BRPI0811349B1

BRPI0811349B1 - solução aquosa contendo partículas à base de sílica, uso da solução aquosa contendo partículas à base de sílica, e processo para a produção de papel

Info

Publication number: BRPI0811349B1
Application number: BRPI0811349-1A
Authority: BR
Inventors: Michael Persson; Freddie Hansson; Annika Viola Pal; Lars Lindahl; Joakim Carlén
Original assignee: Akzo Nobel Chemicals International B.V.
Priority date: 2007-06-07
Filing date: 2008-06-04
Publication date: 2021-01-12
Also published as: BRPI0811349A2

Abstract

SOLUÇÃO QUE CONTÉM PARTÍCULAS COM BASE EM SÍLICA, USO DA SOLUÇÃO QUE CONTÉM PARTÍCULAS COM BASE EM SÍLICA E PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL. A presente invenção refere-se a uma solução que contém partículas com base em sílica que possuem uma razão axial de pelo menos cerca de dez e uma extensão específica de pelo menos cerca de 600 m2/g. A presente invenção refere-se ainda a uma solução que contém partículas com base em sílica que possuem uma razão axial de pelo menos cerca de dez e um valor S de até cerca de 25. A presente invenção refere-se ainda a uma solução que contém partículas com base em sílica que possuem uma razão axial de pelo menos cerca de dez e uma extensão específica de pelo menos cerca de 400 m2/g, em que as partículas com base em sílica são modificadas na superfície. A presente invenção refere-se ainda a uma solução que contém partículas com base em sílica que possuem uma viscosidade de pelo menos 50 cP e teor de sílica de pelo menos cerca de 3% em peso, em que as partículas com base em sílica possuem uma extensão específica de pelo menos cerca de 400 m2/g.(...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a soluções com base em sílica, sua produção e uso. A presente invenção fornece soluções com base em sílica com alta estabilidade e teor de SiO2, bem como desempenho aprimorado de drenagem e retenção na fabricação de papel.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Na técnica de fabricação de papel, uma suspensão aquosa que contém fibras celulósicas, cargas e aditivos opcionais são alimentados para uma caixa superior que ejeta a suspensão celulósica sobre um fio de formação. A água é drenada da suspensão celulósica para fornecer uma tela de papel úmido que é adicionalmente desidratada e seca na seção de secagem da máquina de papel. Auxiliares de drenagem e retenção são convencionalmente introduzidos na suspensão celulósica para facilitar a drenagem e aumentar a adsorção de partículas finas sobre as fibras celulósicas, de forma que elas sejam retidas com as fibras.

Soluções de partículas com base em sílica são amplamente utilizadas como auxiliares de drenagem e retenção, normalmente em combinação com polímeros orgânicos carregados. Esses sistemas aditivos encontram-se entre os mais eficientes em uso atualmente na indústria de fabricação de papel, particularmente os que compreendem soluções com base em sílica que contêm microgel ou partículas agregadas com altas extensões. Exemplos de soluções com em sílica deste tipo incluem as descritas nas Patentes Norte-Americanas n° 5.176.891, 5.368.833, 5.603.805 e 6.372.806, bem como nos Pedidos de Patente Internacionais publicados n° WO 98/30753, 98/56715, 00/66492, 2005/097678 e 2005/100241.

Partículas com base em sílica esféricas podem crescer e agregar-se de várias formas, dependendo das condições. Sob certas condições, as partículas crescem simetricamente, de forma a manter um formato esférico. Sob 5 outras condições, as partículas esféricas agregam-se a conjuntos de partículas e formam microgéis e redes tridimensionais. Partículas com base em sílica podem também formar agregados alongados que são mais ou menos lineares, de maneira a formar agregados com diferentes graus de agregação 10 em diferentes eixos ou direções.

Soluções com base em sílica aquosa com alta extensão que contêm microgel normalmente possuem baixa estabilidade e normalmente é necessária alta diluição para evitar a transformação completa em gel. Devido aos problemas 15 de estabilidade associados a esses produtos e ao custo proibitivo de embarque de produtos estáveis, mas extremamente diluídos, soluções com base em sílica aquosa com alta extensão que contêm microgel são preferencialmente preparadas no local de uso pretendido, tal como no moinho de papel. 20 Soluções de partículas com base em sílica agregadas podem ser definidas por meio de diferentes parâmetros, que incluem valor S e razão axial. O valor S indica o grau de agregação ou formação de microgéis e um valor S inferior indica um grau de agregação mais alto das partículas com base 25 em sílica. A razão axial é aplicável a agregados alongados de *7 partículas de sílica e indica a razão entre o eixo longo e o eixo curto, p

Seria vantajoso poder fornecer soluções com base em sílica com desempenho de drenagem e retenção aprimorado. 30 Também seria vantajoso poder fornecer soluções com base em sílica e, particularmente, soluções com base em sílica que contêm microgel ou agregadas com estabilidade de extensão aprimorada sob extensões e teores de SiO2 muito altos. Seria também vantajoso poder fornecer um método de produção dessas soluções com base em sílica. Seria ainda vantajoso poder fornecer um processo de fabricação de papel com desempenho de drenagem e retenção aprimorado.

RESUMO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se, de forma geral, a uma solução que contém partículas com base em sílica que possuem uma razão axial de pelo menos dez e uma extensão específica de pelo menos 600 m2/g. 10 A presente invenção refere-se, de forma geral, a uma solução que contém partículas com base em sílica que possuem uma razão axial de pelo menos dez e um valor S de até cerca de 35.

A presente invenção refere-se, de forma geral, a 15 uma solução que contém partículas com base em sílica que possuem uma razão axial de pelo menos dez e uma extensão específica de pelo menos 400 m2/g, em que as partículas com base em sílica são modificadas na superfície.

A presente invenção refere-se, de forma geral, a 20 uma solução que contém partículas com base em sílica que possuem uma viscosidade de pelo menos 50 cP e teor de sílica de pelo menos cerca de 3% em peso, em que as partículas com base em sílica possuem uma extensão específica de pelo menos cerca de 400 m2/g. 25 A presente invenção refere-se ainda, de forma %) geral, a um processo de produção de uma solução que contém partículas com base em sílica que compreende: (a) fornecimento de um recipiente de reação que contém água e uma resina de troca de íons catiônicos que 3 0 possui ao menos parte da sua capacidade de troca de íons em forma de hidrogênio; (b) adição ao mencionado recipiente de reação de um silicato de metal álcali aquoso sob velocidade de pelo menos cerca de 400 g de SiO2 por hora e kg de resina de troca de íons presente no veículo de reação para formar uma calda de silicato aquosa; (c) agitação da mencionada calda de silicato 5 aquosa até que o pH da fase aquosa esteja na faixa de cerca de 5,0 a cerca de 9,0; (d) adição de um ou mais materiais alcalinos à fase aquosa para formar um pH na faixa de cerca de 7,0 a cerca de 11,0; e 10 (e) separação da mencionada resina de troca de íons da fase aquosa após a etapa (c) ou após a etapa (d).

A presente invenção refere-se ainda, de forma geral, a um processo de produção de uma solução que contém partículas com base em sílica que compreende: 15 (a) fornecimento de um recipiente de reação que contém água e uma resina de troca de íons catiônicos que possui ao menos parte da sua capacidade de troca de íons em forma de hidrogênio; (b) adição ao mencionado recipiente de reação 20 de um silicato de metal álcali para formar uma calda de silicato aquosa; (c) agitação da mencionada calda de silicato aquosa até que o pH da fase aquosa esteja na faixa de cerca de 5,0 a cerca de 8,5; 25 (d) adição de um ou mais materiais alcalinos à *> fase aquosa para formar um pH na faixa de cerca de 7,0 a cerca de 8,5; e (e) separação da mencionada resina de troca de íons da fase aquosa após a etapa (c) ou após a etapa (d). 30 A presente invenção refere-se ainda a uma solução que contém partículas com base em sílica que podem ser obtidas por meio do processo conforme a presente invenção.

A presente invenção refere-se ainda a diversos usos da solução que contém partículas com base em sílica conforme a presente invenção, tais como agente floculante, particularmente como auxiliar de drenagem e retenção na fabricação de papel e como agente floculante para purificação „ 5 de água.

A presente invenção refere-se ainda, de forma geral, a um processo de produção de papel que compreende: (a) fornecimento de uma suspensão aquosa que compreende fibras celulósicas; 10 (b) adição à suspensão de um ou mais auxiliares de drenagem e retenção que compreendem uma solução que contém partículas com base em sílica conforme a presente invenção; e (c) desidratação da suspensão obtida para fornecer uma folha ou teia de papel.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Segundo a presente invenção, são fornecidas soluções que contêm partículas com base em sílica, também denominadas no presente soluções com base em sílica, que são apropriadas para uso como agentes floculantes na fabricação 20 de papel e purificação de água, particularmente como auxiliares de drenagem e retenção na fabricação de papel. A expressão "auxiliares de drenagem e retenção", da forma utilizada no presente, designa um ou mais aditivos que, quando adicionados a uma suspensão celulósica aquosa, geram 25 melhor drenagem e/ou retenção que a obtida sem a adição dos mencionados um ou mais aditivos. As soluções com base em p sílica conforme a presente invenção exibe boa estabilidade ao longo de extensos períodos de tempo, notadamente alta razão axial e estabilidade de extensão e alta estabilidade para 30 completar a formação de gel. As soluções com base em sílica resultam ainda em aumento da drenagem e da retenção quando utilizadas na fabricação de papel. A presente invenção possibilita o aumento da velocidade da máquina de papel e o uso de uma dosagem mais baixa de aditivo para fornecer um efeito de drenagem e retenção correspondente, de forma a gerar um processo de fabricação de papel aprimorado e benefícios econômicos. 5 A solução com base em sílica aquosa conforme a presente invenção contém partículas com base em sílica, ou seja, partículas com base em sílica ou SiO2, que são preferencialmente aniônicas e preferencialmente coloidais, ou seja, na faixa coloidal de tamanho de partículas. Dispersões 10 aquosas deste tipo são normalmente indicadas como soluções.

