Qu'est-ce que l'industrie du papier et de la pâte à papier ?
L'industrie du papier et de la pâte à papier est une chaîne de procédés dans laquelle la fibre de cellulose passe par les étapes de cuisson, de blanchiment, de raffinage, de formation et de séchage pour être transformée en produits papetiers finis.
En Turquie, une production d'environ 4 millions de tonnes de carton ondulé et de carton est prévue pour 2025 ; le secteur a publiquement annoncé un objectif de capacité de production de 10 millions de tonnes à l'horizon 2030.
La production de pâte chimique (cellulose vierge) étant très limitée en Turquie, le secteur repose en grande partie sur la pâte importée, le papier recyclé collecté sur le marché intérieur et certaines matières premières fibreuses d'origine agricole. Selon les rapports sectoriels, les quelque 3,5 millions de tonnes de papier recyclé provenant du marché intérieur ne suffisent pas à elles seules à couvrir une capacité en pleine croissance.
Le procédé Kraft et la boucle de récupération chimique
Le procédé Kraft (au sulfate) est la méthode de production de pâte la plus utilisée au monde : environ les trois quarts de la production totale de pâte chimique sont réalisés selon cette méthode. Dans le procédé Kraft, les copeaux de bois sont cuits avec la « liqueur blanche », contenant de l'hydroxyde de sodium (NaOH) et du sulfure de sodium (Na₂S), dans un digesteur (lessiveur sous pression), généralement à une température de 160-170 °C.
Cette opération dissout la lignine et libère les fibres de cellulose. La « liqueur noire » obtenue en fin de cuisson est concentrée dans des évaporateurs puis brûlée dans la chaudière de récupération (recovery boiler).
Cette étape produit à la fois de la vapeur haute pression et de l'électricité, tout en restituant les sels inorganiques sous forme fondue de carbonate de sodium (Na₂CO₃). Le salin fondu est dissous en milieu aqueux pour devenir la « liqueur verte ».
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Le rôle des solutions à base de chaux dans l'industrie du papier et de la pâte à papier
En termes de consommation de chaux, l'industrie du papier et de la pâte à papier est l'un des plus grands segments industriels après la sidérurgie. La raison principale en est que la boucle de récupération chimique du procédé Kraft ne peut fonctionner sans chaux.
Mais la chaux n'est pas seulement un produit chimique de procédé dans ce secteur ; elle assume également des fonctions critiques du côté des eaux usées, des gaz de combustion et de la logistique. Les trois catégories de produits ci-dessous sont étroitement imbriquées dans le fonctionnement quotidien des usines de papier.
Chaux vive (CaO) : régénérée dans le four à chaux rotatif ou approvisionnée en externe, la chaux vive est le premier intrant de la ligne de caustification. Le CaO est hydraté de manière contrôlée avec de l'eau dans l'éteignoir (slaker), transformé en suspension de chaux éteinte, puis mis en contact avec la liqueur verte.
Applications de la chaux dans le traitement des eaux usées et des gaz de combustion
Les eaux usées des usines de papier présentent une demande chimique en oxygène (DCO) élevée, des fluctuations de pH marquées, une couleur foncée et une forte teneur en matières en suspension (MES). C'est pourquoi l'étape de traitement physico-chimique constitue une section standard dans toutes les installations, et la chaux éteinte est le produit chimique indispensable de cette section.
Le traitement à base de chaux, généralement combiné à des polyélectrolytes, sert à la fois à la neutralisation et à la précipitation. Neutralisation du pH : les eaux à caractère acide issues des lignes de blanchiment (ClO₂, O₃) et de recyclage sont neutralisées par dosage de chaux éteinte.
Le dosage typique varie dans la plage de 0,1-0,5 g/L. Élimination du phosphore : la précipitation chimique à la chaux transforme l'orthophosphate en Ca₃(PO₄)₂ et réduit ainsi considérablement la charge en phosphore de l'eau.
Points techniques à prendre en compte lors de l'application
Dans le choix de la chaux, les usines de papier et de pâte à papier doivent considérer non seulement le prix unitaire, mais aussi les paramètres techniques qui influent directement sur la performance du procédé.
Pour la caustification, une teneur en CaO actif généralement de 90 % et plus est attendue ; une chaux de faible réactivité ralentit la réaction d'extinction et augmente les résidus (grits) de l'éteignoir.
Les impuretés telles que SiO₂, Al₂O₃, MgO et les oxydes de fer compliquent la filtration des boues de chaux et, parce qu'elles introduisent des polluants dans le circuit de retour, s'accumulent dans le système et provoquent le problème des « non-process elements » (NPE). L'homogénéité de la granulométrie est critique pour la performance de l'éteignoir et le contrôle des sédiments ; une fraction trop fine entraîne des pertes sous forme de poussières, tandis qu'une fraction trop grossière conduit à une extinction lente. C'est pourquoi les produits idéaux doivent être livrés dans une plage granulométrique spécialement définie en fonction des équipements de l'installation.
Approche sectorielle à l'horizon 2026
En 2026, le secteur du papier et de la pâte à papier en Europe et en Turquie se transforme rapidement sous l'impulsion de la réduction de l'empreinte carbone, de l'efficacité énergétique, de la gestion de l'eau et de la finance verte.
Le mécanisme d'ajustement carbone aux frontières (CBAM) de l'UE et les normes relatives aux obligations vertes contraignent les installations exportatrices à davantage de transparence sur leur performance en matière d'émissions.
L'exploitation des fours à chaux avec de la biomasse et des combustibles alternatifs, ainsi que leur intégration dans des scénarios de captage et d'utilisation du CO₂ (CCUS), figurent parmi les sujets en discussion. Le rendement de la boucle de récupération de la chaux influant directement à la fois sur les coûts en produits chimiques et sur les émissions de gaz à effet de serre, les installations mettent en service des systèmes de mesure de précision et de contrôle des procédés.
