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Gestion des métaux pour un blanchiment optimum- (Suite)

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Lors de notre dernière chronique, nous avons discuté des agents chélatants à utiliser pour paralyser les métaux afin d'éviter qu'ils ne nuisent au blanchiment par leur réactions secondaires ou leur oxydation s'ils se retrouvent présents dans le papier. Aujourd'hui, nous regarderons combien des ces chélatants les plus populaires (EDTA et DTPA) utiliser pour atteindre nos objectifs et à quel endroit les utiliser...

Nous avons déjà indiqué que l'EDTA est l'agent chélatant de choix pour les opérations de chélations se déroulant à un pH acide, alors qu'on préconisera plutôt le DTPA pour ce qui est de l'opération en milieu alcalin. Ceci implique qu'en règle générale, on optera donc pour l'EDTA pour le blanchiment à l'hydrosulfite de sodium (pH : 4.8 – 6.0) et le DTPA pour le blanchiment au peroxyde d'hydrogène (pH : 9.0 – 10.0). Mais combien en ajouter et à quel endroit dans le procédé ?

Il faut tout d'abord savoir que cela prendra une mole de chélatant pour chélater une mole de métal nuisible. On doit donc commencer par quantifier la quantité de métal présente dans notre procédé et faire le calcul pour obtenir la quantité de chélatant requis. Il faut ajouter autant de chélatant que la quantité de chacun des métaux qu'on veut paralyser, ainsi qu'un surplus pour tenir compte des autres métaux qui seront également aussi attirés par le chélatant et ce selon l'ordre de chélation. Une signature métallique nous donnera le nombre de ppm de fer, manganese, aluminium et cuivre (métaux nuisibles). Le poids molaire du DTPA est de 503 g tandis que celui de l'EDTA est de 380 g. On utilise ces chiffres pour calculer le nombre de kg/t requis pour la chélation... Le seul hic, c'est qu'il n'existe pas actuellement de méthode de mesure en temps réel pour évaluer la quantité de métaux en présence. On doit donc faire des analyses sporadiques ou saisonnières pour évaluer la variation des métaux en présence dans notre système, évaluer un dosage et en ajouter un léger surplus, tout ça pour s'assurer que le chélatant est présent en quantités suffisantes. En effet, une analyse de métaux implique l'utilisation d'appareils typiquement non présents dans les laboratoires de l'usine (ex : ICP-OES). Ceci implique du temps; collecte des échantillons, envoi au laboratoire, planification et exécution de l'analyse, rédaction du rapport. Tout ceci prend quelques jours. On ne peut donc pas moduler les dosages rapidement. Voilà pourquoi on procède à l'utilisation d'un dosage en léger surplus. On doit de plus effectuer l'échantillonnage à quelques endroits du procédé, notamment avant et après l'addition de l'agent chélatant, ainsi qu'avant et après un élément de procédé qui épaissit la pâte (filtre à disque, presse double toile, etc) afin de voir si la chélation fait son effet. Tel que mentionné précédemment, les métaux chélatés se retrouvent principalement dans la phase aqueuse de la pâte...

beaulieu9-photo3Pour ce qui est du point d'addition, l'endroit idéal est assez tôt dans le procédé (ex : cuvier de latence) et préférablement avant un élément qui épaissit la pâte afin de sortir le plus possible les métaux avant le stade de blanchiment. Afin de protéger la liqueur de blanchiment, on peut également opter pour une addition simultanée avec cette liqueur. Pour éviter la réversion de blancheur sur la machine à papier, il est également possible d'ajouter une partie du EDTA près de la machine afin de paralyser le fer qui aurait autrement tendance à s'oxyder dans les sécheurs et même après la formation du papier pour ainsi jaunir la feuille...

Pour de plus amples détails concernant l'utilisation optimale d'agents chélatants afin d'améliorer l'efficacité du blanchiment, je vous invite à contacter votre fournisseur qui se fera sûrement un plaisir de concevoir un programme sur mesure pour votre usine.

Vous avez des expériences qui corroborent nos dires ? Vous avez des précisions ou des corrections à apporter ? N'hésitez pas... Notre but est toujours le même : Aider les papetiers à améliorer la qualité de leur produits ou bien à en réduire les coûts de fabrication. Alors, fournisseurs, gens de la R&D et consultants, faites-nous part de vos idées... et papetiers, faites-nous part de vos défis !!


Gilles-Beaulieu
Collaboration spéciale de Gilles Beaulieu, Directeur technique,
chimie de la partie humide, Pâtes et papiers, chez Quadra Chimie, Québec, QC.

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