Preferencialmente, as partículas com base em sílica foram preparadas por meio de polimerização por condensação de compostos silícios, tais como ácidos silícicos e silicatos, que podem ser homo ou copolimerizados. As soluções com base 15 em sílica podem ser modificadas e conter outros elementos, tais como alumínio, boro, nitrogênio, zircônio, gálio e titânio, que podem estar presentes na fase aquosa da solução e/ou nas partículas com base em sílica. Esses elementos podem também estar presentes nas soluções com base em sílica na 20 forma de impurezas.

As soluções com base em sílica conforme a presente invenção contém partículas com base em sílica assimétricas ou alongadas. Preferencialmente, essas partículas assimétricas são modeladas na forma de elipsoides de revolução 25 caracterizadas pela razão axial, ou seja, a razão entre o eixo longo e o eixo curto. Assimetria de partículas afeta os coeficientes de difusão de rotação e translação de partículas r com base em sílica coloidal e também a viscosidade das suas soluções. Estas propriedades podem ser utilizadas para 30 determinar a razão axial, seja direta ou indiretamente, utilizando uma combinação de difusão de luz dinâmica e viscosidade. A solução com base em sílica conforme a presente invenção normalmente possui uma razão axial de pelo menos cerca de 10 ou pelo menos cerca de 11, adequadamente pelo menos 12 e, preferencialmente, pelo menos 13. Normalmente, a razão axial é de até cerca de 100 ou até cerca de 50, adequadamente até cerca de 40 e, preferencialmente, até cerca 5 de 35. As razões axiais fornecidas no presente representam a razão axial média das partículas com base em sílica presentes em uma solução. A razão axial é medida e calculada conforme descrito por D. Biddle, C. Walldal e S. Wall em Colloids and Surfaces, A: Physiochemical and Engineering Aspects 118 10 (1996), 89-95, determinando-se dimensões e razões axiais de elipsoides de prolate não solvatados equivalentes. Este modelo elipsóide é caracterizado pela razão entre o diâmetro mais longo (a) e o diâmetro mais curto (b) . A razão axial é definida como a/b. O modelo utilizado é uma combinação de 15 dados obtidos por meio de medições de viscosidade intrínsecas e medições de difusão de luz dinâmica e as relações de Simha e Perrin para a viscosidade intrínseca e fatores fracionais, respectivamente, de elipsoides de revolução. Estes dados podem ser utilizados em seguida para iteração de um ajuste 20 matemático ã forma elipsóide, de forma a gerar a razão axial que descreve a forma das partículas com base em sílica.

A solução com base em sílica conforme a presente invenção normalmente possui um valor S de pelo menos cerca de 4% ou pelo menos cerca de 6%, adequadamente pelo menos 8% e, 25 preferencialmente, pelo menos 10%. Normalmente, o valor S é k de até cerca de 5 0% ou até cerca de 3 5%, adequadamente até r cerca de 30% e, preferencialmente, até cerca de 25%. O valor S é medido e calculado conforme descrito por R. K. Iler e R. L. Dalton em J. Phys. Chem. 60 (1956), 955-957. O valor S de 3 0 uma solução com base em sílica indica o grau de formação de microgel ou agregados e um valor S inferior é indicativo de um grau mais alto de formação de microgel ou agregados.

As partículas com base em sílica presentes na solução possuem normalmente uma extensão específica de pelo menos cerca de 400 m2/g ou pelo menos cerca de 500 m2/g, adequadamente pelo menos cerca de 600 m2/g ou pelo menos %, cerca de 700 m2/g, preferencialmente pelo menos cerca de 800 5 m2/g e, de maior preferência, pelo menos cerca de 1000 m2/g.

A extensão específica normalmente é de até 1600 m2/g ou pelo menos cerca de 1500 m2/g, adequadamente até cerca de 1400 m2/g e, preferencialmente, até cerca de 1300 m2/g. A extensão específica é medida por meio de titulação com NaOH conforme 10 descrito por G. W. Sears Jr. em Analytical Chemistry 28 (1956): 12, 1981-1983, após a remoção apropriada ou ajuste de qualquer composto presente na amostra que pode prejudicar a titulação como compostos de alumínio e boro, tal como conforme descrito por Sears e na Patente Norte-Americana n° 5.176.891. 15 As extensões específicas fornecidas no presente representam a extensão média específica das partículas com base em sílica presentes em uma solução.

Em uma realização da presente invenção, a solução com base em sílica é modificada com alumínio. Exemplos de 20 compostos de alumínio apropriados incluem os definidos no presente. Segundo a presente realização, as partículas com base em sílica são preferencialmente pelo menos modificadas na superfície com alumínio. Se modificada com alumínio, a solução com base em sílica normalmente possui uma razão molar 25 de Si:Al de cerca de 1:1 a 40:1, adequadamente cerca de 3:1 a 30:1 e, preferencialmente, cerca de 5:1 a 20:1.

Em uma realização da presente invenção, a solução r com base em sílica é modificada com um composto que contém nitrogênio orgânico. Exemplos de compostos que contêm 30 nitrogênio orgânico apropriados incluem os definidos no presente. Segundo a presente realização, as partículas com base em sílica são preferencialmente pelo menos modificadas na superfície com o composto que contém nitrogênio orgânico.

Se modificado com um composto que contém nitrogênio orgânico, a solução com base em sílica normalmente possui uma razão molar Si:N de cerca de 1:1 a 50:1, adequadamente cerca de 2:1 u) a 40:1 e, preferencialmente, cerca de 2,5:1 a 25:1. 5 A solução com base em sílica conforme a presente invenção possui normalmente uma razão molar Si:X, em que X = metal álcali, de pelo menos 5:1, adequadamente pelo menos 6:1, preferencialmente pelo menos cerca de 7:1 e, de preferência superior, pelo menos 8:1. A razão molar de Si:X, 10 em que X = metal álcali, é normalmente de até 30:1, adequadamente até 20:1, preferencialmente até 15:1 e, de maior preferência, até 12:1.

A solução com base em sílica conforme a presente invenção normalmente possui um pH de pelo menos cerca de 6,0 15 ou pelo menos cerca de 6,5, adequadamente pelo menos cerca de 7,0, pelo menos cerca de 7,5 ou pelo menos cerca de 8,0. Normalmente, o pH da solução com base em sílica é de até cerca de 12,0 ou até cerca de 11,0, adequadamente até cerca de 10,5, até cerca de 10,00, até cerca de 9,5, até cerca de 20 9,0 ou pode ser de até 8,5 ou até cerca de 8,0.

A solução com base em sílica conforme a presente invenção normalmente contém um teor de sílica (SiO2) de pelo menos cerca de 2% em peso, adequadamente pelo menos cerca de 3% em peso, pelo menos cerca de 4% em peso e, 25 preferencialmente, pelo menos cerca de 5% em peso, b

Normalmente, o teor de sílica é de até cerca de 3 0% em peso ou até cerca de 20% em peso, adequadamente até cerca de 15% em peso e, preferencialmente, até cerca de 10% em peso. A fim de simplificar o embarque e reduzir custos de transporte, é 30 geralmente preferível embarcar soluções com base em sílica em alta concentração conforme a presente invenção, mas naturalmente é possível e normalmente preferível diluir e misturar as soluções com base em sílica até teores de sílica substancialmente mais baixos antes do uso, tais como até teores de sílica dentro da faixa de 0,05 a 2% em peso, a fim de aprimorar a mistura com os componentes de fornecimento.

A viscosidade da solução com base em sílica 5 conforme a presente invenção pode variar dependendo, por exemplo, do teor de sílica da solução. Normalmente, a viscosidade é de pelo menos cerca de 5 cP, frequentemente pelo menos cerca de 10 cP ou pelo menos cerca de 20 cP e pode ser de até pelo menos cerca de 50 cP ou pelo menos 75 cP. 10 Normalmente, a viscosidade é de até cerca de 200 cP ou até cerca de 175 cP, adequadamente até cerca de 150 cP. A viscosidade pode ser medida por meio de métodos conhecidos, utilizando, por exemplo, um viscômetro Brookfield LVDV 11+.

A solução com base em sílica conforme a presente 15 invenção é preferencialmente estável. Preferencialmente, a solução com base em sílica mantém alguns dos seus parâmetros ao longo de um certo período de tempo. Normalmente, a solução mantém uma razão axial de pelo menos cerca de 10, adequadamente pelo menos cerca de 11 e, preferencialmente, 20 pelo menos cerca de 12 por pelo menos três meses mediante armazenagem ou envelhecimento a 20 °C em condições escuras e não agitadas. Adequadamente, essas razões axiais são mantidas em um teor de sílica de pelo menos cerca de 3% em peso e, preferencialmente, pelo menos cerca de 5% em peso. 25 Normalmente, a solução mantém uma extensão específica de pelo menos cerca de 400 m2/g ou pelo menos cerca de 600 m2/g, adequadamente pelo menos cerca de 8 00 m2/g e, de maior preferência, pelo menos cerca de 1000 m2/g por pelo menos três meses mediante armazenagem ou envelhecimento a 20 °C em 30 condições escuras e não agitadas. Adequadamente, essas extensões específicas são mantidas em um teor de sílica de pelo menos cerca de 3% em peso e, preferencialmente, pelo menos cerca de 5% em peso. Normalmente, a solução mantém os valores de viscosidade definidos acima por pelo menos três meses durante a armazenagem ou envelhecimento a 20 °C em condições escuras e não agitadas. Adequadamente, esses valores de viscosidade são mantidos em um teor de sílica de 5 pelo menos cerca de 3% em peso e, preferencialmente, pelo menos cerca de 5% em peso.

