CA1206704A

CA1206704A - Treatment of chemical pulp

Info

Publication number: CA1206704A
Application number: CA000420203A
Authority: CA
Inventors: Dominique Lachenal; Christian De Choudens
Original assignee: Produits Chimiques Ugine Kuhlmann
Current assignee: Produits Chimiques Ugine Kuhlmann
Priority date: 1982-01-28
Filing date: 1983-01-25
Publication date: 1986-07-02
Also published as: KR850001341B1; BR8300402A; FI830288A0; FI76134B; SE462288B; PT76145B; SE8207356L; IT8367014A0; KR840002934A; JPH0217679B2; NO161391C; DE3302580A1; JPS58132190A; SE8207356D0; NO830268L; DE3302580C2; PT76145A; ATA26383A; OA07313A; CH653720A5

Abstract

PRECIS DE LA DIVULGATION:
La présente invention concerne un procédé pour le traitement de pâtes papetières chimiques, du type dans lequel on effectue un premier traitement au moyen d'une solution acide; un deuxième traitement au moyen d'une solu-tion alcaline de peroxyde, caractérisé en ce que le premier traitement acide s'effectue à une température comprise entre 50 et 80°C. Ce nouveau procédé est employé pour le blanchiment des pâtes chimiques. PRECISION OF DISCLOSURE:
The present invention relates to a method for the treatment of chemical pulp, of the type in which is carried out a first treatment by means of a acid solution; a second treatment using a solution alkaline peroxide, characterized in that the first acid treatment takes place at a temperature between 50 and 80 ° C. This new process is used for the bleaching of chemical pulps.

Description

~6~

L'invention concerne un nouveau traitement des pâtes papetières chimiques.
Dans la suite de la description, l'expression pâtes chimiques designe principalement des pates de cellu-lose non blanchies ou eclaircies, c'est-a-dire contenant encore de la lignine, obtenues par des procédés au sulfite acide, neutre ou alcalin, au sulfate (procéde Kraft), a la soude, au carbonate ou à l'oxygene, en presence ou non d'un catalyseur de délignification.
Comme on le sait, le blanchiment des pa-tes cellu-losiques est le traitement qui consiste a éliminer par action de réactifs chimiques, la matiere colorante associee aux fibres de cellulose, dont une grande partie est consti-tuée~de lignine dans un etat très condense et profondement modifiee lors des reactions de cuisson. Le blanchiment des pâtes chimiques se fait la plupart du temps au moyen d'agents chlorés, comme le chlore, le bioxyde de chlore ou l'hypo-chlorite de sodium.
Toutefois, ces agents de blanchiment entrainent des inconvenients importants en ce ~ui concerne la lutte contre la pollution. En effet, le recyclage dans le circuit de récuperation des produits chimiques utilisés pour la mise en pâte du bois, des liqueurs usées de blanchiment, destiné
a réduire la quantité d'effluents polluants, se heurte a de sérieux problemes (risques de corrosion des installations, risque d'explosion aux chaudieres), en raison de la quantité
tres importante de chlorures présente dans ces liqueurs usées.
Afin d'éliminer ces problèmes, on a proposé d'uti-liser pour le blanchiment, des agents exempts de chlore.Ainsi, les liqueurs usees provenant de ce traitement peuvent être recupérees et renvoyées dans le circuit de récuperation des réactifs sans encourir les risques dus aux chlorures.
Dans un pre~nier temps, on a proposé d'utiliser de l'oxygane - 1 - ~, ~6~

comme agent de blanchiment. Ce procédé permet d'obtenir des résultats satisfaisants dans la mesure où il a été ainsi possible de reduire sans risque la pollution due a l'opéra-tion de blanchiment. ~outefois, le traitement à l'oxygene nécessite un investissement tres onéreux, ce qui explique finalement le développement limité de ce procédé.
Pour pallier cet inconvénient d'ordre essentielle-ment économique, il a ete egalement proposé de remplacer l'oxygène par des peroxydes, notamment du peroxyde d'hydro-gène. Cette solution présente l'avantage de pouvoir êtremise en oeuvre a la pression atmosphérique, donc dans une simple tour de blanchiment conventionnelle, ce qui represen-te un investissement beaucoup plus réduit que celui du pro-cédé à l'oxygène. Le traitement au peroxyde d'hydrogène a été développé dans des unités de fabrication de pâtes chi-miques Kraft et dans quelques unites de fabrication de pâtes au sulfite. Neanmoins, le peroxyde d'hydrogène est un reactif chimique beaucoup plus cher que l'oxygène et il a eté montre qu'il ne permettait pas d'atteindre les perfor-mances du traitement à l'oxygene dans des conditions econo-miques acceptables.
En effet, il est connu que les cations metalliques presents dans les pâtes chimi~ues peuvent décomposer le peroxyde d'hydrogène de façon telle que l'efficacité du traitement au peroxyde d'hydrogene est réduite. On a deter-mine que les cations à effet négatif à éliminer, sont essen-tiellement: le manganèse et le cuivre, et peut être à un degré moindre le fer.
Pour améliorer l'efficacité du traitement au peroxyde d'hydrogène, on a proposé de faire precéder ce traitement par un pré-traitement au moyen d'un acide (voir en ce sens: la demande de brevet japonais n 76/102 103 déposée le 5 Mars 1975 par NIPPON PULP IND. K.K., le brevet fran~ais 77/24 131 de la Demanderesse publié sous le n ~Z~7~ ~ 6 ~

