Metalli Profiili: Mangaani (MN Element)

Mangaani on keskeinen tekijä teräksen tuotannossa. Vaikka vähämetalliksi luokiteltu, maailmanlaajuisesti maailmanlaajuisesti tuotettu mangaanimäärä jää vuosittain vain raudan, alumiinin, kuparin ja sinkin takana.

Ominaisuudet:

• Atomic Symbol: Mn
• Atomic Number: 25
• Elementtikategoria: Transition Metal
• Tiheys: 7. 21 g / cm³
• Sulamispiste: ° C Kiehumispiste: 3741. 8 ° F (2061 ° C)
• Mohs Kovuus: 6 Ominaisuudet: Mangaani on erittäin hauras ja kova, hopeanharmaa metalli. Maapallon kuoren kahdestoistaosaisin runsain elementti, mangaani lisää lujuutta, kovuutta ja kulutuskestävyyttä terässeoksessa.
• Mangaanin kyky yhdistää helposti rikkiin ja happiin, mikä tekee siitä kriittisen teräksen valmistuksessa. Mangaanin hajoavuus hapettaa auttaa poistamaan hapen epäpuhtaudet samalla parantaen myös teräksen työstettävyyttä korkeissa lämpötiloissa yhdistämällä rikin kanssa korkean sulavan sulfidin muodostamiseksi.

Historia:

Mangaaniyhdisteiden käyttö ulottuu yli 17 000 vuoden ajan. Muinaiset luolamaalaukset, mukaan lukien Lascaux Ranskassa, saavat värillisyytensä mangaanidioksidista. Johannes Gottlieb Gahnista eristettiin mangaani metalli vasta 1774, kolme vuotta sen jälkeen, kun hänen kollega Carl Wilhelm Scheele oli yksilöinyt sen ainutlaatuisena elementtinä.

Ehkä suurin mangaanin kehitys lähes 100 vuotta myöhemmin, kun Sir Henry Bessemer otti Robert Forester Mushetin neuvot ja lisäsi mangaanin teräksen tuotantoprosessiin rikin ja hapen poistamiseksi.

Se lisäsi valmiin tuotteen muokattavuutta, jolloin se voidaan rullata ja valmistaa korkeissa lämpötiloissa.

Vuonna 1882 Sir Robert Hadfield seostasi mangaania hiiliteräksellä, joka tuotti ensimmäisen teräslejeeringin, joka tunnetaan nyt nimellä Hadfield-teräs.

Tuotanto:

Mangaani tuotetaan pääasiassa kivennäispyrolusiitista (MnO

2

), joka sisältää keskimäärin yli 50% mangaania.

Terästeollisuudessa käytettäväksi mangaani jalostetaan metalliseoksiin silikomangaaniksi ja ferromangaaniksi. Kansainvälisen mangaani-instituutin mukaan 11 miljoonaa tonnia mangaaniseoksia valmistettiin vuonna 2009. Siitä silikomangaanista muodostui 7,4 miljoonaa tonnia, ja ferromangaanin osuus oli 4,3 miljoonaa tonnia.

Ferromangaani, joka sisältää 74-82% mangaania, tuotetaan ja luokitellaan korkean hiilen (> 1,5% hiili), keskipitkällä hiilellä (1,0-0,5% hiiltä) tai hiilellä (<1% hiilellä ). Kaikki kolme on muodostettu mangaanidioksidin, rautaoksidin ja kivihiilen (koksin) sulattamisen läpi räjähdyspisteessä tai useammin sähkökaariuunissa.Uunin tarjoama voimakas lämpö johtaa kolmen aineosan karbotermiseen pelkistämiseen, mikä johtaa ferromangaaniin.

Silikangaani, joka sisältää 65-68% piitä, 14-21% mangaania ja noin 2% hiiltä, ​​uutetaan kuonasta, joka syntyy korkean hiilen ferromangaanin tuotannossa tai suoraan mangaanimalmista. Sulattamalla mangaanimalmia koksilla ja kvartsilla hyvin korkeissa lämpötiloissa happi poistetaan, kun taas kvartsi konvertoidaan piihin, jolloin silikangaani jää. _{Elektrolyyttinen mangaani, jonka puhtausaste on 93 - 98%, valmistetaan liuottamalla mangaanimalmia rikkihapolla.} Ammoniakkia ja rikkivetyä käytetään sitten saosttamaan ei-toivotut epäpuhtaudet, mukaan lukien rauta, alumiini, arseeni, sinkki, lyijy, koboltti ja molybdeeni. Puhdistettu liuos syötetään sitten elektrolyysikennoon ja elektrolyyttisen prosessin avulla luodaan ohut mangaanimetallikerros katodille.

Kiina on sekä suurin mangaanimalmin tuottaja, joka on noin 22 prosenttia vuonna 2009 louhittua mangaania ja suurin jalostettujen mangaani-aineiden valmistaja (eli ferromangaani, silikangaani ja elektrolyyttinen mangaani). Vuonna 2009 Kiina tuotti 6,6 miljoonaa tonnia mangaaniseoksia, noin 57% maailmanlaajuisesta kokonaistuotannosta, johon kuului 64% globaalista ferromangaanin tuotannosta ja yli 95% globaalista elektrolyyttisen mangaanin tuotannosta.

Sovellukset:

Noin 90 prosenttia kaikesta mangaanista kulutetaan vuosittain teräksen tuotannossa.

Tätä kolmasosaa käytetään desulferisaattorina ja hapettimena, ja jäljellä olevaa määrää käytetään seostusaineena.

Lähteet:

International Mangan Institute. www. mangaani. org

Maailman teräsyhdistys. // www. worldsteel. org

Newton, Joseph.

Johdatus metallurgiaan.

_{Toinen painos. New York, John Wiley & Sons, Inc.}

_{Seuraa Terence Google+ -palvelussa}