As soluções com base em sílica conforme a presente invenção podem ser produzidas por meio de um processo que é simples, rápido e de fácil controle e regulagem. 10 A etapa (a) do processo compreende o fornecimento de um recipiente de reação que compreende uma fase aquosa que contém água e uma resina de troca de íons. A resina de troca de íons utilizada no processo é catiônica e possui pelo menos parte da sua capacidade de troca de íons na forma de 15 hidrogênio, ou seja, uma resina de troca de íons catiônica ácida, preferencialmente uma resina de troca de íons catiônica ácida fraca. Adequadamente, a resina de troca de íons possui pelo menos 40% da sua capacidade de troca de íons na forma de hidrogênio, preferencialmente pelo menos 50%. 20 Resinas de troca de íons adequadas são fornecidas no mercado por diversos fabricantes, tais como Amberlite® IRC84SPI da Rohm & Haas. Preferencialmente, um recipiente de reação equipado com meios de mistura, tais como um agitador, é carregado com uma resina de troca de íons e água. 25 Preferencialmente, a resina de troca de íons é regenerada por meio da adição de um ácido, tal como ácido sulfúrico, preferencialmente conforme instruções do fabricante.

A etapa (b) do processo compreende a adição de um silicato de metal álcali aquoso ao recipiente de reação que 30 contém água e a resina de troca de íons, preferencialmente resina de troca de íons regenerada, para formar uma calda de silicato aquosa. Normalmente, o silicato de metal álcali aquoso é adicionado ao recipiente de reação em uma velocidade de pelo menos 400, adequadamente pelo menos cerca de 4 50 e, preferencialmente, pelo menos cerca de 500 g de SiO2 por hora e kg de resina de troca de íons presente no recipiente de reação. Normalmente, a velocidade é de até cerca de 10000 a „ 5 cerca de 7000, adequadamente até cerca de 5000 e, preferencialmente, até cerca de 4000 g de SiO2 por hora e kg de resina de troca de íons presente no recipiente de reação.

Exemplos de silicatos de metais álcali aquosos apropriados ou vidro de água incluem materiais convencionais, 10 tais como silicatos de lítio, sódio e potássio, preferencialmente silicato de sódio. A razão molar entre óxido de sílica e de metal álcali, tal como SiO2 e Na2O, K2O ou Li2O, OU uma de suas misturas, na solução de silicato pode estar na faixa de 15:1 a 1:1, adequadamente na faixa de 4,5:1 15 a 1,5:1, preferencialmente de 3,9:1 a 2,5:1. 0 silicato de metal álcali aquoso utilizado pode possuir um teor de SiO2 de cerca de 2 a cerca de 35% em peso, adequadamente de cerca de 5 a cerca de 30% em peso e, preferencialmente, cerca de 15 a cerca de 25% em peso. O pH do silicato de metal álcali aquoso 20 é normalmente acima de 11, tipicamente acima de 12.

Segundo uma realização preferida da presente invenção, a etapa (b) do processo compreende a manutenção da temperatura da calda de silicato aquosa que é formada em pelo menos cerca de 0, adequadamente pelo menos cerca de 5 e, 25 preferencialmente, pelo menos cerca de 10 °C a cerca de 80 ou até 50, adequadamente até cerca de 40 e, preferencialmente, , até cerca de 35 °C. Isso pode ser atingido resfriando-se ou controlando-se a temperatura do veículo de reação mediante adição do silicato de metal álcali aquoso ao recipiente de 30 reação que contém água e a resina de troca de íons.

A etapa (c) do processo compreende a agitação da calda de silicato aquosa até que a sua fase aquosa atinja um certo valor de pH. Normalmente, a fase aquosa possui um pH de pelo menos cerca de 5,0, adequadamente pelo menos cerca de 6,0, pelo menos cerca de 6,5 ou, preferencialmente, pelo menos cerca de 7,0. Normalmente, a fase aquosa atinge um pH de até cerca de 9,0, adequadamente até cerca de 8,5 e, 5 preferencialmente, até cerca de 8,0. Preferencialmente, o crescimento de partículas tem lugar mediante agitação da calda de silicato aquosa. As partículas com base em sílica formadas possuem normalmente uma extensão específica de pelo menos cerca de 300 m2/g, adequadamente pelo menos cerca de 600 m2/g 10 e, preferencialmente, pelo menos cerca de 1000 m2/g. A extensão específica normalmente é muito alta, tal como até cerca de 1600 m2/g ou até cerca de 1400 m2/g. Adequadamente, a calda é agitada para permitir a agregação de partículas e, preferencialmente, a formação de agregados alongados de 15 partículas com base em sílica. A agitação normalmente tem lugar durante um período de tempo de cerca de 1 a cerca de 480 minutos, adequadamente cerca de 3 a cerca de 120 minutos e, preferencialmente, cerca de 5 a cerca de 60 minutos.

Segundo uma realização da presente invenção, a 20 etapa (c) do processo compreende a manutenção da temperatura da calda de silicato aquosa durante a agitação em pelo menos cerca de 0 °C, adequadamente pelo menos cerca de 5 °C e, preferencialmente, pelo menos cerca de 10 °C a cerca de 80 °C ou até 50 °C, adequadamente até cerca de 4 0 °C e, 25 preferencialmente, até cerca de 35 °C. Isso pode ser atingido resfriando-se ou controlando-se a temperatura do recipiente de reação mediante agitação da calda de silicato aquosa.

Se desejado, água adicional pode ser o veículo de reação durante ou após a etapa (c) para reduzir a viscosidade 30 da fase aquosa e reduzir a velocidade de crescimento de partículas, agregação de partículas e formação de agregados alongados de partículas com base em sílica.

A etapa (d) do processo compreende a adição de um ou mais materiais alcalinos à fase aquosa. Normalmente, a adição dos mencionados um ou mais materiais alcalinos aumenta o pH da fase aquosa até pelo menos cerca de 6,0 ou pelo menos cerca de 6,5, adequadamente pelo menos cerca de 7,0, pelo 5 menos cerca de 7,5 ou pelo menos cerca de 8,0. Normalmente, o pH da fase aquosa é de até cerca de 12,0 ou até cerca de 11,0, adequadamente até cerca de 10,5, até cerca de 10,00, até cerca de 9,5, até cerca de 9,0 ou pode ser de até 8,5 ou até cerca de 8,0. Preferencialmente, é adicionado pelo menos 10 um material alcalino, seja isoladamente ou em combinação com pelo menos um segundo material.

Exemplos de materiais alcalinos apropriados incluem silicatos de metais álcali, tais como qualquer dos definidos acima, preferencialmente silicato de sódio; hidróxidos de 15 metais álcali aquosos, tais como hidróxidos de sódio e potássio, preferencialmente hidróxido de sódio; hidróxido de amôno; sais de alumínio alcalinos, tais como aluminatos, adequadamente aluminatos aquosos, tais como aluminatos de sódio e potássio, preferencialmente aluminato de sódio. 20 Exemplos de segundos materiais apropriados incluem compostos de alumínio e compostos que contêm nitrogênio orgânico. Exemplos de compostos de alumínio apropriados incluem sais de alumínio neutros e essencialmente neutros, tais como nitrato de alumínio, sais de alumínio alcalino e 25 quaisquer dos definidos acima, preferencialmente aluminato de sódio.

Exemplos de compostos que contêm nitrogênio orgânico apropriados incluem aminas primárias, aminas secundárias, aminas terciárias e aminas quaternárias, em que 30 as últimas também são designados compostos de amónio quaternário. O composto que contém nitrogênio é preferencialmente hidrossolúvel ou dispersível em água. A amina pode ser não carregada ou catiônica. Exemplos de aminas catiônicas incluem sais de adição de ácidos de aminas primárias, secundárias e terciárias e, preferencialmente, compostos de amónio quaternário, bem como seus hidróxidos. O composto que contém nitrogênio orgânico normalmente possui um u 5 peso molecular abaixo de 1000, adequadamente abaixo de 500 e, preferencialmente, abaixo de 300. Preferencialmente, utiliza- se um composto que contém nitrogênio orgânico com baixo peso molecular, tal como os compostos que contêm até 25 átomos de carbono, adequadamente até vinte átomos de carbono, 10 preferencialmente de dois a doze átomos de carbono e, de preferência superior, de dois a oito átomos de carbono. Em uma realização preferida, o composto que contém nitrogênio orgânico contém um ou mais substituintes que contêm oxigênio, tal como com oxigênio na forma de grupos hidroxila e/ou 15 grupos alquilóxi. Exemplos de substituintes preferidos deste tipo incluem grupos hidróxi alquila, tais como grupos etanol e grupos metóxi e etóxi. Os compostos que contêm nitrogênio orgânico podem incluir um ou mais átomos de nitrogênio, preferencialmente um ou dois. As aminas preferidas incluem as 20 que possuem um valor pKa de pelo menos 6, adequadamente pelo menos 7 e, preferencialmente, pelo menos 7,5.