The invention relates to a new treatment for chemical pulp.
In the following description, the expression chemical pulp mainly designates cell pasta lose unbleached or thinned, i.e. containing still lignin, obtained by sulfite processes acid, neutral or alkaline, with sulfate (Kraft process), with soda, carbonate or oxygen, with or without a delignification catalyst.
As we know, the bleaching of cell pastes losiques is the treatment which consists in eliminating by action of chemical reagents, the associated coloring matter cellulose fibers, a large part of which killed ~ lignin in a very condensed and deeply changed during cooking reactions. Money laundering chemical pulp is mostly done using agents chlorinated, such as chlorine, chlorine dioxide or hypo-sodium chlorite.
However, these bleaches cause significant drawbacks regarding the fight against pollution. Recycling in the circuit of recovery of the chemicals used for the setting wood pulp, used bleaching liquors, intended to reduce the quantity of polluting effluents, comes up against serious problems (risk of corrosion of the installations, risk of explosion in boilers), due to the quantity very important chlorides present in these liquors worn.
In order to eliminate these problems, it has been proposed to use Use chlorine-free agents for bleaching, so used liquors from this treatment can be recovered and sent back to the recovery circuit reagents without incurring the risks due to chlorides.
Firstly, it was proposed to use oxygane - 1 - ~, ~ 6 ~

as a bleaching agent. This process provides satisfactory results to the extent that it has been so possible to safely reduce pollution due to the operation whitening. ~ however, the oxygen treatment requires a very expensive investment, which explains finally the limited development of this process.
To overcome this essential drawback-it was also proposed to replace oxygen by peroxides, in particular hydro peroxide uncomfortable. This solution has the advantage of being able to be implemented at atmospheric pressure, therefore in a simple conventional bleaching tower, which represents a much lower investment than that of the pro-ceded to oxygen. The hydrogen peroxide treatment has was developed in chi pasta manufacturing units Kraft mics and some pasta making units sulfite. However, hydrogen peroxide is a chemical reagent much more expensive than oxygen and it has summer shows that it did not reach the perfor-of oxygen treatment under economical conditions acceptable mics.
Indeed, it is known that metal cations present in chemical pastes can break down the hydrogen peroxide in such a way that the effectiveness of treatment with hydrogen peroxide is reduced. We have determined-mine that the negative effect cations to be eliminated are essential tily: manganese and copper, and may be at a lesser degree iron.
To improve the effectiveness of treatment with hydrogen peroxide, we proposed to precede this treatment with a pre-treatment with an acid (see in this sense: Japanese patent application No. 76/102 103 filed on March 5, 1975 by NIPPON PULP IND. KK, the patent French 77/24 131 of the Applicant published under the number ~ Z ~ 7 ~

