Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
2B~
La pr~sente invention concerne un procédé de blanchiment
de pâtes papetieres chimiques par le peroxyde d'hydrogene.
Le blanchiment des pates papetibres chimiques, c'est-a-
dire des pates de cellulose écrues obtenues par cuisson de matieres
5 lignocellulosiques selon les procédés dits au sulfite, au sulfate ou
Kraft, a 1a soude ou au carbonate, est généralement pratiqué dans
l'industrie à l'aide de chlore ou de dérives chlorés ayant comme le
chlore un caractere oxydant, tels que le bioxyde de chlore ClO2 ou
l'hypochlorite de sodium NaOCl.
Aucun de ces agents oxydants n'est toutefois capable
d'assurer seul un blanchiment satisfaisant en une seule opération. Il
est nécessaire d'operer en plusieurs etapes distinctes et a des opera-
tions intermediaires telles qu'en particulier des opérations dites
d'extraction en bain alcalin. Les effluents résultant de telles séquences
opératoires sont tres fortement colores, polluants et corrosifs. Ils
peuvent meme entrainer des risques d'explosion au cours du cycle de
regeneration des reactifs. Ils renferment en particulier des qu~ntités
importantes de produits organiques chlores et des iOllS chlorures. DP ce
fait ils ne peuvent être rejetés ni recyclés sans que soit procédé a
des traitements complexes et couteux.
L'emploi d'agents oxydants non chlorés, notam~lent celui de
l'oxygene ou du peroxyde d'hydrogène, a été envisagé pour pallier les
inconvénients cités. Celui de l'oxygene, qui contraint a un fonctionne-
ment sous pression et par la onereux, n'a connu qu'un developpement
limite.
Le peroxyde d'hydrogene peut être mis en oeuvre a pression
atmospherique dans les appareillages conventionnels de blanchiment.
Son emploi direct sur des pates ~ecrues d'indice kappa de l'ordre de 30
n'a toutefois pas permis d'obten;r des pates traitées d'indice kappa
illferieur a 20-2`5 environ. Une étape supplémentaire de prétraitement
des pates en milieu acide permet, comme le décrit la demande de brevet
japonais n 76/102103 publié le 10 septembre 1976, et le brevet canadien
no; 1.128.260 d'améliorer ce résultat mais,à l'image de l'ensemble des pro-
cédés connus de blanchiment reposant sur des étapes aLternées en bain a~e eten
~26Z:~0~;
-- 2
bain alcalin, ne permet pas d'éviter les problèmes soulevés
par le rejet ou le recyclage des liqueurs après usage, ni
d'atteindre des degrés kappa faibles pour les pâtes traitées.
Le procédé selon l'invention permet d'assurer l'ob-
tention de pâtes papetières cellulosiques blanchies d'indicekappa inférieur à 10 tout en délivrant des effluents directe-
ment recyclables dans l'opération de blanchiment.
La présente invention est donc relative à un procédé
d~ blanchiment de pates papetieres chimiques par le peroxyde
d'hydrogène caractérisé en ce que l'opération est réalisée
en une seule étape, à un pH de 11 à 11,5, à une température
de 70 C à 100 C, à l'aide d'une solution comprenant, en
plus du peroxyde d'hydrogène, au moins un agent alcalin
choisi parmi l'hydroxyde de sodium et le carbonate de sodium,
au moins un siLicate de métal alcalin à une concentration
exprimée en SiO2 au moins égale à 0,3% en poids, au moins
un sel de magnésium et au moins un sel de calcium en quantité
telle que la concentration en poids de chacun des éléments
alcalino-terreux soit comprise entre 0,05% et 1~ et maintenus
à l'état dissous à l'aide d'au moins un agent complexant
des ions alcalino-terreux en quantité telle que la concentra-
tion globale en complexant soit au plus égale à 10~ en poids.
La concentration en peroxyde d'hydrogène dans le
bain de blanchiment est celle communément adoptée dans ce
domaine industriel. Elle n'excède généralement pas 1% en
poids et est le plus souvent comprise entre 0,02 et 0,5%.
La concentration pondérale de silicate de métal
alcalin, exprimée en SiO2, est choisie, pour des raisons
d'économie, inférieure à 20~ et est le plus souvent infé-
rieure à 5%.
Les sels de calcium et les sels de magnésium conve-
nant le mieux sont ceux dont l'anion présen-te la meilleure
inertie vis-à-vis du peroxyde d'hydrogène dans les conditions
d'exécution du procédé de l'invention, comme par exemple
- 2a
~2~ 8~5
les chlorures.
Le ou les complexants des ions magnésium et calcium
sont par exemple choisis parmi les polyphosphates et les
pyrophosphates de métal alcalin, les acides azotés, tels
S que l'acide éthylènediamine-tetracétique, l'acide diéthylene~
triaminepentacétique et l'acide nitrilotriacétique, ou leurs
sels, les acides phosphoriques monomères ou polymeres, les
polyélectrolytes tels que 1'acide pOly-C< hydroxyacrylique
et la lactone correspondante.