Exemplos de aminas primárias apropriadas, ou seja, aminas que contêm um substituinte orgânico, incluem alquil aminas, tais como propil amina, butil amina e ciclo-hexil 25 amina; alcanol aminas, tais como etanol amina; e alcoxialquil r aminas, tais como 2-metoxietil amina. Exemplos de aminas * secundárias apropriadas, ou seja, aminas que contêm dois substituintes orgânicos, incluem dialquil aminas, tais como dietil amina, dipropil amina e di-isopropil amina; dialcanol 30 aminas, tais como dietanol amina, e pirrolidina. Exemplos de aminas terciárias apropriadas, ou seja, aminas que contêm três substituintes orgânicos, incluem trialquil aminas, tais como trietil amina; trialcanol aminas, tais como trietanol amina; N,N-dialquil alcanol aminas, tais como N,N-dimetil etanol amina. Exemplos de aminas quaternárias apropriadas ou compostos de amónio quaternário, ou seja, aminas que contêm quatro substituintes orgânicos, incluem tetra-alcanol aminas, 5 tais como hidróxido de tetraetanol amónio e cloreto de L tetraetanol amónio; aminas quaternárias ou compostos de amónio com substituintes alcanol e alquila, tais como N- alquiltrialcanolaminas, como hidróxido de metiletrietanol amónio e cloreto de metiltrietanol amónio; N,N- 10 dialquildialcanol aminas, tais como hidróxido de dimetil dietanol amónio e cloreto de dimetil dietanol amónio; N,N,N- trialquil alcanol aminas, tais como hidróxido de colina e cloreto de colina; N,N,N-trialquil benzil aminas, tais como hidróxido de dimetil cocobenzilamônio, cloreto de dimetil 15 cocobenzil amónio e hidróxido de trimetil benzil amónio; sais de tetra-alquil amónio, tais como hidróxido de tetrametil amónio, cloreto de tetrametil amónio, hidróxido de tetraetil amónio, cloreto de tetraetil amónio, hidróxido de tetrapropil amónio, cloreto de tetrapropil amónio, hidróxido de 20 dietildimetil amónio, cloreto de dietildimetil amónio, hidróxido de trietilmetil amónio e cloreto de trietilmetil amónio. Exemplos de diaminas apropriadas incluem aminoalquilalcanol aminas, tais como aminoetiletanol amina, piperazina e piperazinas substituídas por nitrogênio que 25 contêm um ou dois grupos alquila inferiores com um a quatro átomos de carbono. Exemplos de compostos que contêm nitrogênio orgânicos preferidos incluem trietanol amina, dietanol amina, dipropil amina, aminoetil etanol amina, 2- metoxietil amina, N,N-dimetiletanol amina, hidróxido de 30 colina, cloreto de colina, hidróxido de tetrametil amónio, hidróxido de tetraetil amónio e hidróxido de tetraetanol amónio.

Preferencialmente, adiciona-se silicato de metais álcali aquoso, isoladamente ou em combinação com aluminato de sódio aquoso ou composto que contém nitrogênio orgânico aquoso.

Ao utilizar-se silicato de metal álcali aquoso na v 5 etapa (d) do processo conforme a presente invenção, o silicato de metal álcali aquoso é normalmente adicionado ao recipiente de reação em uma velocidade de pelo menos cerca de 3 00 ou pelo menos cerca de 3 50 e adequadamente pelo menos cerca de 400 ou pelo menos cerca de 450 g de SiO2 por hora e 10 kg de resina de troca de íons presente no recipiente de reação. Normalmente, a velocidade é de até cerca de 10000 a cerca de 7000, adequadamente até cerca de 5000 e, preferencialmente, até cerca de 4000 g de SiO2 por hora e kg de resina de troca de íons presente no recipiente de reação. 15 Ao utilizar-se dois ou mais materiais que compreendem pelo menos um material alcalino e pelo menos um segundo material, os materiais podem ser adicionados em qualquer ordem; preferencialmente, o material alcalino é adicionado em primeiro lugar, seguido pela adição do segundo 20 material.

Em uma realização, silicato de metal álcali, tal como silicato de sódio, é adicionado em primeiro lugar e, em seguida, adiciona-se um sal de alumínio alcalino, tal como um aluminato de sódio aquoso. Em uma outra realização, hidróxido 25 de metal álcali aquoso, tal como hidróxido de sódio, é adicionado em primeiro lugar e, em seguida, adiciona-se um sal de alumínio alcalino, tal como um aluminato de sódio aquoso. A adição de composto de alumínio fornece uma solução com base em sílica aluminada. Adequadamente, a adição de 30 composto de alumínio resulta na modificação de alumínio das partículas com base em sílica; preferencialmente, as partículas são modificadas na superfície por alumínio. A quantidade de composto de alumínio utilizada pode variar dentro de amplos limites. Normalmente, a quantidade de composto de alumínio adicionada corresponde a uma razão molar de Si:Al de cerca de 1:1 a cerca de 40:1, adequadamente cerca * de 3:1 a cerca de 30:1 e, preferencialmente, cerca de 5:1 a b 5 cerca de 20:1.

Em uma outra realização, silicato de metal álcali, tal como silicato de sódio, é adicionado em primeiro lugar e, em seguida, adiciona-se um composto que contém nitrogênio orgânico, tal como hidróxido de colina aquoso. Em uma outra 10 realização, hidróxido de metal álcali aquoso, tal como hidróxido de sódio, é adicionado em primeiro lugar e, em seguida, adiciona-se um composto que contém nitrogênio orgânico, tal como hidróxido de colina aquoso. A adição de composto que contém nitrogênio orgânico fornece uma solução 15 com base em sílica modificada por nitrogênio. A quantidade de composto que contém nitrogênio orgânico utilizada pode variar dentro de amplos limites. Normalmente, a quantidade de composto que contém nitrogênio orgânico adicionada corresponde a uma razão molar de Si:N de 1:1 a 50:1, 20 adequadamente de 2:1 a 40:1 e, preferencialmente, de 2,5:1 a 25:1.

Segundo uma realização da presente invenção, a etapa (d) do processo compreende a manutenção da temperatura da fase aquosa durante a adição dos mencionados um ou mais 25 materiais alcalinos à fase aquosa a pelo menos cerca de 0 °C, e adequadamente pelo menos cerca de 5 °C e, preferencialmente, pelo menos cerca de 10 °C a cerca de 80 °C ou até 50 °C, adequadamente até cerca de 4 0 °C e, preferencialmente, até cerca de 35 °C. Isso pode ser atingido resfriando-se ou 30 controlando-se a temperatura do recipiente de reação mediante adição dos mencionados um ou mais materiais alcalinos à fase aquosa.

Se desejado, água adicional pode ser o veículo de reação durante ou após a etapa (d) para reduzir a viscosidade da fase aquosa e reduzir a velocidade de crescimento de partículas, agregação de partículas e formação de agregados alongados de partículas com base em sílica. , 5 Na etapa (e) do processo, a resina de troca de íons é separada da fase aquosa, tal como por meio de filtragem. Isso pode ser realizado após a etapa (c) , tal como após a etapa (c), mas antes da etapa (d) ou após a etapa (d). Também é possível separar a resina de troca de íons da fase aquosa 10 durante a etapa (d) . A resina de troca de íons pode ser separada, por exemplo, após a adição de um material alcalino, mas antes da adição de um segundo material. Também é possível adicionar parte de um material alcalino, tal como silicato de metal álcali aquoso, separação em seguida da resina de troca 15 de íons da fase aquosa seguida pela adição da parte restante do material alcalino. Preferencialmente, a resina de troca de íons é separada da fase aquosa após a etapa (d).

A concentração dos materiais iniciais aquosos utilizados no processo, tal como o silicato de metal álcali 20 aquoso, hidróxido de metal álcali aquoso e aluminato de sódio aquoso, é preferencialmente ajustado de forma a fornecer um solvente com base em sílica que contém os teores de sílica (SiO2) definidos acima.

Se desejado, a solução com base em sílica obtida 25 após a separação da resina de troca de íons da fase aquosa pode ser submetida a concentração. Isso pode ser conduzido de Í. forma conhecida, tal como por meio de métodos osmóticos, evaporação e ultrafiltragem. A concentração pode ser conduzida para fornecer uma solução com base em sílica que 30 contém os teores de sílica definidos acima.

A solução com base em sílica conforme a presente invenção é apropriada para uso como um agente floculante, tal como na produção de polpa e papel, notadamente um auxiliar de drenagem e retenção, e dentro do campo de purificação de água, tanto para a purificação de diferentes tipos de água residual quanto para purificação especificamente de água clara da indústria de polpa e de papel. As soluções com base em sílica 5 podem ser utilizadas como um agente floculante, notadamente como auxiliar de drenagem e de retenção, em combinação com polímeros orgânicos que podem ser selecionados a partir de polímeros aniônicos, anfotéricos, não iônicos, catiônicos e suas misturas. O uso desses polímeros como agentes floculantes 10 e como auxiliares de drenagem e de retenção é bem conhecido na técnica. Os polímeros podem ser derivados de fontes naturais ou sintéticas e podem ser lineares, ramificados ou reticulados. Exemplos de polímeros orgânicos geralmente apropriados incluem amidos aniônicos, anfotéricos e 15 catiônicos; polímeros com base em acrilamida aniônicos, anfotéricos e catiônicos, incluindo polímeros com base em acrilamida aniônicos e catiônicos essencialmente lineares, ramificados e reticulados; bem como cloreto de (póli) dialildimetil amónio catiônico; polietileno iminas catiônicas; 20 poliaminas catiônicas; poliamidoaminas catiônicas e polímeros com base em vinilamida, resinas de ureia-formaldeído e melamino-formaldeído. Adequadamente, as soluções com base em sílica são utilizadas em combinação com pelo menos um polímero catiônico ou anfotérico, preferencialmente polímero catiônico. 25 Amido catiônico e poliacrilamida catiônica são polímeros particularmente preferidos e podem ser utilizados , isoladamente, juntos entre si ou junto com outros polímeros, tais como outros polímeros aniônicos e/ou catiônicos. O peso molecular ponderai médio do polímero é adequadamente de mais 30 de 1.000.000 e, preferencialmente, mais de 2.000.000. O limite superior do peso molecular ponderai médio do polímero não é crítico; ele pode ser de cerca de 50.000.000, normalmente 30.000.000 e, adequadamente, cerca de 25.000.000. O peso molecular ponderai médio de polímeros derivados de fontes naturais pode, entretanto, ser mais alto.

