioxyde de chlore en solution, une première extraction alcaline au moyen d'hydroxyde de sodium en solution, un trai- tement au moyen de bioxyde de chlore en solution, une deuxième extrac- tion alcaline du type de la première, un second traitement au moyen de bioxyde de chlore en solution, il a été Droposé de faire agir soit l'oxygène au cours de la première extraction alcaline, soit le peroxyde d'hydrogène au cours de la deuxième extraction alcaline. La mise en oeuvre de la sorte, l'un excluant l'autre, de l'oxygène d'une part, du peroxyde d'hydrogène d'autre part, permet, dans un cas comme dans l'autre, de réduire de manière pratiquement semblable la quantité d'agents de blanchiment chlorés normalement nécessaire à l'ob- tention d'un effet de blanchiment donné, mais encore très insuffisantesurle plan de l'économie du procédé comme sur celui de l'amoindrissement des inconvénients signalés plus haut. Le procédé de l'invention présente l'avantage d'atteindre le but visé sur les deux plans ci-dessus sans de plus porter la moindre atteinte à la qualité de la pâte blanchie finalement obtenue. Il est caractérisé en ce que, dans une séquence de blanchi- ment d'une pate papetière chimique incluant successivement un traitement de la pate au moyen de chlore et de bioxyde de chlore en solution agis- sant en un seul bain, une première extraction alcaline au moyen d'hydro- xyde de sodium en solution, un traitement de la- pâte au moyen de bioxyde de chlore en solution, une deuxième extraction alcaline au moyen d'hydro- xyde de sodium en solution et encore un traitement au moyen de bioxyde de chlore en solution, la pâte est soumise à la fois à l'action de l'oxygène au cours de la première extraction alcaline et à l'action du peroxyde d'hydrogène au cours de la deuxième extraction alcaline. Le procédé de l'invention convient spécialement bien pour le blanchiment des pates papetières chimiques de bois de résineux. La quantité d'oxygène au cours de la première extraction alcaline est généralement comprise entre 0,2 % et 1 % en poids du poids de pate sèche. La quantité de peroxyde d'hydrogène mis en oeuvre au cours de la deuxième extraction alcaline est le plus souvent comprise entre 0,1 % et 0,5 % en poids du poids de pâte sèche. Le traitement de la pâate au moyen de chlore et de bioxyde de chlore en solution est effectué de manière connue eu un seul bain, au moyen d'une quantité de chlore actif total sous forme de chlore et de bioxyde de chlore comprise le plus souvent entre 3 % et 10 % en poids du poids de pâte sèche, la quantité de bioxyde de chlore pouvant avan- tageusement représenter de 10 % à 70 %, de préférence jusqu'à 50 % du chlore actif total, à une température en général comprise entre 20 C et C, pendant une durée pouvant être comprise entre 5 minutes et 60 minutes, l'action du bioxyde de chlore s'exerçant simultanément ou, de préférence, antérieurement à celTe du chlore et la Date ayant une con- sistance comprise le plus couramment entre environ 3 % et 5 %. La première extraction alcaline est réalisée en présence d'oxygène comme elle l'est d'habitude en l'absence de ce réactif, à une température comprise entre environ 50 C et 80 C, pendant une durée le plus souvent comprise entre 1 heure et 2 heures, au moyen d'une quantité d'hydroxyde de sodium généralement comprise entre 2 % et 5 % en poids du poids de la pâte sèche, la consistance de la pâte pouvant être comprise le plus souvent entre 10 % et 15 %. Le traitement de la pâte au moyen de bioxyde de chlore, qui suit la première extraction alcaline, porte sur une pâte dont la consis- tance est entre environ 10 % et 15 %, durant environ 1 heure à 4 heures à une température généralement comprise entre 60 C et 90 C. La seconde extraction alcaline, pratiquée en présence du peroxyde d'hydrogène, est réalisée à une température comprise le plus souvent entre environ 70 C et 90 C durant environ 0,5 heure à 2 heures, à l'aide d'une quantité d'hydroxyde de sodium représentant généralement de 0,5 % à 2 % en poids du poids de pâte sèche, la consistance de la pâte étant le plus fréquemment comprise entre 10 % et 15 %. Le traitement de la pâte par le bioxyde de chlore, qui suit la deuxième extraction alcaline, est effectué dans des conditions analo- gues à celles décrites pour le traitement au moyen du même réactif qui suit