Recherche de nouveaux traitements de blanchiment de pâtes désencrées générant moins de matières organiques dissoutes

Search of a new bleaching treatment of deinked pulps generating less dissolves organic substances

• Auteur / Autrice : Auphélia Burnet
• Direction : Fabrice Thomas, Bruno Carré
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et sciences du vivant
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vieux papiers -- Recyclage

Peroxyde d'hydrogène

Résumé

Lors de la remise en suspension des papiers récupérés ou bien lors du blanchiment des pâtes désencrées, le peroxyde d'hydrogène est utilisé en présence d'hydroxyde de sodium pour contrebalancer le jaunissement des fibres ou bien pour blanchir la pâte. Néanmoins, l'hydroxyde de sodium libère de matières dissoutes et colloïdales dans les eaux du procédé qui perturbent la partie humide de la machine à papier et entraînent une augmentation de la pollution des eaux du procédé. De nouvelles alternatives au peroxyde d'hydrogène et à l'hydroxyde de sodium ont alors été testées afin d'améliorer la qualité des effluents sans modifier les gains de blancheur. Lors du blanchiment de la pâte, le remplacement du peroxyde d'hydrogène par le percarbonate de sodium, le perborate de sodium ou bien de l'acide peracétique a un effet négatif sur la qualité des effluents. En revanche, la substitution de l'hydroxyde de sodium lors d'un stade P (haute température, long temps de rétention) par d'autres sources moins alcalines, telles que le carbonate de magnésium, l'hydroxyde de magnésium , l'hydroxyde de calcium ou bien l'utilisation du silicate alcalin à la place du silicate standard améliore la qualité des effluents (DCO : -20 à 35%) et diminue la consommation en peroxyde d'hydrogène (-40%) sans réduire les gains de blancheur. Les ions magnésium réagissent avec les ions perhydroxyles, évitant une décomposition du peroxyde d'hydrogène. De plus, la faible alcalinité de ce blanchiment ralentit la dismutation de peroxyde d'hydrogène. Certaines de ces nouvelles sources alcalines ralentissent la perte de blancheur due au vieillissement de la pâte et évitent une réversion de blancheur à haute température (85°C). Lorsqu'elles sont employées dans des conditions de remise en suspension, où la température est plus faible et le temps de réaction plus court, elles n'apportent aucun gain de blancheur. Cependant, l'addition du peroxyde d'hydrogène n'est pas nécessaire durant la remise en suspension lorsque cette étape est suivie d'un blanchiment conventionnel. Les pertes éventuelles de blancheur générées par le jaunissement en présence d'hydroxyde de sodium dans le pulpeur seront récupérées lors du blanchiment de la pâte désencrée si celui-ci est présent dans la ligne de désencrage.

During pulping of recovered papers or during bleaching of deinked pulps, hydrogen peroxide is used in presence of sodium hydroxide in order to counterbalance the yellowing of the fibres or in order to slightly bleach the pulp. Nevertheless, sodium hydroxide releases dissolved and colloidal substances in process waters which disturb the wet end chemistry of the papermachine and generate an increase in the pollution at the process water treatment plant. In this project, hydrogen peroxide and sodium hydroxide alternatives were tested in order to improve effluent quality without modifying the brightness gains. The replacement of hydrogen peroxide by sodium percarbonate, sodium perborate or peracetic acid has a negative effect on effluent quality. On the other hand, substitution of sodium hydroxide by other less alkaline sources such as magnesium carbonate, magnesium hydroxide, calcium hydroxide or the use of alkaline silicate instead of standard silicate improves effluent quality (COD : -22 to 35 %) and decreases hydrogen peroxide consumption (-40% during hydrogen peroxide bleaching with magnesium carbonate, magnesium hydroxide) without reducing the brightness gains. The low alkalinity of this bleaching combined with the fact that magnesium reacts with perhydroxyl ions, make that hydrogen peroxide disproportionation is prevented. These new alkaline sources slow down the brightness loss due to ageing of the pulp and avoid a brightness reversion at high temperature. Nevertheless, when these chemicals are used at lower temperature and shorter time (during the pulping), no gain of brightness was observed. Addition of hydrogen peroxide is not necessary during pulping if this stage is followed by a conventional bleaching. The eventual loss of brightness induced by the yellowing of the pulp in presence of sodiu hydroxide in the pulper will be recovered during the subsequent bleaching of the deinked pulp.