A solução com base em sílica do presente pode também ser utilizada em combinação com coagulante(s) _ 5 catiônico(s), seja com ou sem o uso conjunto do(s) polímero(s) orgânico(s) descrito(s) acima. Exemplos de coagulantes catiônicos apropriados incluem coagulantes poliméricos orgânicos hidrossolúveis e coagulantes inorgânicos. Os coagulantes catiônicos podem ser utilizados isoladamente ou em 10 conjunto, ou seja, um coagulante polimérico pode ser utilizado em combinação com um coagulante inorgânico. Exemplos de coagulantes catiônicos poliméricos orgânicos hidrossolúveis apropriados incluem poliaminas catiônicas, poliamidoaminas, polietileno iminas, polímeros de condensação de dicianodiamida 15 e polímeros de monômeros etilenicamente insaturados hidrossolúveis ou mistura de monômeros que é formada com 50 a 100% de monômero catiônico e de 0 a 50% molar de outro monômero. A quantidade de monômero catiônico é normalmente de pelo menos 80% molar, adequadamente 100% molar. Exemplos de 20 monômeros catiônicos etilenicamente insaturados apropriados incluem (meta) acrilatos e acrilamidas de dialquilaminoalquila, preferencialmente em forma quaternizada, e cloretos de dialil dialquil amónio, tais como cloreto de dialil dimetil amónio (DADMAC), preferencialmente homopolímos 25 e copolímeros de DADMAC. Os coagulantes catiônicos poliméricos orgânicos normalmente possuem um peso molecular ponderai médio „ na faixa de 1000 a 700.000, adequadamente de 10.000 a 500.000. Exemplos de coagulantes inorgânicos apropriados incluem compostos de alumínio, tais como compostos de alumínio e 30 polialumínio, como cloretos de polialumínio, sulfatos de polialumínio, sulfatos de silicato de polialumínio e suas misturas.

Os componentes dos auxiliares de drenagem e retenção conforme a presente invenção podem ser adicionados ao padrão ou à suspensão celulósica aquosa, de forma convencional e em qualquer ordem. Ao utilizar-se auxiliares c, de drenagem e de retenção que compreendem uma solução com „ 5 base em sílica e polímero orgânico, prefere-se adicionar o polímero orgânico ao padrão antes da adição da solução com base em sílica, mesmo se puder ser utilizada a ordem de adição contrária. Prefere-se ainda adicionar o polímero orgânico antes de uma etapa de corte, que pode ser 10 selecionada a partir de bombeamento, mistura, limpeza etc. e adicionar a solução com base em sílica após aquela etapa de corte. Ao utilizar-se auxiliares de drenagem e de retenção que compreendem uma solução com base em sílica e polímeros orgânicos catiônicos e aniônicos, prefere-se adicionar o 15 polímero orgânico catiônico ao padrão antes da adição da solução com base em sílica e polímero orgânico aniônico. Ao utilizar-se um coagulante catiônico, ele é preferencialmente adicionado à suspensão celulósica antes da adição da solução com base em sílica, preferencialmente também antes da adição 20 do(s) polímero(s) orgânico(s).

Os componentes dos auxiliares de drenagem e de retenção conforme a presente invenção são adicionados ao padrão para que sejam desidratados em quantidades que podem variar dentro de amplos limites dependendo, entre outros, do 25 tipo e do número de componentes, tipo de fornecimento, teor de f! carga, tip de carga, ponto de adição etc. Geralmente, os „ componentes são adicionados em quantidades que forneçam melhor drenagem e retenção que o obtido sem a adição dos componentes. A solução com base em sílica normalmente é adicionada em uma 30 quantidade de pelo menos cerca de 0,001% em peso, frequentemente pelo menos cerca de 0,005% em peso, calculada na forma de SiO2 e baseada no fornecimento seco, ou seja, fibras celulósicas secas e cargas opcionais e o limite superior é normalmente de cerca de 1,0% em peso e, adequadamente, cerca de 0,5% em peso. Cada um dos polímeros orgânicos é adicionado normalmente em uma quantidade de pelo menos cerca de 0,001% em peso, frequentemente pelo menos cerca „ 5 de 0,005% em peso, com base no fornecimento seco, e o limite superior é normalmente de cerca de 3% em peso e, adequadamente, cerca de 1,5% em peso. Ao utilizar-se um coagulante polimérico catiônico, ele pode ser adicionado em uma quantidade de pelo menos cerca de 0,05% em peso, com base 10 no fornecimento seco. Adequadamente, a quantidade encontra-se na faixa de cerca de 0,07 a cerca de 0,5% em peso, preferencialmente na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 0,35% em peso. Ao utilizar-se um composto de alumínio como o coagulante inorgânico, a quantidade total adicionada é normalmente de 15 pelo menos cerca de 0,05% em peso, calculada na forma de A12O3 e com base no fornecimento seco. Adequadamente, a quantidade encontra-se na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 3,0% em peso, preferencialmente na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 2,0% em peso. 20 Aditivos adicionais que são convencionais na fabricação de papel podem naturalmente ser utilizados em combinação com os aditivos conforme a presente invenção, tais como agentes de resistência seca, agentes de resistência úmida, agentes clareadores óticos, tinturas, agentes de 25 dimensionamento tais como agentes de dimensionamento com base em breu e agentes dimensionadores reativos à celulose, como u dímeros de alquil e alquenil ceteno e multímeros de ceteno, anidridos succínicos alquila e alquenila etc. A suspensão celulósica ou padrão pode também conter cargas minerais de 30 tipos convencionais, tais como caulim, argila de porcelana, dióxido de titânio, gesso, talco e carbonatos de cálcio sintéticos e naturais tais como giz, mármore moído e carbonato de cálcio precipitado.

O processo conforme a presente invenção é utilizado para a produção de papel. O termo "papel", da forma utilizada no presente, naturalmente inclui não apenas papel e a sua I produção, mas também outros produtos similares a teia e folha _ 5 celulósica, tais como cartão e papelão, bem como a sua produção. 0 processo pode ser utilizado na produção de papel de diferentes tipos de suspensões de fibras que contêm celulose e as suspensões deverão conter adequadamente pelo menos cerca de 25% em peso e, preferencialmente, pelo menos 10 cerca de 50% em peso dessas fibras, com base em substância seca. A suspensão pode ser baseada em fibras de polpa química tais como sulfato, sulfito e polpas de organossolvente, polpa mecânica tal como polpa termomecânica, polpa quimiotermomecânica, polpa de refino e polpa de madeira moída, 15 de madeira dura e mole, e pode também ser baseada em fibras recicladas, opcionalmente de polpas com tinta retirada, e suas misturas. O pH da suspensão, o padrão, pode estar dentro da faixa de cerca de 3 a cerca de 10. O pH é adequadamente de mais de cerca de 3,5 e, preferencialmente, encontra-se dentro 20 da faixa de cerca de 4 a cerca de 9.

A presente invenção é adicionalmente ilustrada no exemplo a seguir que, entretanto, não se destina a limitá-la. As partes e percentuais referem-se a partes em peso e percentuais em peso, respectivamente, a menos que indicado em 25 contrário. Exemplo 1 _ Os materiais de partida e equipamentos a seguir foram utilizados para produzir soluções com base em sílica conforme a presente invenção, a menos que indicado em 30 contrário: (a) reator equipado com um agitador; (b) resina de troca de ions Amberlite® IRC84SPI (disponível por meio da Rohm & Haas), que foi regenerada com ácido sulfúrico conforme as instruções do fabricante; (c) solução aquosa de silicato de sódio que contém um teor de SiO2 de cerca de 23,9% em peso e razão fc 5 molar entre SiO2 e Na2O de cerca de 3,4; e (d) solução aquosa de aluminato de sódio que contém cerca de 24,5% em peso de A12O3. Exemplo 2 Este exemplo ilustra a preparação de uma solução 10 com base em sílica conforme a presente invenção. Resina de troca de íons regenerada (4 00 g) e água (1350 g) foram adicionadas a um reator. A calda obtida foi agitada e mantida sob temperatura de cerca de 21 °C ao longo de toda a reação. Adicionou-se silicato de sódio aquoso (449 15 g) à calda durante 5,5 minutos (velocidade de adição de 2927 g de SiO2/ (h x kg de resina de troca de íons)). A calda foi agitada em seguida por cerca de dezenove minutos, mediante o quê o pH da fase aquosa foi de cerca de 7,4. Adicionou-se água (6 x 200 g) à calda durante um período de dezessete 20 minutos, mediante o quê a calda foi adicionalmente agitada por mais 36 minutos até que o pH fosse de cerca de 7,2. Aluminato de sódio aquoso (33 g) foi diluído com água (297 g) e a solução de aluminato de sódio diluída obtida foi adicionada à calda durante cinco minutos, mediante o quê a 25 agitação prosseguiu por nove minutos e a solução com base em sílica obtida foi separada em seguida da resina de troca de - íons.

A solução obtida de partículas com base em sílica, denominada Exemplo 2, continha um teor de SiO2 de 3,1% em 30 peso, razão molar de Si:Na de 9,4, razão molar de Si:Al de 9,8, pH 7,7, viscosidade de 96 cP, razão axial de 30, extensão específica de 1210 m2/g e valor S de 6%. Exemplo 3

Este exemplo ilustra a preparação de uma outra solução com base em sílica conforme a presente invenção.