2 398 839 - voir notamment p. 6 lignes 25 et suivantes -, la publication des inventeurs parue dans Paperi ja puu n ~A
1981, p. 301 à 308, notamment tableau p. 305 et les Prepints TAPPI ENVIRONMENTAL CONFERENCE 1981 New Orleans 27-29 avri~
1981, pp. 93~101).
D'apres ces differen-ts auteurs, un traitement acide de la pâte ~ température ambiante précedant le traite-ment au peroxyde permet de réduire notablement la quantite de cations métalliques a effet negatif. Un des acides pre-feres pour ce traitement est l'acide sulfurique. Ainsi, ona pu mettre en evidence qu'un pre-traitement par l'acide sulfurique à temperature ambiante etait tres efficace pour reduire la quantite des cations à effet negatif, et en particulier le manganese, qui est reconnu comme le cation métallique le plus nocif.
Or on a decouvert que de façon tout a fait inat~
tendue, si l'on se refère aux enseignements de l'etat de la technique connue et rappelee ci-dessus, lorsqu'on effectue le traitement acide precédant le traitement au peroxyde, a une température élevee, on ameliore notablement l'efficacite du traitement subsequent au peroxyde~ tout en conservant les caracteristiques mécaniques de la pâte ainsi traitée, bien que l'on n'améliore pas sensiblement l'élimination des cations metalliques.
En d'autres termes, l'efficacite du traitement d'une pâte chimique par le pero~yde, notamment le peroxyde d'hydrogene, peut etre amelioree par un autre moyen que ceux decrits dans l'art antérieur et qui visent uniquement l'elimination des cations metalliques à effet negatif pre-sents dans la pate.
Le procédé selon l'invention pour le traitement de pâtes papetieres chimiques du type comportant:
- un premier stade de traiternent au moyen d'une solution acide, 2,398,839 - see in particular p. 6 lines 25 and following -, the publication of the inventors appeared in Paperi ja puu n ~ A
1981, p. 301 to 308, in particular table p. 305 and the Prepints TAPPI ENVIRONMENTAL CONFERENCE 1981 New Orleans 27-29 Apr ~
1981, pp. 93 ~ 101).
According to these different authors, a treatment dough acid ~ room temperature before processing peroxide significantly reduces the amount of metal cations with negative effect. One of the pre-feres for this treatment is sulfuric acid. Thus, it was able to demonstrate that a pre-treatment with acid sulfuric at room temperature was very effective in reduce the quantity of cations with negative effect, and especially manganese, which is recognized as the cation most harmful metal.
Now we have discovered that quite unexpectedly ~
tense, if we refer to the teachings of the state of technique known and recalled above, when performing acid treatment preceding peroxide treatment, a a high temperature, the efficiency is significantly improved of the subsequent peroxide treatment ~ while retaining the mechanical characteristics of the dough thus treated, well that the elimination of metal cations.
In other words, the effectiveness of the treatment a chemical paste with pero ~ yde, especially peroxide hydrogen, can be improved by other means than those described in the prior art and which aim only elimination of metal cations with negative effect pre-smells in the dough.
The method according to the invention for the treatment chemical pulp of the type comprising:
- a first stage of treatment by means of a acid solution,

- 3 -7~4 - un deuxieme stade de traitement au moyen d'une solution alcaline de peroxyde, se cara~térise en ce que le premier stade de traitement s'effectue a une température comprise entre 50C et 80C.
En d'autres termes et c'Pst la oli reside l'effet inattendu de l'invention, il n'était pa~s imaginable que l'application d'un ~raitement connu pour diminuer la concentration en cations a effet négatif permette lorsque l'on augmente la température du traitement, de diminuer de façon nettement significative, la teneur en lignine des pâtes ainsi traitées, alors meme que c~tte élévation de température n'a aucun effet sensible sur le taux d'é:Limina-tion des cations a effet négatif contenus dans ces pâtes.
En d'autres termes, l'augmentation de la température lS du traitement acide connu, procure le même résultat en ce qui concerne l'abaissement de la concentration en cations à effet négatif, mais en outre, procure une meilleure déli-gnification des pâtes soumises au traitement selon l'inven-tion. La teneur des pates en lignine résiduelle est expri-mee ci-apr~s, de manière classique, par 1'indice KAPPA
(norme AFNOR NFT 12 018).
Comme déja dit, les pâtes chimiques susceptibles d'être traitées conformément a l'invention, peuvent être tres variées. On peut retenir comme exemples les pates Kxaft, les pates à la soude, les pâtes sulfitiques, soude-oxygene, soude-anthraquinone et carbonate.
Ces pâtes peuvent être traitees selon l'invention a des consistances variables, notamment en fonction du mate---riel utilise. Si le plus généralement, ces consistances sont comprises entre 3 et 20 ~, en pratique~ la consistance lors du traitement est voisine de 10 a 15 %.
Lors du traitement acide, on peut faire appel a des solutions acides tr~s variées (voir not~ml-nt le tableau ~e la page 305 de la publication PAPERI ja PUU n 4A 1981 rappelée ci-dessu~. Avantageusement, on utilise des acides minéraux, voire organiques, tels que:
- l'acide sulfureux (H2SO3), - l'acide chlorhydrique (HCQ), - llacide phosphorique (H3PO4).
En pratique, on utilise essentiellement l'acide sulfurique (H2SO4~
On peut eventuellement utiliser des acides organi-ques qui presentent l'avantage de pouvoir être plus facile-ment recycles dans les circuits de l'usine.
On peut également utiliser tout effluent acide disponible dans l'usine, par exemple la solution acide pro-venant de l'atelier de préparation du bioxyde de chlore et qui contient de l'acide sulfurique, l'effluent du traitement par So2 des pâtes blanchies ou tout effluent de blanchiment à caractere acide. Sauf indication contraire, les concen-trations en reactifs seront exprimees, dans ce qui suit, en poids de produit.pur par rapport au poids de la pâte traitee compte en sec. La concentration en acide est reglee de maniere a obtenir un pH compris entre 1 et 5 et avantageuse-ment entre 2 et 3. La duree de ce traitement acide est de maniere connue fixee entre 30 et 180 minutes, de préférence entre 60 et 120 minute~.
Comme déj~ dit, la temperature de ce traitement est comprise entré 50C et 80C et avantageusement comprise entre 60 et 80C.
Le traitement selon l'invention peut atre effectue dans toute installation classique de fabrication de pâte, ' ~;~C)67C3~L

