Mangan je ključna komponenta u proizvodnji čelika . Iako klasifikovan kao mali metal, količina proizvedenog mangana širom svijeta svake godine pada samo gvožđe , aluminijum , bakar i cink .
Nekretnine:
- Atomski simbol: Mn
- Atomski broj: 25
- Element Kategorija: Transition Metal
- Gustina: 7,21 g / cm3
- Tačka topljenja: 2274.8 ° F (1246 ° C)
- Tačka ključanja: 3741,8 ° F (2061 ° C)
- Tvrdoća Mohs: 6
Karakteristike:
Mangan je izuzetno krhki i tvrd, srebrno sivi metal.
Dvanaesti najomiljeniji element u zemaljskoj kori, mangan povećava čvrstoću, tvrdoću i otpornost na habanje kada je legirana u čeliku.
Manganova sposobnost da se lako kombinuje sa sumporom i kiseonikom, što ga čini kritičnim u proizvodnji čelika. Manganova sposobnost oksidacije pomaže u uklanjanju nečistoća kiseonikom, a takođe poboljšava obradivost čelika na visokim temperaturama kombinovanjem sa sumporom i formiranjem visokog talasa sulfida.
Istorija:
Upotreba manganskih jedinjenja proteže se više od 17.000 godina. Slike starih pećina, uključujući one u Lascauxu Francuskoj, dobijaju boju od manganovog dioksida. Međutim, metalni mangan nije bio izolovan do 1774. godine od Johan Gottlieb Gahna, tri godine nakon što ga je njegov kolega Carl Wilhelm Scheele identifikovao kao jedinstveni element.
Možda je najveći razvoj mangana došao skoro 100 godina kasnije, kada je 1860. Sir Henry Bessemer, uzimajući savjet Roberta Forestera Musheta, dodao manganu u svoj proizvodni proces čelika da ukloni sumpor i kiseonik.
Povećala je spremnost gotovog proizvoda, omogućavajući joj da se valjaju i kovane na visokim temperaturama.
1882. godine, legendarni mangana Sir Robert Hadfield sa ugljeničnim čelikom, proizvodi prvu čeličnu leguru , koja je sada poznata kao Hadfield steel.
Produkcija:
Mangan se prvenstveno proizvodi od minerala pirolusita (MnO 2 ), koji u prosjeku sadrži više od 50% mangana.
Za upotrebu u čeličnoj industriji, mangan se preradi u metal legure silikomangan i ferromangan. Prema međunarodnom institutu Manganese, u 2009. godini proizvedeno je 11,7 miliona metričkih tona manganovih legura. Od toga, silikomangan je iznosio 7,4 miliona metričkih tona, a ferromangan je iznosio 4,3 miliona metričkih tona.
Ferromangan, koji sadrži 74-82% mangana, proizvodi se i klasificira kao visok ugljenik (> 1,5% ugljenik), srednje ugljenik (1,0-1,5% ugljenik) ili nisko ugljenik (<1% ugljenika). Sva tri se formiraju kroz topionicu manganovog dioksida, gvožđeg oksida i uglja (koksa) u eksploziji ili, češće, električnom ložnom pećom. Intenzivna toplota koja se dobija od peći dovodi do karbontermalnog smanjenja tri sastojka, što dovodi do feromanganesa.
Silikomangan, koji sadrži 65-68% silicijuma , 14-21% mangana i oko 2% ugljenika se ekstrahuje iz šljake nastale tokom proizvodnje ugljenog feromangana ili direktno iz rude mangana. Taljenjem rude mangana sa koksa i kvarca na veoma visokim temperaturama, kiseonik se uklanja dok se kvarc konvertuje u silicijum, ostavljajući silikomangan.
Elektrolitički mangan, čistoće između 93-98%, proizvodi se ručnom ručkom mangana sa sumpornom kiselinom.
Amonijak i vodonik sulfid se zatim koriste za precipitaciju neželjenih nečistoća, uključujući gvožđe, aluminijum, arsen, cink, olovo , kobalt i molibden . Prečišćeni rastvor se zatim unosi u elektrolitsku ćeliju i kroz proces elektroinstalacije stvara tanak sloj manganskog metala na katodi.
Kina je i najveći proizvođač manganske rude, čineći oko 22% mangana miniranog u 2009. godini i najvećeg proizvođača rafinisanih manganskih materijala (npr. Ferromangan, silikomangan i elektrolitički mangan). Kina je 2009. proizvela 6,6 miliona metričkih tona legura mangana, približno 57% ukupne svetske proizvodnje, što uključuje 64% globalne proizvodnje feromangana i više od 95% globalne proizvodnje elektrolitičke mangane.
Aplikacije:
Oko 90 odsto svih mangana konzumiranih svake godine koristi se u proizvodnji čelika .
Jedna trećina ovog materijala koristi se kao sredstvo za uklanjanje mirisa i deoksidizator, pri čemu se preostala količina koristi kao legura.
Izvori:
Međunarodni institut za mangane. www.manganese.org
Svetska asocijacija čelika. http://www.worldsteel.org
Newton, Joseph. Uvod u metalurgiju. Drugo izdanje. Njujork, John Wiley & Sons, Inc.
Pratite Terence na Google+