Profile metalice: Mangan (element MN)

Manganul este o componentă cheie în producția de oțel. Deși este clasificat ca un metal minor, cantitatea de mangan produsă în fiecare an în lume se află în urma doar fierului, aluminiului, cuprului și zincului.

Proprietăți

• Simbol Atomic: Mn
• Număr atomic: 25
• Element Categorie: Metal de tranziție
• Densitate: 7,21 g / cm3
• Punct de topire: 2274,8°F (1246°C)
• Punct de fierbere: 3741,8° F (2061 °C)
• Duritate Mohs: 6

caracteristici

Manganul este un metal extrem de fragil și dur, de culoare gri argintiu. Cel de al doisprezecelea element cel mai abundent al crustei pământului, manganul crește rezistența, duritatea și rezistența la uzură atunci când este aliat în oțel.

Este capacitatea Manganezei de a combina cu ușurință sulf și oxigen, ceea ce îl face critic în producția de oțel. Miscarea de oxidare a manganului ajuta la indepartarea impuritatilor de oxigen, imbunatatind in acelasi timp lucrabilitatea otelului la temperaturi ridicate, prin combinarea cu sulf pentru a forma un sulfurat de topire.

Istorie

Utilizarea compușilor de mangan se întinde pe mai mult de 17.000 de ani. Picturile vechi de peșteri, inclusiv cele din Lascaux France, își produc culoarea din dioxid de mangan. Cu toate acestea, manganul nu a fost izolat decât în ​​1774 de către Johan Gottlieb Gahn, la trei ani după ce colegul său Carl Wilhelm Scheele la identificat ca un element unic.

Poate că cea mai mare dezvoltare a manganului a venit aproape 100 de ani mai târziu, când, în 1860, Sir Henry Bessemer, luând sfatul lui Robert Forester Mushet, adăuga mangan în procesul de producție a oțelului pentru a elimina sulful și oxigenul. A crescut grosimea produsului finit, permițându-i să fie laminate și forjate la temperaturi ridicate.

În 1882, Sir Robert Hadfield a aliat mangan cu oțel carbon, producând primul aliaj din oțel, cunoscut în prezent ca oțel Hadfield.

producere

Manganul este produs în principal din pirolizitul mineral (MnO₂), care, în medie, conține mai mult de 50% mangan. Pentru utilizarea în industria siderurgică, manganul este prelucrat în aliajele de metal silicomangan și feromangan.

Feromanganul, care conține 74-82% mangan, este produs și clasificat drept carbon cu conținut ridicat de carbon (> 1,5% carbon), carbon mediu (1,0-1,5% carbon) sau carbon redus (<1% carbon). Toate cele trei sunt formate prin topirea dioxidului de mangan, a oxidului de fier și a cărbunelui (cocsul) într-o explozie sau, mai des, într-un cuptor cu arc electric. Căldura intensă furnizată de cuptor duce la o reducere carbothermică a celor trei ingrediente, rezultând feromangan.

Silicomanganul, care conține 65-68% siliciu, 14-21% mangan și aproximativ 2% carbon, este extras din zgura produsă în timpul producției de feromangan înaltă sau direct din minereu de mangan. Prin topirea minereului de mangan cu cocs și cuarț la temperaturi foarte ridicate, oxigenul este îndepărtat, în timp ce cuarțul se transformă în siliciu, lăsând silicomanganul.

Manganul electrolitic, cu purități între 93-98%, este fabricat prin lăcrierea minereului de mangan cu acid sulfuric. Amoniacul și hidrogenul sulfurat sunt apoi utilizate pentru a precipita impuritățile nedorite, incluzând fier, aluminiu, arsen, zinc, plumb, cobalt și molibden. Soluția purificată este apoi alimentată într-o celulă electrolitică și printr-un procedeu de electroliză creează un strat subțire de metal de mangan pe catod.

China este atât cel mai mare producător de minereu de mangan, cât și cel mai mare producător de materiale de mangan rafinate (adică feromangan, silicomangan și mangan electrolitic).

Aplicații:

Aproximativ 90% din totalul manganului consumat în fiecare an este utilizat în producția de oțel. O treime din acestea sunt utilizate ca desulfatator și de-oxidant, cantitatea rămasă fiind utilizată ca agent de aliere.

_surse:

_{Institutul Internațional de Manganeză. www.manganese.org}

_{Asociația Mondială a Oțelului .http: //www.worldsteel.org}

_{Newton, Joseph. O introducere în metalurgie. A doua editie. New York, John Wiley & Sons, Inc.}