Resina de troca de íons regenerada (332 g) e água (1350 g) foram adicionadas a um reator. A calda obtida foi 5 agitada e mantida sob temperatura de cerca de 21 °C ao longo de toda a reação. Adicionou-se silicato de sódio aquoso (449 g) à calda durante 5,5 minutos (velocidade de adição de 3526 g de SiO2/ (h x kg de resina de troca de íons)). A calda foi agitada em seguida por cerca de 55 minutos, mediante o quê o 10 pH da fase aquosa foi de cerca de 7,6. Adicionou-se água (4 x 200 g) à calda durante um período de quinze minutos, mediante o quê a calda foi adicionalmente agitada por mais 44 minutos até que o pH fosse de cerca de 7,5. Aluminato de sódio aquoso (33 g) foi diluído com água (297 g) e a solução de aluminato 15 de sódio diluída obtida foi adicionada à calda durante quatro minutos, mediante o quê a agitação prosseguiu por cinco minutos e a solução com base em sílica obtida foi separada em seguida da resina de troca de íons.

A solução obtida de partículas com base em sílica, 20 denominada Exemplo 3, continha um teor de SiO2 de 3,6% em peso, razão molar Si:Na de 10,3, razão molar Si:Al de 10,6, pH 8,2, viscosidade de 30 cP, razão axial de 18, extensão específica de 1080 m2/g e valor S de 8%. Exemplo 4 25 Este exemplo ilustra a preparação de ainda outra solução com base em sílica conforme a presente invenção. . Resina de troca de íons regenerada (400 g) e água (1350 g) foram adicionadas a um reator. A calda obtida foi agitada e mantida sob temperatura de cerca de 21 °C ao longo 30 de toda a reação. Adicionou-se silicato de sódio aquoso (449 g) à calda durante 5,5 minutos (velocidade de adição de 2927 g de SiO2/ (h x kg de resina de troca de íons)). A calda foi agitada em seguida por cerca de 20 minutos, mediante o quê o pH da fase aquosa foi de cerca de 7,4. Aluminato de sódio aquoso (33 g) foi diluído com água (297 g) e a solução de aluminato de sódio diluída obtida foi adicionada ã calda durante três minutos junto com água adicional (440 g), . 5 mediante o quê a agitação prosseguiu por quinze minutos.

Adicionou-se mais água (440 g) à calda e a solução com base em sílica obtida foi separada em seguida da resina de troca de íons.

A solução obtida de partículas com base em sílica, 10 denominada Exemplo 4, continha um teor de SiO2 de 3,6% em peso, razão molar Si:Na de 10,9, razão molar Si:Al de 10,9, pH 8,3, viscosidade de 22 cP, razão axial de 14, extensão específica de 1200 m2/g e valor S de 8%. Exemplo 5 15 Este exemplo ilustra a preparação de ainda outra solução com base em sílica conforme a presente invenção.

Resina de troca de íons regenerada (4500 1, 5130 kg) e água (22 metros cúbicos) foram adicionadas a um reator. A calda obtida foi agitada e mantida sob temperatura de cerca 20 de 29 °C ao longo de toda a reação. Silicato de sódio aquoso (4400 kg; 29% em peso de SiO2) foi adicionado à calda em uma velocidade de 8000 kg/h, correspondente a 452 g de SiO2/ (h x kg de resina de troca de íons) . A calda foi agitada em seguida por cerca de cinco a dez minutos, mediante o quê o pH 25 da fase aquosa foi de cerca de 7. Agregou-se silicato de sódio aquoso adicional (1600 kg) à calda a uma velocidade de <• 8000 kg/h e, em seguida, adicionou-se aluminato de sódio aquoso (650 kg) a uma velocidade de 650 kg/h junto com água adicional (5300 kg/h) em linha, mediante o quê a agitação 30 prosseguiu por quinze minutos. A fase aquosa foi separada da resina de troca de íons mediante agregação de água adicional (3000 kg) e a solução obtida de partículas com base em sílica foi submetida a ultrafiltragem.

A solução obtida de partículas com base em sílica, denominada Exemplo 5, continha um teor de SiO2 de 6,5% em peso, razão molar de Si:Na de 10, razão molar de Si:Al de 10, pH 8,3, viscosidade de 22 cP, razão axial de 14, extensão . 5 específica de 1100 m2/g e valor S de 14%. Exemplo 6

Resina de troca de íons regenerada (3 815 kg) e água 10 (21099 kg) foram adicionadas a um reator. A calda obtida foi agitada e mantida sob temperatura de cerca de 25 °C ao longo de toda a reação. Adicionou-se silicato de sódio aquoso (4416 kg) à calda (velocidade de adição de 623 g de SiO2 / (h x kg de resina de troca de íons)). A calda foi agitada em seguida 15 por nove minutos, mediante o quê o pH da fase aquosa foi de cerca de 7,5. Agregou-se silicato de sódio aquoso adicional (1577 kg) à calda a uma velocidade de 7278 kg/h e, em seguida, adicionou-se aluminato de sódio aquoso (644 kg) a uma velocidade de 1380 kg/h junto com água adicional (6007 20 kg/h) . A solução com base em sílica obtida foi separada da resina de troca de íons mediante agregação de água adicional (4000 kg) à calda e submetida em seguida a ultrafiltragem.

A solução obtida de partículas com base em sílica, denominada Exemplo 6, continha um teor de SiO2 de 6,6% em 25 peso, razão molar Si:Na de 9, razão molar Si:Al de 9, pH 8,3, viscosidade de 146 cP, razão axial de 19, extensão específica b de 1110 m2/g e valor S de 12%. Exemplo 7

Este exemplo ilustra a preparação de ainda outra 30 solução com base em sílica conforme a presente invenção.

Resina de troca de íons regenerada (3745 kg) e água (20845 kg) foram adicionadas a um reator. A calda obtida foi agitada e mantida sob temperatura de cerca de 28 °C ao longo de toda a reação. Adicionou-se silicato de sódio aquoso (4599 kg) à calda durante trinta minutos (velocidade de adição de 705 g de SiO2/ (h x kg de resina de troca de íons)). A calda foi agitada em seguida por mais doze minutos, mediante o quê .5 o pH da fase aquosa foi de cerca de 7,4. Agregou-se silicato de sódio aquoso adicional (1348 kg) à calda a uma velocidade de 6221 kg/h e, em seguida, adicionou-se aluminato de sódio aquoso (601 kg) a uma velocidade de 522 kg/h junto com água adicional (6007 kg). A solução com base em sílica obtida foi 10 separada da resina de troca de íons mediante agregação de água adicional (4000 kg) à calda e submetida em seguida a ultrafiltragem.

A solução obtida de partículas com base em sílica, denominada Exemplo 7, continha um teor de SiO2 de 6,5% em 15 peso, razão molar Si:Na de 8, razão molar Si:Al de 9, pH 7,8, viscosidade de 115 cP, razão axial de 18, extensão específica de 1000 m2/g e valor S de 12%. Exemplo 8

Este exemplo ilustra a preparação de uma outra 20 solução com base em sílica conforme a presente invenção.

Resina de troca de íons regenerada (4500 1, 5130 kg) e água (21 metros cúbicos) foram adicionadas a um reator. A calda obtida foi agitada e mantida sob temperatura de cerca de 29 °C ao longo de toda a reação. Silicato de sódio aquoso 25 (4400 kg; 29% em peso de SiO2) foi adicionado à calda em uma velocidade de 7500 kg/h, correspondente a 420 g de SiO2/ (h x • kg de resina de troca de íons) . A calda foi agitada em seguida por cerca de nove minutos, mediante o quê o pH da fase aquosa foi de cerca de 7. Agregou-se silicato de sódio 30 aquoso adicional (1800 kg) à calda a uma velocidade de 7500 kg/h e, em seguida, adicionou-se aluminato de sódio aquoso (600 kg) a uma velocidade de 650 kg/h junto com água adicional (5300 kg/h) em linha, mediante o quê a agitação prosseguiu por quinze minutos. A fase aquosa foi separada da resina de troca de íons mediante agregação de água adicional (3000 kg) e a solução obtida de partículas com base em sílica foi submetida a ultrafiltragem. , 5 A solução obtida de partículas com base em sílica, denominada Exemplo 8, continha um teor de SiO2 de 7,4% em peso, razão molar Si:Na de 10, razão molar Si:Al de 10, pH 8,8, viscosidade de 11 cP, razão axial de 11,9, extensão específica de 1060 m2/g e valor S de 17%. 10 Exemplo 9

Os produtos a seguir foram utilizados para fins de comparação nos testes de desempenho de drenagem e retenção dos Exemplos. Ref. 1 é uma solução de sílica disponível 15 comercialmente com o nome comercial Nalco 8691 que possuía pH 10,9, viscosidade de 3 cP, teor de SiO2 de 11,4, razão axial de 7 e valor S de 35% e continha partículas de sílica com uma extensão específica de 800 m2/g. Ref. 2 é uma solução com base em sílica preparada 20 conforme a revelação geral de WO 00/66491, que possuía pH 10,6, viscosidade de 8 cP, teor de SiO2 de 15, razão molar Si:Na de 11, razão axial de 8 e valor S de 35% e continha partículas com base em sílica com uma extensão específica de 720 m2/g. 25 Ref. 3 é uma solução com base em sílica preparada conforme a revelação geral da Patente Norte-Americana n° . 5.368.833 que possuía pH 9, viscosidade de 5 cP, teor de SiO2 de 7,8, razão molar Si:Na de 17, razão molar Si:Al de 19, razão axial de 9 e valor S de 21% e continha partículas com 30 base em sílica com uma extensão específica de 810 m2/g. Ref. 4 é bentonita na forma de uma suspensão aquosa.

