Mangaani mekaanisen massan peroksidivalkaisussa

Abstract

Mangaanilla on havaittu olevan haitallisia vaikutuksia mekaanisen massan peroksidivalkaisussa. Suurin ongelma on mangaanin katalyyttisen aktiivisuuden aiheuttama peroksidin hajoaminen. On havaittu, että mangaanin hapetusasteella voisi olla merkittävä vaikutus mangaanin kelatoitumiseen sekä sen katalysoimaan peroksidin hajoamiseen valkaisun aikana. Työssä selvitettiin, miten massan mangaanipitoisuus ja mangaanin hapetusasteen muutos vaikuttavat valkaisuun ja mangaanin kelatoitumiseen. Laboratoriokokeiden tulokset osoittavat, että mangaani kelatoituu hapetusasteilla +II ja +III happamissa oloissa yhtä hyvin. pH:n nousu heikentää enemmän hapetusasteella +III olevan mangaanin kelatoitumista. Mangaani ei kelatoidu hapetusasteella +IV lainkaan. Valkaisukokeiden perusteella mangaani katalysoi peroksidin hajoamista hapetusasteilla +II ja +III yhtä voimakkaasti, mikä näkyy samalla vaaleuden nousun heikkenemisenä peroksidin määrän vähetessä. Mn(IV) ei katalysoi peroksidin hajoamista ollenkaan ja sen vaikutus vaaleuteen on selvästi pienempi kuin hapetusasteilla +II ja +III. Laboratoriokokeiden tulokset osoittavat myös, että kompleksinmuodostajalla on valkaisussa selvä positiivinen vaikutus. DTPA estää hapetusasteen +II katalyyttistä aktiivisuutta voimakkaammin kuin hapetusasteen +III. Valkaisusakeuden nosto pienensi mangaanin katalyyttistä aktiivisuutta, minkä oletettiin johtuvan stabilointikemikaalien konsentraation noususta.

Manganese has detrimental effects on the peroxide bleaching of mechanical pulp. Biggest problem is the decomposition of hydrogen peroxide by the catalytic activity of manganese. It has been noticed that the oxidation state of manganese can have remarkable effect on the chelation of manganese and the decomposition of hydrogen peroxide. In this thesis it was studied how the content and the oxidation state of manganese effect on the bleaching and chelation of manganese. In acidic conditions manganese was equally chelatable at oxidation states +II and +III. The increase of alkalinity had more detrimental effect on the chelation of manganese at oxidation state +III than at oxidation state +II. Manganese was not chelatable at oxidation state +IV. In the bleaching studies Mn(III) and Mn(II) had a similar effect on the decomposition of peroxide and also on the brightness gain. Mn(IV) did not catalyze peroxide decomposition at all and its effect to the brightness was minor than at oxidation states +II and +III. Use of chelating agents in the bleaching decreased the catalytic activity of manganese effectively. DTPA prevented the catalytic activity of manganese at oxidation state +II more effectively than at oxidation state +III. At the higher bleaching consistency the effect of manganese was decreased and the reason for this was assumed to be the higher concentration of stabilizing chemicals.