la première extraction alcaline. La quantité de bioxyde de chlore globalement engagé dans les deux traitements de la'pâte au moyen de ce réactif qui suivent res- pectivement la première et la deuxième extraction alcaline, dépend des conditions adoptées selon l'invention pour l'intervention combinée de l'oxygène et du peroxyde d'hydrogène. Elle reste très inférieure, comme il ressort des exemples qui sont donnés plus loin, à celle généralement comprise entre 1 % et 4 % en poids du poids de pâte sèche, qui est exigée, en l'absence de l'intervention combinée de l'oxygène et du peroxyde d'hydrogène selon l'invention, pour atteindre le même effet de blanchiment que celui procuré en procédant selon l'invention. Les conditions du procédé de l'invention peuvent être avan- tageusement déterminées pour qu'elle n'excède pas 1 % et soit même nette- ment inférieure à 0,5 % en poids du poids de pâte sèche. Les exemples ci-après, donnés à.titre indicatif mais non limitatif illustrent l'invention ou sont fournis à titre comparatif. Pour désigner les différentes étapes successives des séquences de blanchiment évoquées dans les exemples, les symboles suivants ont été adoptés: C/D: traitement de la pâte au moyen du bioxyde de chlore et du chlore en un seul bain, l'action du bioxyde de chlore précédant celle du chlore. E1: extraction alcaline au moyen d'hydroxyde de sodium en solution. E1/O: E1 avec intervention de l'oxygène. D1: traitement de la pâte au moyen du bioxyde de chlore, qui suit la première extraction alcaline E1 ou E10 suivant le cas. E2: même signification que E1. E2/P: E2 avec intervention du peroxyde d'hydrogène. D2: même signification que D1, D2 venant à la suite de la deuxième extraction alcaline E2 ou E2/P suivant le cas. Dans tous les exemples les quantités de réactifs sont expri- méesen pour cent en poids par rapport au poids de pâte sèche, sauf en cas d'indication particulière. L'état de la pâte est défini par son degré de polymérisation dp et par sa blancheur exprimée en degrésELREPHO: ER telle qu'elle est mesurée communément par l'homme du métier au moyen d'un spectrophotomètre ELREPHO de la Société CARL ZEISS. EXEMPLE 1 Une pâte chimique écrue qui résulte d'une cuisson KRAFT de bois de résineux, dont l'indice KAPPA par lequel est illustrée la teneur de la pâte en lignine est de 30 et dont la blancheur est mesurée comme correspondant à 26,6 ER, est soumise à C/D dans les conditions suivantes: 25. chlore actif total: 5,7 % chlore actif C102: 14 % du chlore actif total À action de C102: température: 25 C durée: 0,25 heure - action du C12: température: 40 C durée: 0,5 heure pâte, consistance: 3,2 % L'extraction alcaline E1/O qui suit est réalisée dans les conditions suivantes: NaOH: 3.9 * 02 température cas de 2 bars). : 0,5 % : 60 C,(la pression étant dans ce durée: 1,5 heure pâte, consistance: 10 % Puis D1 est réalisé ainsi: ClO2: 0,3 % 5. température: 70 C durée: 2,5 heures pâte, consistance: 10 %, E2/P comme suit: NaOH: 0,75 % 10. H202: 0,20 % température: 80C durée: 1,5 heure pâte, consistance: 10 %, et enfin, D2 de la façon ci-dessous: 15. C102:0,2 % température: 80 C durée: 2,5 heures pâte, consistance: 10 % La pâte blanchie qui résulte finalement de cette séquence de blanchiment a une blancheur de 9041 ER. Dans un but de comparaison, il est fait en sorte que le procédé décrit cidessus ne comporte plus l'intervention de l'oxygène, ni celle du peroxyde d'hydrogène. Il n'est retrouvé une blancheur voisine de 890ER (88,4 ER) que lorsque est engagée par comparaison au procédé selon l'invention, une quantité de ClO2 4 fois supérieure en D1, 3 fois supérieure en D2. Toujours dans un but de comparaison, une blancheur de 89 ER ne peut être retrouvée, lorsque, par rapport au procédé de l'in- vention, il est omis de procéder à l'intervention soit de l'oxygène, soit du peroxyde, qu'à la condition de concéder une consommation en ClO2 en D1 et D2 au moins 2 fois plus élevée qu'en procédant selon l'invention. Enfin la mise en jeu des quantités de C102 en D1 et en D2, respectivement, comme dans le procédé de l'invention, conduit malgré tout à une blancheur de la pâte obtenue fortement diminuée lorsque soit l'oxygène, soit le peroxyde d'hydrogène n'intervient plus d'une façon conjuguée avec l'autre comme dans l'invention. Ainsi, en mettant en jeu en D1 et D2 