Металл Профиль: марганец (элемент MN)

Марганец является ключевым компонентом в производстве стали. Несмотря на то, что количество марганца, выпускаемого во всем мире ежегодно, классифицируется как второстепенный металл, приходится только железо, алюминий, медь и цинк.

Свойства:

• Атомный символ: Mn
• Атомный номер: 25
• Элемент Категория: Переходный металл
• Плотность: 7. 21 г / см³
• Точка плавления: 2274. 8 ° F (1246 ° C)
• Температура кипения: 3741. 8 ° F (2061 ° C)
• Мооса Твердость: 6

Характеристики:

Марганец - чрезвычайно хрупкий и твердый серебристо-серый металл.

Двенадцатый наиболее распространенный элемент земной коры, марганец увеличивает прочность, твердость и износостойкость при легировании в стали.

Способность марганца легко сочетаться с серой и кислородом, что делает ее критической для производства стали. Приверженность марганца к окислению помогает удалить примеси кислорода, а также улучшает обрабатываемость стали при высоких температурах путем объединения с серой с образованием высокоплавкого сульфида.

История:

Использование соединений марганца простирается более чем на 17 000 лет. Древние картины пещер, в том числе в Ласко Франции, получают свой цвет от двуокиси марганца. Марганец, однако, не был изолирован до 1774 года Йоханом Готлибом Ганом, через три года после того, как его коллега Карл Вильгельм Шееле определил его как уникальный элемент.

Возможно, самое большое развитие для марганца произошло почти 100 лет спустя, когда в 1860 году сэр Генри Бессемер, приняв совет Роберта Форестера Муше, добавил марганец к своему производству стали для удаления серы и кислорода.

Это увеличило податливость готового продукта, позволяя его прокатывать и ковать при высоких температурах.

В 1882 году сэр Роберт Хадфилд сплавлял марганец с углеродистой сталью, производя первый из когда-либо стальных сплавов, который теперь известен как сталь Hadfield.

Производство:

Марганец в основном производится из минерального пиролюзита (MnO ₂ ), который в среднем содержит более 50% марганца.

Для использования в сталелитейной промышленности марганец перерабатывается в металлические сплавы силикомарганца и ферромарганца. По данным Международного института марганца, в 2009 году было произведено 11. 7 миллионов метрических тонн марганцевых сплавов. Из них силикомарганцы составляли 7,4 миллиона метрических тонн, а ферромарганцы составляли 4,3 миллиона метрических тонн.

Ферромарганец, который содержит 74-82% марганца, производится и классифицируется как высокоуглеродистый (> 1,5% углерода), средний углерод (1,01-1,5% углерода) или низкоуглеродистый (<1% углерода ). Все три образуются путем плавки двуокиси марганца, оксида железа и угля (кокса) в результате взрыва или, чаще, электродуговой печи.Сильное тепло, обеспечиваемое печью, приводит к карботермическому восстановлению трех ингредиентов, что приводит к ферромарганцу.

Силикомарганец, содержащий 65-68% кремния, 14-21% марганца и около 2% углерода извлекается из шлака, образующегося при производстве высокоуглеродистого ферромарганца или непосредственно из марганцевой руды. Плавя марганцевую руду с кокса и кварца при очень высоких температурах, кислород удаляется, а кварц превращается в кремний, оставляя силикомарганец.

Электролитический марганец с чистотой между 93-98% производится выщелачиванием марганцевой руды с серной кислотой.

Затем аммиак и сероводород используют для осаждения нежелательных примесей, включая железо, алюминий, мышьяк, цинк, свинец, кобальт и молибден. Затем очищенный раствор подают в электролитическую ячейку, и через процесс электролиза получается тонкий слой марганцевого металла на катоде.

Китай является крупнейшим производителем марганцевой руды, на долю которого приходится около 22% добытого марганца в 2009 году и крупнейшего производителя рафинированных марганцевых материалов (то есть ферромарганца, силикомарганца и электролитического марганца). В 2009 году Китай произвел 6,6 млн. Тонн марганцевых сплавов, что составляет примерно 57% от общего объема мирового производства, что включает 64% мирового производства ферромарганца и более 95% мирового производства электролитического марганца.

Применения:

Около 90 процентов всего потребляемого марганца каждый год используется в производстве стали.

Одна треть этого используется в качестве десульфиратора и деоксидатора, при этом оставшееся количество используется в качестве легирующего агента.

_{Источники:}

_{Международный институт марганца. WWW. марганец. org}

_{Всемирная ассоциация стали. // www. Worldsteel. org}

_{Ньютон, Джозеф. Введение в металлургии. Второе издание. Нью-Йорк, John Wiley & Sons, Inc.}

Следуйте за Теренцией в Google+