Avec les progrès de la technologie papetière et l'utilisation croissante de pâtes à haut rendement et de pâtes désencrées, combinées à un système de circulation d'eau blanche plus fermé, la chimie de la partie humide de la fabrication du papier est devenue considérablement plus complexe. L'un des principaux défis est l'accumulation de déchets anioniques (colloides et substances dissoutes chargés négativement) qui interfèrent avec l'efficacité des additifs cationiques utilisés dans la fabrication du papier.
Qu'est-ce qu'un déchet anionique ?
Les déchets anioniques désignent un mélange de substances anioniques dissoutes et colloïdales, telles que des fibres dégradées, des extraits, des charges et des résidus chimiques. Ces substances peuvent perturber l'équilibre des charges, réduire l'efficacité de la rétention et du drainage, et augmenter la consommation de produits chimiques dans le processus de fabrication du papier.
L’approche optimale pour gérer les déchets anioniques consiste à minimiser leur formation, mais en raison de la complexité des matières premières et des systèmes de traitement, leur présence est souvent inévitable.
Rôle des récupérateurs de déchets anioniques (ATC)
Le moyen le plus efficace d'atténuer l'impact des déchets anioniques est de prétraiter la pâte à papier avec des capteurs de déchets anioniques (ATC) ou des fixateurs. Il s'agit de polymères cationiques à haute densité de charge et à faible masse moléculaire capables de neutraliser ou d'adsorber les substances anioniques.
Les types courants d'ATC comprennent :
- ATC inorganiques : tels que le sulfate d'aluminium (alun) et le chlorure de polyaluminium (PAC)
- ATC organiques : tels que la polyéthylèneimine (PEI) et PolyDADMAC
Principe de fonctionnement des ATC
Les ATC fonctionnent par neutralisation de charge et floculation pontante, capturant les substances anioniques solubles et les fixant sur les fibres ou les charges. Le moment d'ajout des ATC est crucial : ils sont généralement ajoutés avant les autres additifs cationiques afin d'éviter toute interférence.
ATC courants dans la fabrication du papier
1. Sulfate d'aluminium (alun)
L'alun est un ATC à faible coût, efficace dans des conditions acides mais perd sa charge cationique sous un pH neutre ou alcalin, ce qui limite son utilisation dans les systèmes modernes de fabrication de papier.
2. Chlorure de polyaluminium (PAC)
Le PAC conserve une charge cationique élevée sur une large plage de pH et est plus efficace que l'alun dans les systèmes neutres à alcalins. Il est de plus en plus utilisé comme ATC inorganique.
3. Polyéthylèneimine (PEI)
Le PEI est un polymère cationique à structure ramifiée offrant d'excellentes performances dans la plage de pH 6-9. Les versions modifiées offrent une densité de charge encore plus élevée. Le PEI capture non seulement les déchets anioniques, mais améliore également la rétention et réduit les pertes en eau vive.
4. PolyDADMAC – Azfc® PD40
PolyDADMAC est un polymère à haute densité de charge et à faible masse moléculaire, excellent comme ATC. Son efficacité a été largement documentée, démontrant une amélioration substantielle de la rétention des charges lorsqu'il est utilisé avant l'amidon cationique ou le polyacrylamide. Cependant, un surdosage peut entraîner une inversion de charge et réduire la rétention.
5. Autres ATC
- Bentonite modifiée : agit comme adsorbant en combinaison avec le PAM cationique pour les systèmes de rétention double.
- Sulfate de silicate de polyaluminium : pas encore largement utilisé dans la fabrication du papier.
- Oxyde de polyéthylène (PEO) : polymère non ionique qui capture les fines et les charges par liaison hydrogène plutôt que par neutralisation de charge. Efficace dans les environnements à forte concentration de déchets anioniques.
Conclusion
Les déchets anioniques posent des défis majeurs dans les systèmes de fabrication de papier modernes, notamment dans les environnements très fermés, neutres à alcalins. Le choix du bon ATC est essentiel pour optimiser la chimie de la partie humide. Parmi les options disponibles, le PolyDADMAC (Azfc® PD40) se distingue par sa grande efficacité et sa large gamme d'applications.
En intégrant des stratégies efficaces de récupération des déchets, les usines peuvent réduire la consommation d’additifs, améliorer la rétention et le drainage et stabiliser les processus de fabrication du papier.