sans investissement supplémentaire. Par exemple, on peut alimenter avec une solution acide une rampe du dernier fil-tre de lavage de la pâte apres cuisson, puis transferer la pâte ainsi imprégnee dans une tour classique résistant à la température et ~ l'action de l'acide. La pâte traitee a l'acide est ensuite lavee puis traitee de maniere connue avec une solution alcaline de peroxyde.
Pour ce deuxieme traitement, on utilise comme peroxyde des composés chimiques de ~ormule générale R-O-O-X
dans laquelle R designe un radical et X un ion métallique ou l'hydrogene. A titre d'exemple, on peut citer le peroxyde d'hydrogène ou d'autres peroxydes organiques ou minéraux tels que le peroxyde de potassium, de calcium, le perborate de sodium, les persulfates de potassium et de sodium et l'acide peracetique. Dans un mode de realisation industriel, on utilise de préférence le peroxyde d'hydrogène. La quantité
de peroxyde utilisée est avantageusement comprise entre 0,5 et 10 % et de préférence entre 1 et 5 %. Comme déja dit, la deuxième solution de traitement contient également un alcali.
En pratique, la liqueur de traitement contient de 1 a 10 ~, de préférence de 1 a 4 % d'hydroxyde de sodium.
Ce traitement par la solution alcaline de peroxyde s'effectue à une température comprise entre 50 et 100C, de préférence à une température comprise entre 60 et 80C, et ce, pendant une durée comprise entre 0,5 et 5 heures, de préférence entre 1 et 3 heures.
Donc, comme déja dit, on opère avantageusement a pression atmosphérique.
Ce deuxieme trai-tement peut être suivi ou non de manière classique d'un lavage a l'eau.
La pâte ainsi traitée peut ensuite subir, de maniere usuelle, des traitements de blanchiment complémen-taires.

"

La maniere dont l'invention peut être realisee et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exem-ples de realisation qui suivent donnés a titre indicatif et non limitatif. Les conditions de traitement et les resul-tats obtenus sont resumes dans les tableaux I et II ci-apres, le tableau I concernant le traitement d'une pâte Kraf-t de bois resineux d'indice Kappa 31, le tableau II concernant le trai-tement d'une pâte Kraft de bois feuillu (hêtre) diindice Xappa 22.
Dans l'exemple 1, donne a titre de reference, on a traite une pâte Kraft de resineux d'indice Kappa 31 de ~a~on classique, en un seul stade, au moyen d'une solution alcaline de peroxyde d'hydrogane.
Dans l'exemple 2, on a traite la même pâte avec la même solution alcaline de peroxyde d'hydrogane, mais en fai-sant preceder ce traitement par un traitement acide mis en oeuvre s~lon les conditions decrites dans l'art an-terieur, en particulier dans la demande de brevet japonais 76/102 103 deposee le 5 Mars 1975 par NIPPON PULP IND. K.K.
On voit que le traitement acide elimine une part impsrtante des cations metalliques, en particulier des cations manganese, contenus dans la pâte de depart et favo-rise ainsi la delignification par le peroxyde.

~z~

TABLEAU I

Exemples Pâte a traiter Pate Kraft de bois résineux Indice Kappa 31 Conditions du 1 traitement Consistance de la pat~ en % 12 12 12 12 12 12 12 12 12 Temperature en C 20 50 70 70 70 70 70 70 80 Duree en minutes 120 120 120 120 120 120 120 120 120 Concentration en H SO % 2 2 2 1 3 2 2 2 2 p~ 4 2 2 2 2,5 1,5 2 2 2 2 Teneur en cations apr~s 1 traite-ment ppm Fe 53 30 30 31 31 31 31 30 Cu 8,84,0 3,7 3,8 3,8 3,8 3,8 4,0 Mn . 1035,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Indice Kappa après 1 traite-ment 30,5 30~5 30~5 30~5 Conditions du 2 traitement Consistance de la pâte en % 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 Température C 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 Duree en min.90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 Con XllLLd~ion en H2O % 1 1 1 1 1 1 0,5 2 3 concen~ration en NaOH % 1,51,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Indice Kappa apres le 2 traitement 22 20,6 20,2 18,5 19,1 18,6 21,8 15,9 14,4 17,5 o~

