Brevet FR2639371A1 — publié le 19900525

I PROCEDE DE 8LANCHIMENT DE PATES DESENCREES La présente invention concerne un procédé de blanchiment de pates désencrées. On connaet L'intérêt que porte l'industrie papetière et connexe à L'utitisation de pites blanchies dérivant de papiers récupérés et désencrés, par exempte pour L'élaboration de papier d'imprimerie, de papier toilette ou de carton. On peut se reporter à ce sujet, par exemple à L'ouvrage de R.P. SINGH "The bleaching of puLp", 3ème édition, pp.324-326, 560-562. Le blanchiment de pàtes désencrées fatt appel à un agent réducteur, comme par exemple L'hydrosulfite de sodium oi dithionite de sodium, ou à un agent oxydant, comme par exempLe Le peroxyde d'hydrogène. C'est ce que rappeLe La demande de brevet allemand pubLiee sous Le numéro 3118192. Da:s cette demande de brevet est décrite l'interven- tion, en phase initiaLe du désencrage, d'un agent de blanchi- ment réducteur qui peut être un méLange de suLfite et de dithionite, à raison de 0,1 % à 2 Z en poids par rapport au poids de papier à L'état sec, à un pH compris entre 8,5 et 12. L'appLication de dithtonite à La p&te désencrée est par contre réaLisee à pH égaL à 6, vaLeur constdérée comme celLe devant &tre adoptée en dehors du désencrage. IL a été maintenant trouvé qu'une p&te désencrée pouvait âtre avantageusement bLanchie à L'aide d'un métlange de suLfite et d'un agent réducteur, qui, à L'image du dtth1o- nite de sodium est plus étectronégatif que L'ton suLfite SO Par sulfte on entend c1-dessus et dans tout ce qui suit, sauf précision, Le suLfite de sodium Na2O53, ou Le bisuLfite de sodium NaHSO 3, ou du sulfite de sodium plus du bisulfite de sodium, ou encore, plus généraLement, du dioxyde de soufre SO0 plus de L'hydroxyde de sodium IL a aussi eté trouvé qu'un bLanchiment tel que défini ci-dessus pouvait être avantageusement associé i un blanrchiment au moyen de peroxyde d'hydrogène en mitieu aqueux alcalin. Un premier objet de L'invention est un procédé de blanchiment de pites désentrées, caractérisé en ce que Le blanchiment est réalisé par action conjointe de suLfite et d'un agent réducteur plus électronégatif que L'ion suLfite. L'agent réducteur plus électronégatif que L'ion sulfite, désigné dans tout ce qui suit par agent réducteur, est Le plus souvent choisi parmi Le dioxyde de thlourée ou acide formamidinesulfinique, Le borohydrure de sodium et l'hydrosuLfite de sodium. On peut se reporter par exemple à La thèse soutenue le 6 decembre 1985 à L'Université Claude-Bernard-Lyon-1 par Odile CHALMIN LOUIS-ANCRE: "Propriétés réductrices du dithionite de sodium dans des conditions de transfert de phase" pour juger de l'électronégativité du dithionite et du dioxyde de thiouree. La quantité d'agent réducteur mis en oeuvre peut varier selon la nature de celui-ci. ElLe est en généraL comprise entre 0,1 X et 5 X dans Le cas du dioxyde de thiourée ou du dithionite. Cette quantité, comme toute quantité dans tout ce qui suit, est exprimée, sauf indication ou évidence, en pour cent en poids par rapport au poids de pète désencrée à L'état sec. Le borohydrure de sodium est empLoyé à raison d'environ 0,01 Z à 0,5 Z souvent & raison de 0,05 Z à 0,25 X. Ce réducteur est commodément utiLisé sous forme d'une solution aqueuse comme par exemple te solution renfermant 12 X en poids de borohydrure de sodium commercialisée sous Le nom de BOROL par La Société VENTRON Corporation. La quantité de sulfite mise en oeuvre, exprimée en dioxyde de soufre SO2 est comprise entre environ 0,1 Z et %, Le plus souvent entre I Z et 6 X. La quantité de sulfite, soit donc celte de sulfite de sc.diuq Na2SO3, ou de bisuLfite de sodium NaHSO, ou de suLfte de sodium et de bisuLfite de sodium, ou de dioxyde de SoufrPe avec L'hydroxyde de sodium, respectivement, est de preéerence supérieure 2 Z. L'intérêt du procédé seLon L'invention est qu'iL Cotduift a des résuLtats intéressants pour des vaLeurs de pH auxq. eltles s'exerce L'action conjointe du sulfite et de L'agent réducteur comprises entre de Larges tLirites, environ 6 à 12, de préférence 7 à 8,5 pour ce qui concerne Les valeurs de pH initiaL. La température h LaqueLLe te suLfite et L'agent réducteur agissent conjointement sur La pate