les quantités de ClO2 mentionnées dans le procédé de l'invention décrit au début de cet exemple, mais en supprimant l'intervention du peroxyde d'hydro- gène, la blancheur de lapâte finalement obtenue n'est plus que de 84,9 ER. Le procédé conduit comme dans l'invention délivre une pate blanchie dont les qualités, en particulier le dp, sont au moins égales à celles des pâtes blanchies obtenues par les procédés connus, et ce, bien que l'on ait pu craindre le contraire. EXEMPLE 2 En réalisant le procédé de l'invention comme il est décrit en début de l'exemple ljusqu'à D1, mais, à partir de D1, d'une manière qui diffère de celle de l'exemple 1 en ce que les quantités de C102 mis en jeu en D1 et D2 sont de 0,1 % et 0,4 % respectivement et en ce que la quantité de peroxyde d'hydrogène en E2/P n'est plus que de 0,1%, l'indice de blancheur de la pâte ainsi blanchie atteint encore près de 88,5 ER. Cet exemple illustre le fait que même en ne mettant en jeu qu'une très faible quantité de peroxyde d'hydrogène, l'effet multipli- cateur des actions conjuguées selon l'invention de l'oxygène et du peroxyde d'hydrogène reste pleinement assure. R E V E N D I C A T I 0 N S_ REVENDICATIONS 1. Procédé de blanchiment de pâtes papetières chimiques carac- térisé en ce que, dans une séquence de blanchiment incluant successive- ment un traitement de la pâte au moyen de chlore et de bioxyde de chlore agissant en un seul bain, une première extraction alcaline au moyen d'hydroxyde de sodium, un traitement de la Date au moyen de-bioxyde de chlore, une deuxième extraction alcaline au moyen d'hydroxyde de sodium et encore un traitement de la pâte au moyen de bioxyde de chlore, la pâte est soumise à la fois à l'action de l'oxygène au cours de la pre- mière extraction alcaline et à l'action du peroxyde d'hydrogène au cours de la deuxième extraction alcaline. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pâte est une pâte de bois de résineux. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la quantité d'oxygène mis en oeuvre au cours de la première extraction alcaline est comprise entre 0,2 % et i % en poids du poids de la pâte sèche. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la première extraction alcaline est réalisée à une température comprise entre 50 C et 80 C au moyen d'une quantité d'hydroxyde de sodium comprise entre 2 % et 5 % en ooids du poids de la pâte sèche. 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que la consistance de la pâte est comprise entre 10 % et 15 %. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la quantité de peroxyde d'hydrogène mis en oeuvre au cours de la deuxième extraction alcaline est comprise entre 0,1 % et 0,5 % en poids du poids de la pâte sèche. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la deuxième extraction alcaline est réalisée à une tempéra- ture comprise entre 70 C et 90 C au moyen d'une quantité d'hydroxyde de sodium comprise entre 0,5 % et 2 % en poids du poids de pâte sèche. 8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que la consistance de la pâte est comprise entre 10 % et 15 %. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le traitement de la Dâte au moyen de chlore et de bioxyde de chlore en un seul bain est réalisé à une température comprise entre C et 50 C, la quantité de chlore actif total sous forme de chlore et de bioxyde de chlore étant comorise entre 3 % et 10 % en poids du poids de la pâte sèche. 10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que le bioxyde de chlore représente 10 % à 70 %, de préférence jusqu'à 50 % du chlore actif total. 11. Procédé selon l'une des revendications 9 et 10 caractérisé en ce que la consistance de la pâte est comprise entre 3 % et 5 %. 12. Procédé selon l'une des revendications 9 à 11 caractérisé en ce que l'action du bioxyde de chlore précède celle du chlore. 13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12 caractérisé en ce que le traitement de la pâte au moyen de bioxyde de chlore qui suit la première extraction alcaline et le traitement de la pâte au moyen de bioxyde de chlore qui suit la deuxième extraction alcaline sont réalisés à une température comprise entre 60 C et 90 C. 14. Procédé selon la revendication 13 caractérisé en ce que le traitement porte sur une pâte dont la consistance est comprise entre 10 % et 15 %.