Os procedimentos e equipamentos a seguir foram utilizados para avaliar o desempenho de soluções com base em sílica conforme a presente invenção e produtos utilizados para comparação. , 5 O desempenho de drenagem foi avaliado por meio de um Analisador de Drenagem Dinâmico (DDA), disponível por meio da Akribi AB, Suécia, que mede o tempo de drenagem de um conjunto de padrão definido. 0 padrão foi agitado em uma jarra com membrana sob velocidade de 15 0 0 rpm ao longo de 10 todo o teste, mediante realização de adições de substâncias.

Um volume padrão de 800 ml foi drenado através de um fio ao remover-se um batoque e aplicar-se vácuo àquele lado do fio oposto ao lado sobre o qual o padrão está presente. 0 desempenho de drenagem é relatado como o(s) tempo(s) de 15 desidratação. As adições foram realizadas conforme a seqüência geral a seguir: (i) adição de componente D, se houver, ao padrão seguido por agitação por (d) segundos; (ii) adição do componente C, se houver, ao 20 padrão seguido por agitação por (c) segundos; (iii) adição do componente B ao padrão seguido por agitação por (b) segundos; (iv) adição do componente A ao padrão seguido por agitação por (a) segundos; e 25 (v) desidratação do padrão mediante registro automático do tempo de desidratação.

Os níveis de adição de polímeros e bentonita foram calculados na forma de produto seco sobre sistema de padrão seco, os níveis de adição de cloreto de polialumínio foram 3 0 calculados como A12O3 e baseados em sistema de padrão seco e o nível de adição de sílica ou soluções com base em sílica foi calculado na forma de SiO2 com base no sistema de padrão seco.

O desempenho de retenção (retenção de primeira passagem) foi avaliado por meio de um nefelômetro medindo a turvação do filtrado do Analisador de Drenagem Dinâmico (DDA) , a água branca, obtida por meio de drenagem do padrão obtido no teste de desempenho de drenagem. A turvação é relatada em unidades nefelométricas (NTU). Exemplo 11

O desempenho de drenagem e retenção foi avaliado conforme o procedimento geral do Exemplo 10.

A suspensão celulósica, ou padrão, utilizada neste Exemplo foi baseada no fornecimento de um moinho de placa que produz uma placa de embalagem de líquidos com base em 50% em peso de polpa de sulfato branqueada com peróxido e 50% em peso de refugo não revestido. A consistência do padrão foi de 4,7 g/1, pH de cerca de 7,7, condutividade de 1800 μS/cm, teor de íons Ca2+ de 40 mg/1 e demanda catiônica de -195 μeq/1. O componente B foi amido catiônico (Perlbond 930) adicionado em uma quantidade de 10 kg/t seguido por agitação por quinze segundos. 0 componente A foi Ref. 1 ou Ex. 5 adicionado em quantidades variáveis seguido por agitação por cinco segundos. A Tabela 1 exibe os resultados em dosagens variáveis de SiO2. Tabela 1

Exemplo 12

O desempenho de drenagem e retenção foi avaliado conforme o procedimento geral do Exemplo 10 utilizando o padrão do Exemplo 11.

O componente C foi cloreto de polialumínio (Eka ATC 8210) adicionado em uma quantidade de 0,3 kg/t seguido por agitação por dez segundos. O componente B foi amido catiônico (Perlbond 930) adicionado em uma quantidade de 10 kg/1 seguido por agitação por quinze segundos. O componente A foi Ref. 1 ou Ex. 5 adicionado em quantidades variáveis seguido por agitação por cinco segundos. A Tabela 2 exibe os u 5 resultados em várias dosagens de SiO2. Tabela 2

Exemp. Lo 13

O desempenho de drenagem e retenção foi avaliado conforme o procedimento geral do Exemplo 10 utilizando o 10 padrão do Exemplo 11.

O componente D foi uma poliacrilamida catiônica com baixo peso molecular altamente carregada (Eka ATC 5439) adicionada em uma quantidade de 0,3 kg/t seguida por agitação por dez segundos. O componente C foi uma poliacrilamida 15 catiônica com alto peso molecular (Eka PL 1510) adicionada em uma quantidade de 0,2 kg/t seguida por agitação por cinco segundos. O componente B foi amido catiônico (Perlbond 930) adicionado em uma quantidade de 5 kg/t seguido por agitação por vinte segundos. O componente A foi Ref. 1 ou Ex. 5 '20 adicionado em quantidades variáveis seguido por agitação por cinco segundos. A Tabela 3 exibe os resultados em várias dosagens de SiO2. Tabela 3

Exemplo 14

O desempenho de drenagem e retenção foi avaliado conforme o procedimento geral do Exemplo 10 utilizando o padrão do Exemplo 11. * 5 O componente C foi amido catiônico (Perlbond 970) adicionado em uma quantidade de 8 kg/t seguido por agitação por quinze segundos. O componente B foi uma poliacrilamida catiônica com alto peso molecular (Eka PL 8660) adicionada em uma quantidade de 0,2 5 kg/t seguida por agitação por dez 10 segundos. O componente A foi Ref. 2 ou Ex. 5 adicionado em quantidades variáveis seguido por agitação por cinco segundos. A Tabela 4 exibe os resultados em dosagens variáveis de SiO2. Tabela 4

Exemp) .O 15

O componente C foi amido catiônico (Perlbond 970) 20 adicionado em uma quantidade de 8 kg/t seguido por agitação por quinze segundos. O componente B foi uma poliacrilamida catiônica com alto peso molecular (Eka PL 1510) adicionada em uma quantidade de 0,25 kg/t seguida por agitação por dez segundos. O componente A foi Ref. 2 ou Ex. 5 adicionado em 25 quantidades variáveis seguido por agitação por cinco segundos. A Tabela 5 exibe os resultados em várias dosagens de SiO2. Tabela 5

Exempl Lo 16

O desempenho de drenagem e retenção foi avaliado conforme o procedimento geral do Exemplo 10. 0 padrão utilizado neste Exemplo foi baseado no fornecimento de um moinho de papel fino que produz papel de cópia não revestido contendo cerca de 65% em peso de fibras de eucalipto e cerca de 35% em peso de PCC. A consistência foi de 12,5 g/1 e o pH foi de cerca de 7,1. O componente B foi amido catiônico (Amylofax 2200) adicionado em uma quantidade de 5 kg/t seguido por agitação por vinte segundos. O componente A foi Ref. 3 ou Ex. 5 adicionado em quantidades variáveis seguido por agitação por dez segundos. A Tabela 6 exibe os resultados em várias dosagens de SiO2. Tabela 6

Exemplo 17

O desempenho de drenagem e retenção foi avaliado conforme o procedimento geral do Exemplo 10 utilizando um padrão similar ao do Exemplo 16, mas foi tomado o fornecimento da rejeição mais limpa secundária da máquina de papel e a consistência foi de cerca de 15 g/1.

O componente C foi amido catiônico (Amylofax 2200) adicionado em uma quantidade de 10 kg/t seguido por agitação por vinte segundos. O componente B foi uma poliacrilamida catiônica com alto peso molecular (Eka PL 1710) adicionada em uma quantidade de 0,2 kg/t seguida por agitação por dez segundos. O componente A foi Ref. 2 ou Ex. 5 adicionado em quantidades variáveis seguido por agitação por dez segundos. . 5 A Tabela 7 exibe os resultados em várias dosagens de SiO2. Tabela 7

Exemp. LO 18

O desempenho de drenagem e retenção foi avaliado conforme o procedimento geral do Exemplo 10. 10 0 padrão utilizado neste Exemplo foi baseado no fornecimento de um moinho de placa que produz uma placa de embalagem de líquidos que contém polpa de sulfato branqueada de 60% em peso de vidoeiro e 40% em peso de abeto vermelho e pinho. A consistência do padrão foi de 6,3 g/1, pH de cerca 15 de 8,3 e condutividade de 1000 μS/cm. O componente B foi amido catiônico (HiCat 142) adicionado em uma quantidade de 6 kg/t seguido por agitação por quinze segundos. O componente A foi Ref. 4 ou Ex. 5 adicionado em quantidades variáveis seguido por agitação por *20 cinco segundos. A Tabela 8 exibe os resultados em várias dosagens de componente A. Tabela 8

Exemplo 19

O padrão utilizado neste Exemplo foi de um moinho , 5 de forro que produz forro superior branco que consiste de uma prega superior branca e uma prega inferior marrom. O estoque de prega superior branca foi utilizado e possuía consistência de 8,4 g/1, pH de cerca de 8,7 e condutividade de 800 μS/cm. Antes das adições de componentes C, B e A, 100 kg/t da carga 10 de PCC (Hypercarb FS260) foram adicionados separadamente a cada amostra de teste.

O componente C foi amido catiônico (tapioca PB) adicionado em uma quantidade de 10 kg/t seguido por agitação por quinze segundos. O componente B foi uma poliacrilamida 15 catiônica (Percol 292NS) adicionada em uma quantidade de 0,4 kg/t seguida por agitação por vinte segundos. O componente A foi Ref. 4, Ref. 3 ou Ex. 5 adicionado em quantidades variáveis seguido por agitação por dez segundos. A Tabela 9 exibe os resultados em várias dosagens de componente A. 20 Tabela 9

Exemplo 20

O desempenho de drenagem e retenção foi avaliado conforme o procedimento geral do Exemplo 10. O padrão utilizado neste Exemplo foi de um moinho de forro que produz 25 forro de duas pregas que consiste de polpa reciclada. 0 padrão possuiu consistência de 13,5 g/1, pH de cerca de 6,4 e condutividade de 2000 μS/cm.