désencrée est comprise entre environ 40'C et 100'C, de préférence entre 'C et 95C. La consistance, pourcentage en poids de pate dserncrée comptée h L'état sec dans Le milieu, n'est pas un facteur critique pour la réalisation de L'invention. Pratique- nment, eLLe peut être comprise entre environ 5 % et 50 X, Le pLus touvert entre environ 5 X et 25 Z. La durée de L'action conjointe du suLfite et de l'agent réducteur seLon L'invention dépend des autres paramé- tres d'exécution. ELLe n'excède pas Le plus souvent 2 heures. Un second objet de L'invention est un procédé de LAhnchement de pàtes désencrees, caractérisé en ce que Le bLanchiment est réaLisé par action conjointe de suLfite et d'un agent réducteur plus éLectronégatif que l'ion sulfite, seLon La déffnition qu'iL en est donnée ci-avant, suivie d'un Lavage de La pate ainsi obtenue pour en éliminer au mieux Les ions sulfite et L'agent réducteur, puis de t'action, sur La pSte ainsi Lavée, du peroxyde d'hydrogène en milieu aqueux alcalin. IL est ainsi permis d'atteindre des niveaux de blanc élevés. Le Lavage est réalisé de façon connue par exempte -dar.s une séquence répétée ou non de dilution de La pate par l'eau et de reconcentration de La pâte par pressage ou fiLtration. On pourra se reporter par exempLe à L'articLe de H. KRUGER, H.U. SUSS - Tappi, 1982 InternationaL Sulfite PuLping Conference, Toronto, 20-22 octobre 1982, 143-148 - pour juger de L'importance attribuée à ce Lavage. Le blanchiment au moyen de peroxyde d'hydrogène est par exemple réalisé en engageant une quantité de peroxyde d'hydrogène comprise entre environ 0,5 Z et 10 Z, de préféren- ce entre Z Z et 6 Z, en présence d'environ 1 Z à 6 Z d'une soLution de silicate de sodium de densité 1,33, à pH compris entre environ 9 et 11, à une température comprise entre 40'C et 100'C durant environ 0,5 heure à 2 heures, avec une o consistance comprise entre 10 Z et 30 Z. La solution de blanchiment peut contenir des additifs comme essentiellement un ou plusieurs agents complexants ou séquestrants comme par exemple Les acides diéthyLènetriaminepentaacétique et éthylé- nediaminetétraacétique sous forme de sels de sodium, en quantité généralement comprise entre environ 0,1 Z et 1 X. La péte à traiter par le peroxyde d'hydrogène peut encore être soumise avant action du peroxyde d'hydrogène à un traitement avec, en nature et en quantité, Les agents complexants ou séquestrants tels que ci-dessus, à une température comprise entre 20'C et 100'C, de préférence entre 50C et 100'C, de préférence entre 50'C et 95'C pour ne pas avoir à travailler sous pression en gardant une vitesse de complexation ou séquestration suffisamment rapide, à une consistance comprise entre environ 5 Z et 30 X durant des périodes de temps pouvant varier entre environ 5 minutes et 2 heures, et suivie de préférence d'un Lavage, par exemple par pressage. Le traitement de La pâte désencrée à L'ailde à La fois du sulfite et de L'agent réducteur peut être Lul-mime précédé d'un traitement de Ladite pâte à t'aide d'un agent complexant ou séquestrant, du type de celui décrit ci-dessus. La consistance peut aLors être comprise entre environ S Z et Z, généralement entre 25 Z à 30 Z. Un tel traitement contribue à accroître encore L'effet intrinsèque de L'tinvention sur Le degré de blanc après bLanchiment et sur l'efficacité d'action du peroxyde d'hydrogène. Il est encore possible de mettre la pète désencrée i blanchir en présence de L'agent complexant ou séquestrant au moment du traitement au moyen de suLfite et de l'agent réducteur. S Les exemples suivants, donnés à titre indicatif mais non Limitatif iLLustrent l'invention. Dans ces exemples: - les quantités sont exprimées en pour cent en poids par rapport i La p&te désencree i L'état sec, sauf précision ou évidence, - par DTPA est désignée une solution aqueuse de 40% en poids de seL de sodium de L'acide diéthylénetriaminepenta- acetique et La quantité Indiquée est celtte de cette présentation, - le pH nitilaL du milieu d'action conjointe du sulfite et de t'agent réducteur et, te ces échéant, celui de La solution aqueuse d'imprégnation préaLabLe de la p&te, qui contient Le sulfite et L'agent réducteur, est compris entre 6 et 12. 