Metalo profilis: manganas (MN elementas)

Strategic Metal Investments Ltd.

Manganas yra pagrindinis komponentas gaminant plieno . Nors mangano kiekis klasifikuojamas kaip nedidelis metalas, kasmet visame pasaulyje pagaminamo mangano kiekis atsilieka tik geležies , aliuminio , vario , ir cinko .

Savybės

• Atominis simbolis: Mn
• Atominis skaičius: 25
• Elemento kategorija: pereinamasis metalas
• Tankis: 7,21 g/cm³
• Lydymosi temperatūra: 2274,8 ° F (1246 ° C)
• Virimo temperatūra: 3741,8 ° F (2061 ° C)
• Moho kietumas: 6

Charakteristikos

Manganas – itin trapus ir kietas, sidabriškai pilkas metalas. Dvyliktas pagal gausumą elementas žemės plutoje manganas padidina stiprumą, kietumą ir atsparumą dilimui, kai yra legiruotas iš plieno.

Dėl mangano gebėjimo lengvai jungtis su siera ir deguonimi jis yra labai svarbus plieno gamyboje. Mangano polinkis oksiduotis padeda pašalinti deguonies priemaišas, taip pat pagerina plieno apdirbamumą aukštoje temperatūroje, susijungdamas su siera, kad susidarytų aukštai lydantis sulfidas.

Istorija

Mangano junginių naudojimas tęsiasi daugiau nei 17 000 metų. Senovės urvų paveikslai, įskaitant Lascaux Prancūzijoje, savo spalvą gauna iš mangano dioksido. Tačiau mangano metalą išskyrė tik 1774 m. Johanas Gottliebas Gahnas, praėjus trejiems metams po to, kai jo kolega Carl Wilhelm Scheele nustatė, kad jis yra unikalus elementas.

Bene didžiausias mangano patobulinimas įvyko beveik po 100 metų, kai 1860 m. seras Henry Bessemer, pasinaudojęs Roberto Foresterio Musheto patarimu, į plieno gamybos procesą įtraukė manganą, kad pašalintų sierą ir deguonį. Tai padidino plastiškumas gatavo gaminio, leidžiantį jį valcuoti ir kalti aukštoje temperatūroje.

1882 m. seras Robertas Hadfieldas manganą legiravo angliniu plienu ir pagamino pirmąjį plieną. lydinio , kuris dabar žinomas kaip Hadfield plienas.

Gamyba

Manganas daugiausia gaminamas iš mineralinio piroliusito (MnO_du), kuriame vidutiniškai yra daugiau nei 50 % mangano. Plieno pramonėje naudojamas manganas perdirbamas į metalų lydinius silikomanganą ir feromanganą.

Feromanganas, kuriame yra 74–82 % mangano, gaminamas ir klasifikuojamas kaip daug anglies (>1,5 % anglies), vidutinės anglies (1,0–1,5 % anglies) arba mažai anglies (1,5 % anglies).<1% carbon). All three are formed through the smelting of manganese dioxide, iron oxide and coal (coke) in a blast or, more often, an electric arc furnace. The intense heat provided by the furnace leads to a carbothermal reduction of the three ingredients, resulting in ferromanganese.

Silikomangano, kuriame yra 65-68 proc. silicio , 14-21 % mangano ir apie 2 % anglies išgaunama iš šlako, susidarančio daug anglies turinčio feromangano gamybos metu arba tiesiogiai iš mangano rūdos. Lydant mangano rūdą su koksu ir kvarcu labai aukštoje temperatūroje, deguonis pašalinamas, o kvarcas virsta siliciu, paliekant silikomanganą.

Elektrolitinis manganas, kurio grynumas yra 93–98%, gaunamas išplaunant mangano rūdą sieros rūgštimi. Tada amoniakas ir vandenilio sulfidas naudojami nepageidaujamoms priemaišoms, įskaitant geležį, aliuminį, arseną, cinką, nusodinti. vadovauti , kobalto , ir molibdenas . Tada išgrynintas tirpalas tiekiamas į elektrolitinį elementą ir elektrolizės būdu ant katodo susidaro plonas mangano metalo sluoksnis.

Kinija yra ir didžiausia mangano rūdos gamintoja, ir didžiausia rafinuotų mangano medžiagų (t. y. feromangano, silikomangano ir elektrolitinio mangano) gamintoja.

Programos

Maždaug 90 procentų viso kasmet suvartojamo mangano sunaudojama plieno gamyba . Trečdalis šio kiekio naudojama kaip desulfizeris ir deoksidatorius, o likęs kiekis naudojamas kaip legiravimo agentas.

Šaltiniai:

Tarptautinis mangano institutas. www.manganese.org

Pasaulio plieno asociacija. http://www.worldsteel.org

Niutonas, Džozefas. Įvadas į metalurgiją. Antrasis leidimas. Niujorkas, John Wiley & Sons, Inc.