TABLEAU II

EXEMPLES

Pâte à traiter Pâte Kraft de hêtre Indice Kappa 22 Conditions du 1 traitement Consi~tance de la pâte % 12 12 Température en C 20 70 Durée en minutes 60 60 Concentration en H2SO4 en % 2 2 pH 2 2 Conditions du 2 traitement Consistance de la pâte % 12 12 Température en C 90 90 Duree en minutes 90 90 Concentration en H2O2 en %
Concentration en NaOH en %1,5 1,5 Indice Kappa apres le 2 traitement 13,5 12,0 Dans les exemples 3 a 10, on a traite selon les enseignements de l'invention, la même pâte kraft de bois resineux en faisant varier les conditions de température et la concentration en acide du premier traitement, ainsi que la concentration en peroxyde d'hydrogene du deuxième traite-ment. On voit par comparaison entre les exemples 3, 4 et 10 que l'elevation de la température du prernier traitement n'a aucun effet sensible sur l'élimination des cations métalli-ques nocifs, mais qu'elle procure, en revanche, une amelio-ration nette de la delignification et ce, sans requerir uneaugmentation ni de la concentration en acide du p~emier traitement, ni de la concentration en peroxyde du deuxieme traitement.
La comparaison entre les exemples 11 et 12, montre que l'augmentation de la temperature du traitement acide procure le même effet sur la delignification d'une pâ-te de bois feuillu.
~ titre indicatif, pour obtenir au moyen des trai-tements selon l'exemple 2, une pâte de même indice Kappa que celle obtenue dans l'exe-mple 4, il faudrait augmenter la concentration en peroxyde du deuxieme traitement de deux (2)% supplementaires, ce qui serait tres desavantageux sur le plan économique.
Le tableau III rassemble les caractéristiques mécaniques de la pâte écrue de base et de la pate traitée conformément aux enseignements de l'invention (exemple 43, c'est-a-dire ayant subi:
- dans un premier temps, un traitement au moyen d'une solution aqueuse d'acide sulfurique a 2 % et ce, a 0 70C, pendant deux heures, puis, apres lavage, un second trai-tement au moyen d'une solution contenant 1 ~ de peroxyde d'hydrogene et 1,5 % d'hydroxyde de sodium a 90C pendant 90 minutes.
Ces caractéris-tiques mécaniques ont été mesurées ~67~3~

selon les normes AFNOR après classage des pâtes dans un classeur WEVERK de laboratoire (fentes de 0,15 millimetre) et raffinage au moulin JOXRO jusqu'~ 40D SR. Ainsi, de ce tabl~au III il apparaît clairement que les pâtes traitees selon l'invention presentent les mêmes proprietes mecaniques que les pâtes kraft ecrues non traitees. En d'autres tPrmes, le procede selon l'invention ne modifie pas les proprietes mecaniques de ces pâtes, contrairement à ce que l'on aurait pu craindre en augmentant la temperature du traitement acide.
Dans les exemples 5 et 6, on a fait varier la concentration en acide sulfurique de la liqueur du premier traitement. Dans les exemples 7, 8 et 9, on a fait varier la concentration en peroxyde de la liqueur du deuxieme trai-temen~.
TABLEAU III

CARACTERISTIQUES DE LA PATE KRAFT DE RESINEUX

indice longueur indice indice de Kappa de rupture d'eclatement dechirure (AFNOR-NF (AFNOR-NF (AFNOR-NF (AFNOR-NF
T 12018) Q 03004) Q 03 142 - 01 01~) en km en KPa m /g en mN m /g Avant traite- 31,0 9,75 7,22 9,03 ment Apres traite-ment selon lB,5 10,03 7,29 9~02 inven-tio~-(ex. 4~

*(marque de commerce) . ,,j;

Exemple 13:
On utilise la meme pâte Kraft de bois résineux qu'a l'exemple 4 ayant subi le même traiiement qu'a cet exemple 4, c'est-a-dire un premier traitement acide à .70C
suivi par un traitemen-t au peroxyde. On reprend ensuite la pâte ainsi traitee pour lui faire subir à nouveau un traite-ment identique, c'est-a-dire:
- dans un premier temps, par une solution aqueuse d'acide sulfurique a 2 % à 70C pendant deux heures, - puis dans un second -temps par une solution alcaline de peroxyde contenant 1 % en poids de peroxycle dihydrogène et 1,5 % en poids d'hydroxyde de sodium sur une pâte à une concentration de 12 % et ce, pendant 90 minutes à 90C.
On obtient ainsi une pâte dont l'indice Kappa est ramene de 18,5 ~ 11,0 et ayant une blancheur de 58 % ~valeur mesurêe selon la norme AFNOR NF Q 03039) et dont les carac-téristiques mécaniques sont maintenues.
Exemple 14:
On répete l'exemple 13, mais en rempla~ant la pâte Kraft de bois résineux par une pâte Kraft de bois feuillu (hêtre) identique à celle utilisée dans l'exemple 12. En outre, on modifie la nature de l'acide en remplasant la solution aqueuse d'acide sulfurique par une solution aqueuse d'un mélange contenant 1 % d'acide sulfurique et 2 % d'anhy-dride sulfureux. A titre comparatif, l'indice Kappa est ramené de 12 à 9,0 et on obtient une blancheur de 53,5 %.
~xemple 15:
On utilise une pâte Kraft de bois résineux d'indice Kappa 31 traitée selon les enseignements de l'invention à
70ac, c'est-à-dire conformement à l'exemple 4. On soumet cette pate à un traitement complémentaire de blanchiment en de~x stades dans les conditions sui~antes:
- premier stade, au bioxyde de chlore:

6t7C~L

concentration en Cl 21,5 %
température 70C
durée 60 minutes consistance de la pâte6 %
~ deuxième stade, au peroxyde cl'hydrogène:
concentration en H2O21,5 %
concentra-tion en Na OH1 %
concentration en silicate de sodium a 38 B 3 ~
température 70C
durée 180 minutes consistance de la pâte10 %.
On obtient ainsi par un procédé court (quatre étapes~, ne comportant pas de traitement au chlore, une blancheur de 87,5 %, ce qui montre que la pâte traitée selon l'invention presente une excellente ap-titude au blan-chiment.
Comme déja dit, le procédé selon l'invention pré-sente de nombreux avantages, puisqu'il permet d'obtenir par la seule élévation de la température du traitement acide une amélioration inattendue de la déligni~ication tout en conservant aux pâtes ainsi traitées de bonnes propriétés mécaniques et une excellente aptitude au blanchiment et ce, dans des conditions avantageuses de mise en oeuvre, de coût et de réduction de la pollution. - 3 -7 ~ 4 - a second stage of treatment using a alkaline peroxide solution, is characterized in that the first stage of treatment takes place at a temperature between 50C and 80C.
In other words and this is the effect unexpected invention, it was not imaginable that the application of a known treatment to reduce the concentration of cations with negative effect allows when the temperature of the treatment is increased, to decrease by significantly, the lignin content of pasta thus treated, even as this ~ elevation temperature has no appreciable effect on the rate of e: Limina-tion of the cations with negative effect contained in these pastes.
In other words, the increase in temperature lS of known acid treatment, gives the same result in that which concerns the lowering of the cation concentration negative effect, but in addition, provides a better deli-gnification of the doughs subjected to the treatment according to the invention tion. The residual lignin content of the pasta is expressed mee below ~ s, in a conventional manner, by the KAPPA index (AFNOR NFT 12 018 standard).
As already said, the chemical pastes likely to be treated in accordance with the invention, may be very varied. We can use as examples the pasta Kxaft, soda pasta, sulfite pasta, soda-oxygen, soda-anthraquinone and carbonate.
These pastes can be treated according to the invention a variable consistencies, in particular depending on the mate---riel uses. If more generally, these consistencies are between 3 and 20 ~, in practice ~ the consistency during treatment is close to 10 to 15%.
During acid treatment, use may be made of very varied acid solutions (see not ~ ml-nt the table ~ e page 305 of the publication PAPERI ja PUU n 4A 1981 recalled above ~. Advantageously, acids are used minerals, even organic, such as:
- sulfurous acid (H2SO3), - hydrochloric acid (HCQ), - phosphoric acid (H3PO4).
In practice, we mainly use acid sulfuric (H2SO4 ~
It is possible to use organic acids which have the advantage of being easier-recycled in the factory circuits.
You can also use any acidic effluent available in the factory, for example the acidic solution coming from the chlorine dioxide preparation workshop and which contains sulfuric acid, the treatment effluent by So2 bleached pulp or any bleaching effluent acidic. Unless otherwise indicated, the concen-trations in reagents will be expressed, in what follows, in weight of product.pur relative to the weight of the treated dough count in sec. The acid concentration is regulated by so as to obtain a pH between 1 and 5 and advantageous-between 2 and 3. The duration of this acid treatment is known manner fixed between 30 and 180 minutes, preferably between 60 and 120 minutes ~.
As already said, the temperature of this treatment is included between 50C and 80C and advantageously included between 60 and 80C.
The treatment according to the invention can be carried out in any conventional dough manufacturing facility, '' ~; ~ C) 67C3 ~ L

without additional investment. For example, we can feed a ramp of the last wire with an acid solution wash the dough after cooking, then transfer the dough thus impregnated in a conventional tower resistant to temperature and action of the acid. The treated dough has the acid is then washed and treated in a known manner with an alkaline peroxide solution.
For this second treatment, we use as peroxide of the chemical compounds of ~ general ROOX
in which R denotes a radical and X a metal ion or hydrogen. By way of example, mention may be made of peroxide hydrogen or other organic or mineral peroxides such that potassium peroxide, calcium, perborate sodium, potassium and sodium persulfates and acid peracetic. In an industrial embodiment, we preferably uses hydrogen peroxide. The amount of peroxide used is advantageously between 0.5 and 10% and preferably between 1 and 5%. As already said, the second treatment solution also contains an alkali.
In practice, the processing liquor contains from 1 to 10 ~, preferably 1 to 4% sodium hydroxide.
This treatment with alkaline peroxide solution takes place at a temperature between 50 and 100C, from preferably at a temperature between 60 and 80C, and this, for a period of between 0.5 and 5 hours, from preferably between 1 and 3 hours.
So, as already said, we operate advantageously a atmospheric pressure.
This second treatment may or may not be followed by conventional way of washing with water.
The dough thus treated can then undergo, usual way, complementary whitening treatments shut up.