0 - Le borohydrure de sodium est appliqué sous forme de BOROL et la quantité indiquée est ceLtte de cette présentation, - par silicate est désignée une solution aqueuse de silicate de sodium de densité égate à 1, 33, - le degré de blanc, exprimé en degré, est mesuré (457 nm) à L'aide du spectrophotomètre de type ELREPHO, fabriqué par CARL ZEISS. - La p&te désencrée de départ à un degré de blanc égaL à 61,5'. ExemptDes 1 à 5 La pâte désencrée est soumise à 90'C, durant 1 heo re, à une consistance de 12 X, à L'action conjointe de BORO et de sulfite de sodium plus blsutflte de sodium. Le tableau I ci-dessous rassemble Les condions des essais relatives aux quantités respectives de BOROL% de sulfite de sodium, de bisuLfite de sodium, au pH initial, et aux degrés de blanc des pites bLanchies obtenues. (L edmaxa).9'ZL W l1e65 uelq op qJ5ap un e elq3uelq ksuje 2 jessa.l *p oigd el o *(9 ldwaXo).L',L Ie56 Duelq op ?J63p un e alqyuelq jsuue ú kessa,1 Op oid el Z ZL op a2uezsksuo3 aun e saJnlq Z zuesnp 3.O0 V 'VdLa ap Z S'O la wnpos Op ae2jS ap Z 7 'wntpOS op apAxoJpRqp Z s'a 4^e aua5oJpX'q.p ap xJc!d 3p x 7 eP uaoo ne 'a6eAel Jed s$ukw.t lugS'3nb;ReJd 9Jnp.xqoJoq 3, 13 sazl;lns suol sIl sjoe aun 'seil9 e j1 ?a luo: a S3dwaxa sel suep senuazqo selq3uelq s9aJ2uesOp s9Zid sOI 1a 9 salawax3 i S'L9 i 6'9 is'i3 i Z' i; i S i i 9' LLi los i Z i z i. i Z'ú i 7 i i 1L;' i z.' i 8ILi i c'? i ú i S'L9 i S'OLti L i ú'0 i '9 i Z i S69 i L i L i 7 i L2 i i s; i 3uelq; i i OSHeN i OS eN i i i op; Hd; ioos i--------------. N x3; i aj6.a T i i 31;1ns i i nealqej REVENDICATIONS 1. Procédé de blanchiment de pites désencrées, caractérisé er. ce que le bLanchiment est réalisé par action conjinrte sur ta pàte, de sutfite soit: sulfite sodium, ou bisulfite de sodium, ou sutfite de sodium et bisulfite de sodium, ou dioxyde de soufre et hydroxyde de sodium, et d'un agent réducteur plus éLectronégatif que L'ion suLfite. Procédé selon La revendication 1, caractérisé en ce que l'agent réducteur est choisi parmi le dioxyde de thiourée, Le borohydrure de sodium ou te dithionite de sodium. 3. Procédé seLon La revendication 2, caractérisé en ce que Le dioxyde de thiourée ou L'hydrosulfite de sodium sont engagés à raison de 0,1 Z à 5 Z en poids par rapport au poids de pâte dêsencree à L'état sec. 4. Procédé seLon La revendication 2, caractérisé en ce que Le borohkdrure de sodium est engagé à raison de 0,01 Z à C,' Z- r. rzc,édé selon l'une quelconque des revendica- tionr à 4, caiactérise en ce que La quantité de sulfite est teLe qu'etle soit comprise entre 0,1 Z et 10 Z exprimée en dloxyde de souifre, en poids par rapport au poids de pite désencrée i L'état sec. 6. Procédé seLon L'une queLconque des revendice- tions 1 à 4, caractértsé en ce que La quantité de sulfite, donc celle de sulfite de sodium, ou de bisulfite de sodium, ou de suLfite de sodium et de bisulfite de sodium, ou de dioxyde de soufre, respectivement, est supérieure à 2 X. 7. Procédé ston L'une queLconque des revendica- tlons 1 à 6, caractérisé en ce que L'action conjointe du suLfite et de L'agent réducteur plus électronégatif que L'ion suLfite s'exerce à pH initial compris entre 6 et 12. 8. Procédé selon La revendication 7, caractérisé en ce que te pH initial est compris entre 7 et 8,5. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisé en ce que ta température à Laquelle s'exerce l'action conjointe du sulfite et de l'agent réducteur plus électronégatif que L'ion sulfite, est comprise entre 40'C et 100"C. 10. P-océdé seLon La revendication 9, caractérisé en ce que La temperature est comprise entre 65'C et 95'C. 11. Procédé de bLanchiment de pâtes désencrées, capacterise en ce que La pSte est soumise à L'action conJointe du suLfite et de L'agent réducteur plus étLectroné- gatif que L'ion suLfite, seLon Les revendications 1 à 10, puis est Lavée pour éliminer Le suLfite et L'agent réducteur pLus iLectronégatif que L'ion suLfite, et enfin est soumise à L'aóticn du peroxyde d'hydrogène en miLieu aqueux aLcaLin. Â2. Procédé seLon La revendication 11, caractérisé en ce que Le peroxyde d'hydrogène est engagé à raison de 2 X à 6 X en poids par rapport au polds de pite & L'état sec, en milieu de pH compris entre 9 et 11, à une température comprise entre 40CC et 100'C.