Metalni profil: Mangan (MN Element)

Mangan je ključna komponenta u proizvodnji čelika. Iako je klasificiran kao manji metal, količina mangana proizvedena širom svijeta svake godine pada iza samo željeza, aluminija, bakra i cinka.

Nekretnine

• Atomski simbol: Mn
• Atomski broj: 25
• Kategorija elemenata: tranzicijski metal
• Gustoća: 7,21 g / cm3
• Talište: 2274,8°F (1246°C)
• Točka vrenja: 3741.8° F (2061 °C)
• Mohsova tvrdoća: 6

Karakteristike

Mangan je izuzetno lomljiv i tvrdi, srebrnasto-sivi metal. Dvanaesti najveći element u zemljinoj koru, mangan povećava čvrstoću, tvrdoću i otpornost na habanje kada se legirani u čeliku.

Manganski je sposobnost da se lako spoje sa sumporom i kisikom što ga čini kritičnim za proizvodnju čelika. Mangansko nakupljanje oksidacije pomaže uklanjanju nečistoća kisika, a istodobno poboljšava obradu čelika pri visokim temperaturama kombiniranjem s sumporom kako bi se formirao visoki tališni sulfid.

Povijest

Korištenje manganskih spojeva proteže se više od 17.000 godina. Drevne špiljske slike, uključujući one u Lascaux France, izvode svoju boju od manganovog dioksida. Manganski metal, međutim, nije izoliran do 1774. od Johana Gottlieb Gahn, tri godine nakon što ga je njegov kolega Carl Wilhelm Scheele identificirao kao jedinstveni element.

Možda je najveći razvoj mangana došao gotovo 100 godina kasnije, kada je Sir Henry Bessemer 1860. godine, uzimajući savjet Robert Forester Mushet, dodavao manganu u proizvodnju čelika za uklanjanje sumpora i kisika. Povećao je temperaturu gotovog proizvoda, omogućujući mu valjanje i kovano na visokim temperaturama.

Godine 1882. Sir Robert Hadfield legirao je mangan ugljičnim čelikom, proizvodivši prvu čeličanu leguru koja je sada poznata kao Hadfield čelik.

Proizvodnja

Mangan se prvenstveno proizvodi iz mineralnog piroluzita (MnO₂), koji u prosjeku sadrži više od 50% mangana. Za upotrebu u industriji čelika, mangan se preradi u metalne legure silikomanganesa i feromanganesa.

Ferromanganese, koji sadrži 74-82% mangana, proizvodi se i klasificira kao visoki ugljik (> 1,5% ugljika), srednji ugljik (1,0-1,5% ugljika) ili nizak ugljik (<1% ugljika). Sva tri formirana su kroz taljenje manganovog dioksida, željeznog oksida i ugljena (koksa) u eksploziji ili, češće, elektrolučne peći. Intenzivna toplina koju pruža peć dovodi do karbotermne redukcije tri sastojka, što rezultira feromanganezom.

Silikanganez koji sadrži 65-68% silicija, 14-21% mangana i oko 2% ugljika se ekstrahira iz troske stvorene tijekom proizvodnje visokog ugljika feromanganaza ili izravno iz manganove rude. Smrzavanjem manganske rude koksom i kvarcem na vrlo visokim temperaturama, kisik se uklanja, a kvarc se pretvara u silikon, ostavljajući silikomanganezu.

Elektrolitički mangan, čija je čistoća između 93-98%, proizvedena je ispiranjem manganske rude sumpornom kiselinom. Amonijak i sumporovodik se zatim koriste za precipitiranje neželjenih nečistoća, uključujući željezo, aluminij, arsen, cink, olovo, kobalt i molibden. Pročišćena otopina se potom ulije u elektrolitičku ćeliju i kroz postupak elektroliziranja stvara tanki sloj manganovog metala na katodi.

Kina je i najveći proizvođač manganske rude i najveći proizvođač rafiniranih manganskih materijala (tj. Feromanganez, silikanganez i elektrolitički mangan).

Prijave:

Oko 90 posto svih mangana konzumiranih svake godine koristi se u proizvodnji čelika. Jedna trećina toga se koristi kao desulferizator i deoksidator, pri čemu se preostala količina koristi kao sredstvo za legiranje.

_izvori:

_{Međunarodni institut manganova. www.manganese.org}

_{Udruga Svjetskog čelika.http: //www.worldsteel.org}

_{Newton, Joseph. Uvod u metalurgiju. Drugo izdanje. New York, John Wiley & Sons, Inc.}