"

The manner in which the invention can be realized and the resulting benefits will become more apparent from the examples ples of realization which follow given as an indication and not limiting. Processing conditions and results obtained are summarized in Tables I and II below, the table I concerning the treatment of a Kraf-t wood pulp softwood with index Kappa 31, table II concerning the treatment Kraft pulp of hardwood (beech) diindice Xappa 22.
In Example 1, given for reference, we treated a Kraft pulp of Kappa index softwood 31 ~ a ~ on classic, in a single stage, using a solution alkaline hydrogen peroxide.
In Example 2, we treated the same dough with the same alkaline solution of hydrogen peroxide, but only health precede this treatment with an acid treatment works according to the conditions described in the prior art, in particular in Japanese patent application 76/102 103 filed on March 5, 1975 by NIPPON PULP IND. KK
We see that the acid treatment eliminates a part important metal cations, especially manganese cations, contained in the starting paste and favo-thus makes delignification by peroxide.

~ z ~

TABLE I

Examples Pulp to be treated Kraft softwood pulp Kappa 31 Index Conditions of 1 treatment Consistency of the pat ~ in% 12 12 12 12 12 12 12 12 12 Temperature in C 20 50 70 70 70 70 70 70 80 Duration in minutes 120 120 120 120 120 120 120 120 120 Concentration in H SO% 2 2 2 1 3 2 2 2 2 p ~ 4 2 2 2 2.5 1.5 2 2 2 2 Cation content after 1 milking ment ppm Fe 53 30 30 31 31 31 31 30 Cu 8.84.0 3.7 3.8 3.8 3.8 3.8 4.0 Mn. 1,035.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 Kappa index after 1 milking ment 30.5 30 ~ 5 30 ~ 5 30 ~ 5 Conditions of 2 treatment Consistency of dough in% 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 Temperature C 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 Duration in min 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 Con XllLLd ~ ion in H2O% 1 1 1 1 1 1 0.5 2 3 concentration in NaOH% 1.51.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 Kappa index after 2 treatment 22 20.6 20.2 18.5 19.1 18.6 21.8 15.9 14.4 17.5 o ~

TABLE II

EXAMPLES

Dough to be processed Kraft beech paste Kappa 22 Index 1 treatment conditions Consistency of dough% 12 12 Temperature in C 20 70 Duration in minutes 60 60 H2SO4 concentration in% 2 2 pH 2 2 2 treatment conditions Consistency of dough% 12 12 Temperature in C 90 90 Duration in minutes 90 90 H2O2 concentration in%
NaOH concentration in% 1.5 1.5 Kappa index after 2 treatment 13.5 12.0 In Examples 3 to 10, we treated according to the lessons of the invention the same kraft wood pulp softwood by varying the temperature conditions and the acid concentration of the first treatment, as well as the concentration of hydrogen peroxide of the second treatment is lying. We see by comparison between examples 3, 4 and 10 that the elevation of the temperature of the first treatment has no significant effect on the elimination of metal cations harmful, but that it does, on the other hand, improve net ration of delignification without requiring an increase or the acid concentration of the apple treatment, nor the peroxide concentration of the second treatment.
The comparison between examples 11 and 12 shows that increasing the temperature of the acid treatment has the same effect on the delignification of a hardwood.
~ indicative, to obtain by means of the tements according to Example 2, a dough with the same Kappa index as that obtained in exe-mple 4, it would be necessary to increase the peroxide concentration of the second treatment of two (2) additional%, which would be very disadvantageous on the economic plan.
Table III brings together the characteristics mechanics of basic unbleached dough and processed dough in accordance with the teachings of the invention (example 43, that is to say having undergone:
- firstly, treatment using of a 2% aqueous sulfuric acid solution at 0 ° C. for two hours, then, after washing, a second treatment with using a solution containing 1 ~ hydrogen peroxide and 1.5% sodium hydroxide at 90C for 90 minutes.
These mechanical characteristics have been measured ~ 67 ~ 3 ~

according to AFNOR standards after classification of pasta in a WEVERK laboratory filing cabinet (0.15 millimeter slots) and refining in the JOXRO mill up to ~ 40D SR. So from this tabl ~ in III it is clear that the processed pasta according to the invention have the same mechanical properties than raw untreated kraft pasta. In other words, the process according to the invention does not modify the properties mechanics of this pasta, unlike what we would have may have feared by increasing the temperature of the acid treatment.
In Examples 5 and 6, the sulfuric acid concentration of the first liquor treatment. In Examples 7, 8 and 9, we varied the concentration of peroxide in the liquor of the second treatment temen ~.
TABLE III

