Mangan je klíčová součást výroby oceli . Ačkoli se klasifikuje jako menší kov, množství manganu vyrobeného po celém světě každoročně zaostává pouze za železem , hliníkem , mědí a zinkem .
Vlastnosti:
- Atomový symbol: Mn
- Atomové číslo: 25
- Prvek Kategorie: Přechodový kov
- Hustota: 7,21 g / cm3
- Bod tání: 2274,8 ° F (1246 ° C)
- Bod varu: 3741,8 ° F (2061 ° C)
- Mohs Tvrdost: 6
Vlastnosti:
Mangan je extrémně křehký a tvrdý, stříbřitě šedý kov.
Dvanáctý nejhojnější prvek v zemské kůře, mangan, zvyšuje pevnost, tvrdost a odolnost proti opotřebení při legování v oceli.
Je to schopnost Manganese snadno kombinovat se sírou a kyslíkem, což je rozhodující při výrobě oceli. Množství manganu k oxidaci napomáhá odstranění nečistot kyslíku a současně zlepšuje zpracovatelnost oceli při vysokých teplotách kombinací se sírou za vzniku sulfidu s vysokým bodem tání.
Dějiny:
Používání sloučenin manganu se rozkládá více než 17 000 let. Starobylé obrazy jeskyní, včetně těch ve francouzském Lascaux, odvozují jejich barvu od oxidu manganičitého. Manganový kov však nebyl izolován dokud ne 1774 Johan Gottlieb Gahn, tři roky poté, co jeho kolega Carl Wilhelm Scheele identifikoval jako jedinečný prvek.
Snad největší vývoj manganu přišel téměř o 100 let později, když v roce 1860 sir Henry Bessemer, na radu Roberta Forestera Musheta, přidal mangan do svého procesu výroby oceli, aby odstranil síru a kyslík.
To zvýšilo tvárnost hotového výrobku, umožňující jeho válcování a kování při vysokých teplotách.
V roce 1882 sir Robert Hadfield smeloval mangan s uhlíkovou ocelou a vyráběl první slitinu z oceli, která je dnes známá jako ocel Hadfield.
Výroba:
Mangan je vyráběn především z minerálního pyrrolusitu (MnO 2 ), který v průměru obsahuje více než 50% manganu.
Pro použití v ocelářském průmyslu se mangan zpracovává na slitiny kovů silikomangan a feromangan. Podle Mezinárodního mangánského institutu bylo v roce 2009 vyrobeno 11,7 milionů tun manganových slitin. Z toho silikomanganové představovaly 7,4 milionů tun a feromanganové činily 4,3 milionu tun.
Feromangan, který obsahuje 74-82% manganu, je vyráběn a klasifikován jako uhlík s vysokým obsahem uhlíku (> 1,5% uhlíku), střední uhlík (1,0-1,5% uhlíku) nebo nízký obsah uhlíku (<1% uhlíku). Všechny tři jsou tvořeny tavením oxidu manganičitého, oxidu železitého a uhlí (koksu) při výbuchu nebo častěji elektrickou obloukovou pecí. Intenzivní teplo, které poskytuje pec, vede k karbotermální redukci tří složek, což vede k feromanganu.
Silikomangan, který obsahuje 65 až 68% křemíku , 14 až 21% manganu a asi 2% uhlíku, se extrahuje z trosky vytvořené při výrobě feromanganů s vysokým obsahem uhlíku nebo přímo z manganové rudy. Tavením manganové rudy s koksem a křemenem při velmi vysokých teplotách se kyslík odstraní, zatímco křemík se převede na křemík a ponechá silikomangan.
Elektrolytický mangan s čistotou 93 až 98% se vyrábí loužením manganové rudy kyselinou sírovou.
Amoniak a sirovodík se pak používají k vysrážení nežádoucích nečistot, včetně železa, hliníku, arzénu, zinku, olova , kobaltu a molybdenu . Vyčištěný roztok se potom přivádí do elektrolytického článku a elektrolytickým procesem vytvoří na katodě tenkou vrstvu manganového kovu.
Čína je největším výrobcem manganové rudy, což představuje asi 22% manganu těženého v roce 2009 a největšího výrobce rafinovaných manganových materiálů (tj. Feromangan, silikomangan a elektrolytický mangan). V roce 2009 Čína vyrobila 6,6 milionu tun manganových slitin, což je zhruba 57% celkové celosvětové produkce, která zahrnovala 64% světové produkce feromanganu a více než 95% celkové produkce elektrolytického manganu.
Aplikace:
Asi 90 procent veškerého manganu spotřebovaného každý rok se používá při výrobě oceli .
Jedna třetina z nich se používá jako odsířovač a deoxidátor, přičemž zbývající množství se používá jako legovací prostředek.
Zdroje:
Mezinárodní institut manganu. www.manganese.org
Světová ocelová asociace. http://www.worldsteel.org
Newton, Joseph. Úvod do metalurgie. Druhé vydání. New York, John Wiley & Sons, Inc.
Sledujte Terence na Google+