Mangan je ključna sestavina pri proizvodnji jekla . Količino mangana, proizvedenega po vsem svetu vsako leto, čeprav je razvrščeno kot manjša kovina, zadeva samo železo , aluminij , baker in cink .
Lastnosti:
- Atomski simbol: Mn
- Atomska številka: 25
- Element Kategorija: prehodna kovina
- Gostota: 7,21 g / cm3
- Tališče: 2274,8 ° F (1246 ° C)
- Vrelišče: 3741,8 ° F (2061 ° C)
- Trdota Mohs: 6
Karakteristike:
Mangan je izredno krhka in trda srebrno siva kovina.
Dvanajsti najpomembnejši element v zemeljski skorji, mangan povečuje trdnost, trdoto in odpornost na obrabo, ko je legirana v jeklo.
Mangansko sposobnost, da se zlahka združuje z žveplom in kisikom, je ključnega pomena pri proizvodnji jekla. Manganova zmožnost oksidacije pomaga odstraniti nečistote kisika, obenem pa izboljša obdelovalnost jekla pri visokih temperaturah s kombiniranjem z žveplom, da se tvori visok talilni sulfid.
Zgodovina:
Uporaba manganovih spojin se razteza več kot 17.000 let. Stare jame slike, vključno s tistimi v Lascaux France, izhajajo iz manganovega dioksida. Mangansko kovino pa ni bilo izolirano do leta 1774 Johan Gottlieb Gahna, tri leta po tem, ko ga je kolega Carl Wilhelm Scheele identificiral kot edinstven element.
Morda je največji razvoj za mangan prišel skoraj 100 let kasneje, ko je leta 1860 sir Henry Bessemer, ob upoštevanju nasveta Roberta Foresterja Musheta, dodal manganu v proces proizvodnje jekla, da bi odstranil žveplo in kisik.
Povečal je razpršenost končnega izdelka, ki je omogočal, da se pri visokih temperaturah zvije in kovane.
Leta 1882 je Sir Robert Hadfield legiran mangan z ogljikovim jeklom, ki proizvaja prvo jekleno zlitino , ki je zdaj znana kot Hadfield jekla.
Produkcija:
Mangan se proizvaja predvsem iz mineralnega pirolusita (MnO 2 ), ki v povprečju vsebuje več kot 50% mangana.
Za uporabo v jeklarski industriji se mangan predeluje v kovinske zlitine silikomangan in ferromangan. Po podatkih Mednarodnega manganskega inštituta je bilo v letu 2009 izdelanih 11,7 milijona ton manganovih zlitin. Od tega je silikomanganese predstavljalo 7,4 milijona ton, feromanganese pa 4,3 milijona ton.
Ferromangan, ki vsebuje 74-82% mangana, se proizvaja in razvrsti kot ogljik (> 1,5% ogljika), srednje ogljik (1,0-1,5% ogljika) ali nizkoogljik (<1% ogljika). Vsi trije se tvorijo s taljenjem manganovega dioksida, železovega oksida in premoga (koks) v eksploziji ali, pogosteje, z električno obločno pečjo. Intenzivna toplota, ki jo prinaša peč, vodi do karbonetmičnega zmanjšanja treh sestavin, kar povzroči feromangan.
Silikomangan, ki vsebuje 65-68% silicija , 14-21% mangana in približno 2% ogljika, se pridobiva iz žlinde, nastale med proizvodnjo ogljikovega feromangana ali neposredno iz manganove rude. Z izločanjem manganove rude s koksom in kremenom pri zelo visokih temperaturah se kisik odstrani, medtem ko se kremen pretvori v silicij, pri čemer ostane silikonangan.
Elektrolitski mangan s čistostjo med 93 in 98% se proizvaja z izločanjem manganove rude z žveplovo kislino.
Amoniak in vodikov sulfid nato uporabimo za obarjanje neželenih nečistoč, vključno z železom, aluminijem, arzenom, cinkom, svinecem , kobalatom in molibdenom . Očiščena raztopina nato napolnimo v elektrolitsko celico in skozi proces elektrolitskega procesiranja na katodi nastane tanka plast manganove kovine.
Kitajska je največji proizvajalec manganove rude, ki predstavlja približno 22% mangana, miniranega leta 2009, in največji proizvajalec rafiniranih materialov iz mangana (npr. Ferromangan, silikomangan in elektrolitski mangan). Leta 2009 je Kitajska proizvedla 6,6 milijona ton manganovih zlitin, približno 57% celotne svetovne proizvodnje, kar je vključevalo 64% svetovne proizvodnje feromangana in več kot 95% svetovne proizvodnje elektrolitskih manganov.
Aplikacije:
Približno 90 odstotkov vsega porabljenega mangana vsako leto se uporablja pri proizvodnji jekla .
Ena tretjina tega se uporablja kot sredstvo za razžvepljevanje in deoksidizator, preostala količina pa se uporablja kot zlitina.
Viri:
Mednarodni manganski inštitut. www.manganese.org
Svetovno združenje za jeklo. http://www.worldsteel.org
Newton, Joseph. Uvod v metalurgijo. Druga izdaja. New York, John Wiley & Sons, Inc.
Sledite Terence v storitvi Google+