CHARACTERISTICS OF RESINOUS KRAFT PASTE

index length index index of Tear burst burst kappa (AFNOR-NF (AFNOR-NF (AFNOR-NF (AFNOR-NF
T 12018) Q 03004) Q 03 142 - 01 01 ~) in km in KPa m / g in mN m / g Before milking 31.0 9.75 7.22 9.03 is lying After treaty-is lying according to lB, 5 10.03 7.29 9 ~ 02 invented tio ~ -(e.g. 4 ~

*(trademark) . ,, j;

Example 13:
We use the same Kraft softwood pulp that in example 4 having undergone the same treatment as in this Example 4, i.e. a first acid treatment at .70C
followed by peroxide treatment. We then resume the dough thus treated to subject it again to a identical, that is to say:
- firstly, with an aqueous solution 2% sulfuric acid at 70C for two hours, - then in a second time by a solution alkaline peroxide containing 1% by weight of peroxycle dihydrogen and 1.5% by weight of sodium hydroxide on a dough at a concentration of 12% for 90 minutes at 90C.
A paste is thus obtained, the Kappa index of which is reduces from 18.5 ~ 11.0 and has a whiteness of 58% ~ value measured according to AFNOR standard NF Q 03039) and whose characteristics mechanical characteristics are maintained.
Example 14:
Example 13 is repeated, but by replacing the dough Softwood kraft with pulp Hardwood kraft (beech) identical to that used in Example 12. In in addition, the nature of the acid is changed by replacing the aqueous solution of sulfuric acid with an aqueous solution a mixture containing 1% sulfuric acid and 2% anhy-sulphurous dride. For comparison, the Kappa index is reduced from 12 to 9.0 and a whiteness of 53.5% is obtained.
~ xample 15:
We use a Kraft pulp of softwood index Kappa 31 treated according to the teachings of the invention at 70ac, that is to say in accordance with Example 4. We submit this paste to a complementary whitening treatment in of ~ x stages under the following conditions:
- first stage, with chlorine dioxide:

6t7C ~ L

Cl concentration 21.5%
temperature 70C
duration 60 minutes dough consistency6%
~ second stage, with hydrogen peroxide:
H2O concentration 21.5%
Na OH1% concentration silicate concentration sodium at 38 B 3 ~
temperature 70C
duration 180 minutes dough consistency 10%.
We thus obtain by a short process (four steps ~, not involving chlorine treatment, a 87.5% whiteness, which shows that the treated dough according to the invention has an excellent whiteness aptitude chastise.
As already said, the process according to the invention pre-has many advantages, since it provides the only rise in the temperature of the acid treatment an unexpected improvement in deligni ~ ication while retaining good properties in pasta thus treated mechanical properties and excellent whitening ability, under advantageous conditions of implementation, cost and pollution reduction.

Claims

The achievements of the invention, about which them an exclusive property right or lien is claimed, are defined as follows:

1. Process for processing pulp chemical, of the type in which:
- a first treatment using a solution acid, - then a second treatment using a solution alkaline peroxide, characterized in that the first acid treatment is carried out kills at a temperature between 50 and 80 ° C.

2. Method according to claim 1, characterized in that the pH of the acid solution from the first treatment is between 1 and 5.

3. Method according to claim 2, characterized in that the pH of the acid solution from the first treatment is between 2 and 3.

4. Method according to claim 1, characterized in that the duration of the first treatment is included between 60 and 120 minutes.

5. Method according to claim 1, characterized in that the acid solution contains a mineral acid or an organic acid.

6. Method according to claim 5, characterized in that the acid solution contains sulfuric acid.

7. Method according to claim 1, characterized in that the alkaline solution of the second treatment contains contains from 0.5 to 10% by weight of hydrogen peroxide.

8. Method according to claim 7, characterized in that the alkaline solution of the second treatment contains holds from 1 to 2% by weight of hydrogen peroxide.

9. Method according to claim 7, characterized in that the alkaline solution of the second treatment contains also contains from 1 to 10% by weight of sodium hydroxide.

10. Method according to claim 9, characterized in that the alkaline solution of the second treatment contains also from 1 to 5% by weight of sodium hydroxide.

11. Method according to claim 1, characterized in that the treatment is repeated several times by means of the two successive solutions, respectively acid solution hot and alkaline peroxide solution.