O componente B foi uma poliacrilamida catiônica com alto peso molecular (Eka PL 1510) adicionada em uma quantidade de 0,75 kg/t seguida por agitação por dez segundos. O componente A foi Ref. 3 ou Ex. 5 adicionado em „ 5 quantidades variáveis seguido por agitação por dez segundos.

A Tabela 10 exibe os resultados em dosagens variáveis de SiO2. Tabela 10

ExempL LO 21 10 0 desempenho de retenção foi avaliado por meio de uma Jarra de Drenagem Dinâmica (DDJ), disponível por meio da Paper Research Materials, Inc., que mede a retenção de finos ao drenar um conjunto definido de padrão. O padrão foi agitado em uma jarra com membrana em uma velocidade de 12 00 15 rpm ao longo de todo o teste. Foi utilizado um volume padrão de 500 ml e foram realizadas adições de substâncias. O padrão foi drenado através de um fio ao abrir-se um grampo de tubo, em que o tubo é conectado a uma abertura no fundo da jarra abaixo do fio. A drenagem foi recolhida em um beaker durante 20 trinta segundos em uma velocidade de fluxo definida parcialmente pelo tamanho de uma abertura de ponta conectada ao tubo. A velocidade de fluxo foi de cerca de 130 a 160 ml/min. A quantidade de material seco no beaker foi determinada por meio de evaporação a 105 °C em um forno. A 25 fração total de finos foi determinada separadamente. Os resultados foram relatados como retenção de finos (%).

As adições de substâncias foram realizadas conforme a seqüência geral do Exemplo 10.

O padrão utilizado neste Exemplo foi baseado em um 30 fornecimento contendo polpa química de 80% madeira dura e 20% madeira mole. 0 fornecimento continha 50% desta polpa e 50% de carbonato de cálcio moído. Foram adicionados sais para criar uma condutividade de cerca de 1,5 mS/cm, o pH foi de cerca de 8,1 a 8,2 e a consistência de polpa foi de cerca de . 5 5 g/1.

O componente C foi um amido catiônico (Perlbond 93 0) adicionado em uma quantidade de 10 kg/t seguido por agitação por vinte segundos. 0 componente B foi uma poliacrilamida catiônica com alto peso molecular (Eka PL 10 1510) adicionada em uma quantidade de 0,5 kg/t seguida por agitação por vinte segundos. O componente A foi Ref. 3, Ex. 2, Ex. 4, Ex. 5 ou Ex. 7 adicionado em quantidades variáveis seguido por agitação por dez segundos. A Tabela 11 exibe os resultados em dosagens variáveis de SiO2. 15 Tabela 11

Exemplo 22

O desempenho de drenagem foi avaliado conforme o procedimento geral do Exemplo 10 utilizando um padrão similar ao utilizado no Exemplo 21. 20 0 componente B foi uma poliacrilamida catiônica com alto peso molecular (Eka PL 1510) adicionada em uma quantidade de 2,0 kg/t seguida por agitação por vinte segundos. 0 componente A foi Ref. 3, Ex. 2, Ex. 3, Ex. 4, Ex. 5 ou Ex. 7 adicionado em quantidades variáveis seguido por 25 agitação por dez segundos. A Tabela 12 exibe os resultados em dosagens variáveis de SiO2. Tabela 12

Exemplo 23

O desempenho de drenagem foi avaliado conforme o procedimento geral do Exemplo 10 utilizando um padrão similar ao utilizado no Exemplo 21.

O componente C foi um amido catiônico (Perlbond 93 0) adicionado em uma quantidade de 10 kg/t seguido por agitação por quinze segundos. O componente B foi uma poliacrilamida catiônica com alto peso molecular (Eka PL 1510) adicionada em uma quantidade de 0,5 kg/t seguida por agitação por dez segundos. O componente A foi Ref. 3, Ex. 2, Ex. 3, Ex. 4, Ex. 5, Ex. 6 ou Ex. 7 adicionado em quantidades variáveis seguido por agitação por dez segundos. A Tabela 13 exibe os resultados em dosagens variáveis de SiO2. Tabela 13

Exemplo 24

A razão axial foi medida e calculada conforme descrito por D. Biddle, C. Walldal e S. Wall em Colloids and Surfaces, A: Physiochemical and Engineering Aspects 118 (1996), 89-95, determinando-se dimensões e razões axiais de elipsoides de prolato não solvatado equivalentes. Este modelo elipsóide é caracterizado pela razão entre o diâmetro mais longo (a) e o diâmetro mais curto (b), em que a razão axial é definida como a/b. O modelo utilizado é uma combinação de dados obtidos por meio de medições de viscosidade intrínsecas e medições de difusão de luz dinâmica e as relações de Simha e Perrin para a viscosidade intrínseca e fatores fracionais, . 5 respectivamente, de elipsoides de revolução. Estes dados foram utilizados em seguida para iteração de uma adequação matemática à forma elipsoide, de forma a gerar uma razão axial, a/b. A Tabela 14 exibe as razões axiais do Ex. 2, Ex. 3, 10 Ex. 4, Ex. 5, Ex. 6, Ex. 7 e Ref. 3, bem como melhorias na retenção (R) e melhorias na desidratação (D) observadas nos Exemplos 21, 22 e 23 ao utilizar-se as soluções de partículas com base em sílica conforme a presente invenção sobre Ref. 3 à dosagem de 0,5 kg/t de SiO2. 15 Tabela 14

Exemplo 25

O desempenho de drenagem foi avaliado conforme o procedimento geral do Exemplo 10 utilizando um padrão similar i. ao utilizado no Exemplo 21. 20 O componente B foi uma poliacrilamida catiônica com alto peso molecular (Eka PL 1510) adicionada em uma quantidade de 0,8 kg/t seguida por agitação por vinte segundos. O componente A foi Ref. 3 ou Ex. 8 adicionado em quantidades variáveis seguido por agitação por dez segundos. 25 A Tabela 15 exibe os resultados em dosagens variáveis de SiO2. Tabela 15

Claims

1. SOLUÇÃO AQUOSA CONTENDO PARTÍCULAS À BASE DE SÍLICA, caracterizada por possuir uma razão axial de pelo menos 10 a 100 e uma extensão específica de pelo menos 700 m2/g.

2. SOLUÇÃO AQUOSA CONTENDO PARTÍCULAS À BASE DE SÍLICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela solução possuir um valor S de até 25%.

3. SOLUÇÃO AQUOSA CONTENDO PARTÍCULAS À BASE DE SÍLICA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pela solução possuir uma razão axial na faixa de 10 a 50.

4. SOLUÇÃO AQUOSA CONTENDO PARTÍCULAS À BASE DE SÍLICA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pela solução possuir uma razão axial na faixa de 11 a 35.

5. SOLUÇÃO AQUOSA CONTENDO PARTÍCULAS À BASE DE SÍLICA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelas partículas à base de sílica possuírem uma extensão específica na faixa de 800 a 1600 m2/g.

6. SOLUÇÃO AQUOSA CONTENDO PARTÍCULAS À BASE DE SÍLICA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelas partículas à base de sílica possuírem uma extensão específica de pelo menos 1000 m2/g.

7. SOLUÇÃO AQUOSA CONTENDO PARTÍCULAS À BASE DE SÍLICA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelas partículas à base de sílica serem modificadas na superfície com alumínio.

8. SOLUÇÃO AQUOSA CONTENDO PARTÍCULAS À BASE DE SÍLICA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pela solução possuir uma razão molar de Si:Al de 5:1 a 20:1.

9. SOLUÇÃO AQUOSA CONTENDO PARTÍCULAS À BASE DE SÍLICA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pela solução possuir uma razão molar de Si:X, onde X = metal alcalino, de 6:1 a 20:1.

10. SOLUÇÃO AQUOSA CONTENDO PARTÍCULAS À BASE DE SÍLICA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pela solução possuir um teor de sílica de pelo menos 3% em peso.

11. SOLUÇÃO AQUOSA CONTENDO PARTÍCULAS À BASE DE SÍLICA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pela solução possuir um valor S na faixa de 5 a 20%.

12. SOLUÇÃO AQUOSA CONTENDO PARTÍCULAS À BASE DE SÍLICA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pela solução possuir um pH na faixa de 7,0 a 10,0.

13. USO DA SOLUÇÃO AQUOSA CONTENDO PARTÍCULAS À BASE DE SÍLICA, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por ser como agente floculante.

14. USO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pela solução aquosa contendo partículas à base de sílica ser usada como um auxiliar de drenagem e retenção na fabricação de papel.

15. USO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pela solução aquosa contendo partículas à base de sílica ser usada como agente floculante para purificação de água.

16. PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE PAPEL, caracterizado por compreender: (a) fornecimento de uma suspensão aquosa que compreende fibras celulósicas; (b) adição à suspensão de um ou mais auxiliares de drenagem e retenção compreendendo que compreendem uma solução aquosa contendo partículas à base de sílica conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12; e (c) desidratação da suspensão obtida para fornecer uma folha ou tela de papel.

17. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelos mencionados um ou mais auxiliares de drenagem e retenção compreenderem amido catiônico.

18. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 ou 17, caracterizado pelos mencionados um ou mais auxiliares de drenagem e retenção compreenderem um polímero sintético catiônico.

19. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, caracterizado pelos mencionados um ou mais auxiliares de drenagem e retenção compreenderem um polímero aniônico.

20. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 19, caracterizado pelos mencionados um ou mais auxiliares de drenagem e retenção compreenderem uma poliacrilamida.

21. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 20, caracterizado por compreender ainda adicionar um coagulante catiônico à suspensão.