Mangaan on terase tootmise põhikomponent. Kuigi klassifitseeritakse väikeseks metalliks, langeb igal aastal maailmas toodetud mangaani kogus ainult rauda , alumiiniumi , vaske ja tsinki .
Omadused:
- Atomic Symbol: Mn
- Atomic number: 25
- Element Kategooria: Transition Metal
- Tihedus: 7,21 g / cm³
- Sulamistemperatuur: 2274,8 ° F (1246 ° C)
- Keemispunkt: 3741,8 ° F (2061 ° C)
- Mohide kõvadus: 6
Omadused:
Mangaan on äärmiselt rabe ja kõva, hõbehalli metall.
Kogu kaheteistkümnenda kõige rikkalikum element maakoores suurendab mangaani tugevust, kõvadust ja kulumiskindlust terase legeerimisel.
See on mangaanide võime hõlpsasti ühendada väävli ja hapnikuga, mis muudab selle terase tootmisel kriitilise tähtsusega. Mangaani hõõrdumine oksüdeerumiseks aitab eemaldada hapniku lisandeid, parandades samal ajal ka terase töödeldavust kõrgel temperatuuril, kombineerides seda väävliga, et moodustada kõrge sulamistemperatuuriga sulfiid.
Ajalugu:
Mangaanühendite kasutamine ulatub tagasi enam kui 17 000 aastat. Ancient koobas maalid, sealhulgas Lascaux Prantsusmaal, tulevad oma värvi mangaandioksiidist. Kuid Johann Gottlieb Gahni, kes oli kolm aastat pärast seda, kui tema kolleeg Carl Wilhelm Scheele oli seda ainulaadseks elemendiks, ei eraldanud mangaani metalli 1774. aastani.
Võibolla suurim areng mangaaniks jõudis peaaegu 100 aastat hiljem, kui 1860. aastal võttis Robert Forester Musheti nõuandja Sir Henry Bessemer oma väävli ja hapniku eemaldamiseks terase tootmisprotsessi mangaani.
See suurendas valmistoote malleeritavust , võimaldades seda kõrgel temperatuuril valtsitud ja sepistatud.
1882. aastal tegi Sir Robert Hadfieldi legeeritud süsinikterasest mangaani, mis toodab esimest korda terasulamist , mis on nüüd tuntud kui Hadfieldi teras.
Tootmine:
Mangaani toodetakse peamiselt mineraalsest pürolusiidist (MnO 2 ), mis sisaldab keskmiselt enam kui 50% mangaani.
Kasutamiseks terasetööstuses töödeldakse mangaani metallisulamidena silikomanganaasi ja ferromanganaasi. Rahvusvahelise Mangani Instituudi andmetel toodeti 2009. aastal 11,7 miljonit tonni mangaaniekstrakti. Selle tulemusena moodustasid silikomanganaadid 7,4 miljonit tonni ning ferromanganaasid moodustasid 4,3 miljonit tonni.
Ferromanganese, mis sisaldab 74-82% mangaani, toodetakse ja liigitatakse kõrgsüsinikuna (> 1,5% süsinik), keskmise süsinikusisendiga (1,0-1,5% süsinik) või madala süsinikusisaldusega (vähem kui 1% süsinikku). Kõik kolm moodustuvad mangaandioksiidi, raudoksiidi ja kivisöe (koksina) sulatamise teel lõhkega või sagedamini ka elektrilaenguga. Ahi tekitatud intensiivne soojus põhjustab kolme koostisosa karbotermaalse vähendamise, mille tulemuseks on ferromanganese.
Kõrge süsinikusisaldusega ferromangaani tootmisel tekkinud räbast või otse mangaanimaagist ekstraheeritakse räbu, mis sisaldab 65-68% ränist , 14-21% mangaani ja umbes 2% süsinikku. Kui sulatatakse mangaanimaaki koksiga ja kvartsiga väga kõrgetel temperatuuridel, eemaldatakse hapnik, kui kvarts muundub räni, jättes silikomanganaan.
Elektrolüütiline mangaan, mille puhtusaste on vahemikus 93-98%, toodetakse mangaanimaagi leostamisel väävelhappega.
Seejärel kasutatakse soovimatute lisandite, sealhulgas raua, alumiiniumi, arseeni, tsinki, plii , koobalti ja molübdeeni, sadestamiseks ammoniaaki ja vesiniksulfiidi. Seejärel viiakse puhastatud lahus elektrolüüsi rakku ja elektroodide eemaldamise protsessis tekitab katoodil õhuke kiht mangaanilist metalli.
Hiina on nii suurim mangaanimaagi tootja, mis moodustab ligikaudu 22% 2009. aastal kaevandatud mangaanist ja rafineeritud mangaanimaterjalide (st ferromanganaan, silikomanganese ja elektrolüütiline mangaan) suurim tootja. 2009. aastal toodeti Hiinas 6,6 miljonit tonni mangaallisulamit, ligikaudu 57% kogu maailma toodangust, mis hõlmas 64% kogu ferromanganaanist ja üle 95% globaalsest elektrolüüsi mangaanitoodangust.
Rakendused:
Umbes 90 protsenti kogu mangaani tarbitud aastas kasutatakse terase tootmiseks .
Üks kolmandik sellest kasutatakse desulfaatorina ja deoksüdaatorina, ülejäänud kogust kasutatakse legeeriva ainena.
Allikad:
Rahvusvaheline mangaaniinstituut. www.manganese.org
Maailma teraseühendus. http://www.worldsteel.org
Newton, Joseph. Sissejuhatus metallurgiasse. Teine väljaanne. New York, John Wiley & Sons, Inc.
Järgi Terence teenuses Google+