Influência de um pré-tratamento ácido na branqueabilidade das pastas de E. globulus

Abstract

Este estudo foi desenvolvido principalmente para medir o efeito de um tratamento ácido, utilizando Spent Acid, corrente residual existente nas fábricas, proveniente da produção de ClO2 (processo de Mathieson), no branqueamento da pasta kraft crua de E. globulus. Foi avaliado o consumo de dióxido de cloro no estágio D0 e nos subsequentes estágios, D1 e D2. Foram também avaliados o conteúdo de HexA e metais nas pastas, e os AOX nos filtrados, em D0, após o tratamento ácido. No final, foi avaliada a qualidade da pasta após a sequência ECF (com e sem tratamento ácido). O tratamento ácido foi realizado primariamente com o Spent Acid. Este foi comparado com o uso de ácido sulfúrico puro, com vista a qualificar o uso do Spent Acid como substituto para o ácido sulfúrico. Para atingir estes objectivos, o estágio ácido com Spent Acid foi estudado a dois níveis de pH (2,5 e 3,5), temperatura (90 e 95ºC) e a dois tempos (120 e 180 minutos). Foi escolhido um ponto para se efectuar o mesmo tipo de pré-tratamento ácido mas com H2SO4. Posteriormente todas as pastas foram submetidas aos estágios D0E1. Finalmente foram concluídas algumas das sequências já inicializadas anteriormente, isto é, foram realizados os estágios D1, E2 e D2. Como referência, foi realizada uma sequência ECF convencional de cinco estágios D0E1D1E2D2. Relativamente à brancura obtida após os estágios AD0E1, verificase um aumento de brancura, em todas as sequências com o tratamento ácido, relativamente à sequência standard D0E1. Contudo, pode dizer-se que as brancuras obtidas não são muito afectadas pelo pH, temperatura e tempo do estágio ácido. Concluiu-se que todas as sequências sujeitas ao tratamento ácido removeram maiores quantidades de ácidos hexenurónicos do que a sequência standard. Esta remoção de ácidos hexenurónicos aumenta com o tempo de reacção e com o aumento de temperatura do estágio ácido. Todas as sequências ECF completas sujeitas ao tratamento ácido apresentam uma poupança no consumo de global de dióxido de cloro. A quantificação de metais mostrou uma remoção eficaz de cálcio, magnésio e manganês, para todas as pastas sujeitas ao tratamento ácido. Relativamente à redução dos compostos organoclorados nos filtrados (AOX) em D0, o estágio ácido também se revelou eficaz. No que respeita à viscosidade, todas as pastas sujeitas ao tratamento ácido, apresentam uma ligeira diminuição da mesma (entre 4 a 9%). O estágio ácido, no geral, não apresenta benefícios razoáveis, em relação à sequência standard, em termos das propriedades papeleiras das pastas branqueadas. Genericamente, não existiram grandes diferenças entre o tratamento ácido com o Spent Acid e com o ácido sulfúrico.

This study was designed primarily to measure the effect of an acid treatment, based upon a Mathieson Spent Acid solution, in the bleaching performance of an E. globulus unbleached kraft pulp. The consumption of chlorine dioxide was evaluated on D0 stage and the subsequent D1 and D2 stages. The content of HexA and metals on pulp, and AOX on filtrates were also evaluated on D0 stage after acid treatment. Finally, the pulp quality after ECF bleaching sequence (with and without acid treatment) was evaluated. The acid treatment was carried out primarily with Spent Acid, a residual stream generated by the Mathieson ClO2 production process. This was compared with the use of pure sulphuric acid (H2SO4), in order to qualify the use of Spent Acid as a replacement for sulphuric acid. To achieve these objectives, the acid stage was studied with two Spent Acid Solution pH levels (2.5 and 3.5), two temperatures (90 and 95°C) and two times (120 and 180 minutes). A reference condition was selected to make the same kind of acid pretreatment with pure H2SO4. All pulps were subsequently submitted to a D0E1 stage. Some selected pulps were then fully bleached on a D1E2D2 stages. As reference, a conventional ECF sequence of five stages D0E1D1E2D2 was performed. With regard to the pulp brightness obtained after AD0E1 stages, there is a slight increase when compared with standard D0E1 pulps. However, brightness is not greatly affected by acid treatment pH, temperature or time. It was concluded that all the sequences subjected to acid treatment removed greater amounts of HexA than the standard sequence. This removal of HexA increases with reaction time and temperature of the acid stage. All full ECF bleaching sequences after acid treatment show a saving in the overall consumption of chlorine dioxide. The quantification of metals on pulps showed an effective removal of calcium, magnesium and manganese, for all the pulps subject to acid treatment. For the reduction of organochlorine compounds in filtrates (AOX) in D0, the acid stage also proved to be effective. The Spent Acid treatment induces a slight decrease of the pulp viscosity (between 4-9%), similar of the sulphuric acid treatment. Overall, the acid stage, in general, has no benefits reasonable in relation to the following standard in terms of the papermaking properties of bleached pulps. Generally, there were no major differences between the acid treatment with Spent Acid and sulfuric acid.