Манганът е ключов компонент в производството на стомана. Въпреки че е класифициран като незначителен метал, количеството манган, произведено в световен мащаб всяка година, изостава само желязо, алуминий, мед, и цинк.
Имоти
- Атомен символ: Mn
- Атомно число: 25
- Елемент Категория: Преходен метал
- Плътност: 7,21 g / cm³
- Точка на топене: 2274.8°F (1246 г.)°° С)
- Точка на кипене: 3741.8° F (2061 г.) °° С)
- Твърдост на Mohs: 6
Характеристики
Манганът е изключително крехък и твърд, сребристо-сив метал. Дванадесетият най-изобилен елемент в земната кора, манганът увеличава здравината, твърдостта и износоустойчивостта, когато е легиран в стомана.
Това е способността на Манган лесно да се комбинира със сяра и кислород, което го прави критично при производството на стомана. Прозрачността на мангана да се окислява спомага за отстраняване на примесите на кислород, като същевременно подобрява обработваемостта на стоманата при високи температури, като се комбинира със сяра, за да се образува високотопящ се сулфид.
история
Използването на манганови съединения се простира повече от 17 000 години. Древните пещерни картини, включително тези в Ласко Франция, черпят цвета си от манганов диоксид. Мангановият метал обаче е изолиран до 1774 г. от Йохан Готлиб Ган, три години след като неговият колега Карл Вилхелм Шеле го определя като уникален елемент.
Може би най-голямото развитие за мангана се случи близо 100 години по-късно, когато през 1860 г. сър Хенри Бесемер, като взе съвета на Робърт Форестър Мушет, добави манган към процеса си на производство на стомана за отстраняване на сяра и кислород. Той увеличи отстъпчивост от готовия продукт, което му позволява да се навива и кова при високи температури.
През 1882 г. сър Робърт Хафийлд легира манган с въглеродна стомана, произвеждайки първата в историята стомана сплав, която сега е известна като Hadfield стомана.
производство
Манганът се произвежда предимно от минерала пиролузит (MnO)2), който средно съдържа повече от 50% манган. За използване в стоманодобивната промишленост манганът се преработва в металните сплави силикомарган и фероманган.
Фероманганът, който съдържа 74-82% манган, се произвежда и се класифицира като високо въглероден (> 1,5% въглерод), среден въглерод (1,0-1,5% въглерод) или нисковъглероден (<1% въглерод). И трите се образуват чрез топенето на манганов диоксид, железен оксид и въглища (кокс) при взрив или по-често електрическа дъгова пещ. Интензивната топлина, осигурена от пещта, води до карботермално намаляване на трите съставки, което води до фероманган.
Силикомарганец, който съдържа 65-68% силиций, 14-21% манган и около 2% въглерод се извличат от шлаката, създадена по време на производството на високо въглероден фероманган или директно от манганова руда. Чрез топенето на манганова руда с кокс и кварц при много високи температури кислородът се отстранява, докато кварцът се превръща в силиций, оставяйки силикомарган.
Електролитичният манган с чистота между 93-98% се произвежда чрез извличане на манганова руда със сярна киселина. След това амонякът и сероводородът се използват за утаяване на нежелани примеси, включително желязо, алуминий, арсен, цинк, водя, кобалт, и молибден. След това пречистеният разтвор се подава в електролитна клетка и чрез процеса на електроизточване създава тънък слой от манганов метал върху катода.
Китай е както най-големият производител на манганова руда, така и най-големият производител на рафинирани манганови материали (т.е. фероманган, силикомарган и електролитичен манган).
Приложения
Около 90 процента от целия консумиран манган всяка година се използва в производство на стомана. Една трета от това се използва като десулферизатор и деоксидатор, като останалото количество се използва като легиращо средство.
Източници:
Международният мангански институт. www.manganese.org
Световната стоманена асоциация.http://www.worldsteel.org
Нютон, Джоузеф. Въведение в металургията. Второ издание. New York, John Wiley & Sons, Inc.