Kim loại Profile: mangan (MN Element)

Mangan là thành phần chính trong sản xuất thép. Mặc dù được phân loại là kim loại phụ, nhưng số lượng mangan được sản xuất trên toàn thế giới mỗi năm chỉ thua kém sắt, nhôm, đồng và kẽm.

Tài sản:

• Nguyên tử Ký hiệu: Mn
• Số nguyên tử: 25
• Loại nguyên tố: Chuyển đổi Kim loại
• Mật độ: 7. 21 g / cm³
• Điểm nóng chảy: 2274. 8 C Điểm sôi: 3741. 8
• F (2061 C) Mohs Độ cứng: 6

Đặc tính:

Mangan là kim loại cực kỳ giòn và cứng, màu xám bạc.

Thành phần thứ mười hai trong vỏ trái đất, mangan làm tăng sức mạnh, độ cứng và khả năng chịu mài mòn khi hợp kim bằng thép.

Mangan có khả năng kết hợp dễ dàng với lưu huỳnh và oxy, điều này làm cho nó trở nên quan trọng trong việc sản xuất thép. Mang quy tắc để oxy hoá giúp loại bỏ tạp chất oxy, đồng thời cải thiện khả năng làm việc của thép ở nhiệt độ cao bằng cách kết hợp với lưu huỳnh để tạo thành một sulfide nóng chảy cao.

Lịch sử:

Việc sử dụng các hợp chất mangan kéo dài hơn 17.000 năm. Các bức tranh hang động cổ đại, kể cả những bức tranh ở Lascaux France, lấy được màu từ dioxide mangan. Mangan kim loại, tuy nhiên, không bị cô lập cho đến năm 1774 bởi Johan Gottlieb Gahn, ba năm sau khi đồng nghiệp Carl Wilhelm Scheele của ông đã xác định nó như là một yếu tố duy nhất.

Có lẽ sự phát triển lớn nhất của mangan đã đến gần 100 năm sau khi, năm 1860, Sir Henry Bessemer, lấy lời khuyên của Robert Forester Mushet, thêm mangan vào quá trình sản xuất thép để loại bỏ lưu huỳnh và oxy.

Nó làm tăng độ dẻo dai của sản phẩm hoàn thiện, cho phép nó được cán và rèn ở nhiệt độ cao.

Năm 1882, Sir Robert Hadfield đã chế tạo mangan với thép cacbon, tạo ra hợp kim thép đầu tiên, được biết đến như là thép Hadfield.

Sản xuất:

Mangan chủ yếu được sản xuất từ ​​pyrolusite khoáng sản (MnO

2

), trung bình có chứa hơn 50% mangan. _{Để sử dụng trong ngành công nghiệp thép, mangan được xử lý thành các hợp kim của silicomanganese và ferromanganese. Theo Viện Mangan Quốc tế, 11 triệu m3 hợp chất mangan được sản xuất trong năm 2009. Trong đó, silicomangan chiếm 7,4 triệu tấn, và ferromanganese chiếm 4,3 triệu tấn.} Ferromanganese, có chứa mangan 74-82%, được sản xuất và phân loại là cacbon cao (> 1,5% carbon), carbon trung bình (1,1-1,5% carbon) hoặc carbon thấp (<1% carbon ). Cả ba loại này đều được hình thành thông qua quá trình luyện kim mangan dioxit, oxit sắt và than (than cốc) trong vụ nổ hoặc, thường là lò hồ quang điện.Nhiệt lượng cao được cung cấp bởi lò dẫn đến sự giảm carbothermal của ba thành phần, dẫn đến ferromanganese.

Silicomanganese, chứa silicon 65-68%, mangan 14-21% và khoảng 2% carbon được chiết xuất từ ​​xỉ được tạo ra trong quá trình sản xuất ferromanganese carbon cao hoặc trực tiếp từ quặng mangan. Bằng cách luyện kim quặng mangan với than cốc và thạch anh ở nhiệt độ rất cao, oxy được loại bỏ trong khi thạch anh chuyển thành silic, để lại silicomanganese.

Mangan điện phân, với độ tinh khiết 93-98%, được sản xuất bằng cách tráng quặng mangan với axit sulfuric.

Amoniac và hydrogen sulfide sau đó được sử dụng để tủa các tạp chất không mong muốn, bao gồm sắt, nhôm, asen, kẽm, chì, coban và molybden. Các giải pháp tinh khiết sau đó được đưa vào một tế bào điện phân và thông qua một quá trình electrowinning tạo ra một lớp mỏng mangan kim loại trên cathode.

Trung Quốc là nhà sản xuất lớn nhất của quặng mangan, chiếm 22% lượng mangan được khai thác trong năm 2009 và là nhà sản xuất vật liệu mangan tinh chế lớn nhất (ví dụ ferromanganese, silicomanganese và mangan điện phân). Trong năm 2009, Trung Quốc sản xuất 6. 6 triệu tấn hợp kim mangan, khoảng 57% tổng sản lượng toàn cầu, bao gồm 64% sản lượng ferromanganese toàn cầu và hơn 95% sản lượng mangan điện phân toàn cầu.

Ứng dụng:

Khoảng 90% lượng mangan tiêu thụ mỗi năm được sử dụng trong sản xuất thép.

Một phần ba trong số này được sử dụng như là một chất làm giảm lưu huỳnh và khử oxy hóa, với số tiền còn lại được sử dụng làm chất tạo hợp.

Nguồn:

Viện Mangan Quốc tế. www. mangan. org

_{Hiệp hội Thép Thế giới. // www. worldsteel. org}

_{Newton, Joseph.}

_{Giới thiệu về luyện kim.}

_{Ấn bản thứ hai. New York, John Wiley & Sons, Inc. Theo dõi Terence trên Google+}