/
:
~2~2~ 5
L'hydroxyde de sodium et le carbonate de sodiu~ cnt éte
pr~f~r~s ~ d'autres agents alcalins pour des ra;sons economiques.
Lorsque le proc~de selon 1 'invention est realis~ ~ une
temperature inferieure ~ 70C, le blanchiment obtenu reste excellent
mais demande pour être atteint des temps de s~jour rapidement prohibi-
tifs. Lorsque le procédé de l'invention est realisé ~ une température
supérieure à 100C la décomposition du peroxyde d'hydroyene devient
vite genante. La plage de temperature préférée est de 85C a 95C.
Bien que le mode de constitution du bain de blanchiment
puisse être quelconque, il est préféré de procéder a la solubilisation
en milieu aqueux des sels de calcium et de magnésium en présence du ou
des agents complexan~ les ions alcalino-terreux, d'introduire ensuite
dans la solution ainsi obtenue le silicate de métal alcalin sous forme
lS de solution aqueuse concentrée9 ~uis la solution de peroxyde d'hydrogène
avant d'amener le pH du mélange a une valeur comprise entre 11 et 11,5
a l'aide d'hydroxy~e ou de carbonate de sodium~
. Le contact de la pâte a blanchir avec le bain cons~itué a
cet ef~et, dont la duree peut varier en particulier en fonction de la
temp~rature mais n'excede generalement pas une dizaine d'heures, est
: realise soit en discontinu, soit en continu, par passage de lz solution
de blanchiment a travers une phase solide constituee de la matière
cellulosique, soit par mélange intime de cette solution a~ec cette
phase solide.
Dans le premier cas, c'est-a-dire dans une technique de
percolation, le rapport ponderal solution de blanchiment/matiere solide
peut etre compris entre 10 et 100 et de preference entre 15 et S0.
Dans le second cas ce rappo~t peut être compris entre 4 et 100 et de
preference entre 8 et 20.
Les exemples suivants~ donnes a titre non limitatif, illus-
trent le procede de l'invention :
3~5
EXEMPLE 1
20 g de p~te écrue issue d'une cuisson Kraft de r~sineux
et ayant un indice kappa egal a 30 sont traités par percolation, ~ 90C~
durant 8 heures, a l'aide de 500 9 de solution de blanchiment de pH
maintenu constant a une valeur comprise entre 11 et 11,5 par adjonction
d'hydroxyde de sodium, circulant en boucle fermee a raison de 300 ml/h,
de teneur en peroxyde d'hydrogene maintenue constante par adjonction de
ce reactif, et contenant, en poids ;
silicate de sodium (exprimee en Na20,3,36 SiO2) : 1,7 ~
calcium (sous forme de CaC12) : 0~3 ~O
magnesium (sous forme de MgC12): 0,15 %
tripolyphosphate de sodium : 0,6 %
hydroxyde de sodium : 0,4 %
peroxyde d'hydrogene 100 % : 0,34 %
- La pate apres traitement a un indice kappa qu; n'est plus
que de 8, la quantite de peroxyde d'hydrogene consomm~e pour atteindre
ce resultat ne representant que 4 % en poids de la pate engagee.
EXEMPLE 2
20 : En operant comme dans l'exemple 1 et en conservant comme
solution de blanchiment la solution ayant servi a traiter la charse de
pate ecrue de l'exemple 1, on traite une deuxieme charge de p3te écrue
puis une troisieme. A l'issue de cette troisieme opéraiion il est
constate que le bain de blanchiment a conserve toute son efficacité
puisque la pâte traitee a un indice kappa de 8 tandis que la consommation
de peroxyde d'hydrogene est de 4,1 % en poids par rapport au poids de
pate engagee.
EXEMPLE 3
10 g de pate ~crue de meme origine et de meme indice kappa que
dans l'exemple 1 sont melanges a 100 g de solution de meme composition
ponderale que dans l'exemple 1. Le melange est maintenu a 90C pendant
10 heures avec introduction, apres 5 heures, de 0,34 9 de peroxyde d'hydro-
gene.
~Z6~ S
La pate, apres traitement, a un indice kappa ~gal a 8,
la consommation de peroxyde d'hydrogène pour atte;ndre ce résultat
n'~tant que de 4,3 X en poids par rapport a la p~te engagee.
Un r~sultat analogue est obtenu lorsque l'on opere ~ la
même température que ci-dessus mais en continu avec introduction de
pâte ~ blanchir et sortie equivalente de pate blanchie en recyclant
la solution de blanchiment, séparee de la pate extraite et remise au
.titre en peroY~yde d'hydrogene et autres ingredients constitutifs du
bain de blanchiment tel que defini pour le procedé selon l'invention,
de telle façon que dans la zone de traitement s'etablisse un régime
stationnaire et que le contact soit assuré durant ùne periode de
8 heures entre la pâte et la solution de blanchiment.
