פרופיל מתכת: מנגן (אלמנט MN)

מנגן הוא מרכיב מפתח בייצור של פלדה . למרות מסווגת כמו מתכת קטין, כמות של מנגן המיוצר ברחבי העולם בכל שנה נופל רק ברזל , אלומיניום , נחושת , ואבץ .

נכסים:

• סמל אטומי: Mn
• מספר אטומי: 25
• אלמנט קטגוריה: מתכת מעבר
• צפיפות: 7.21 g / cm³
• נקודת התכה: 2274.8 ° F (1246 ° C)
• נקודת רתיחה: 3741.8 ° F (2061 ° C)
• קשיותו של מוחמד: 6

מאפיינים:

מנגן הוא מתכת שבירה מאוד, קשה, אפור כסוף.

החלק השני-עשר ביותר בשכבת כדור הארץ, מנגן מגביר את כוחו, קשיותו והתנגדותו ללבוש כאשר מסובכים בפלדה.

זוהי היכולת של מנגן לשלב בקלות עם גופרית וחמצן, מה שהופך אותו קריטי בייצור של פלדה. הנטייה של מנגן לחמצן מסייעת להסיר זיהומים חמצן, תוך שיפור יכולת העבודה של פלדה בטמפרטורות גבוהות על ידי שילוב עם גופרית ליצירת גופרית המסה גבוהה.

הִיסטוֹרִיָה:

השימוש של תרכובות מנגן משתרע בחזרה יותר מ 17,000 שנים. ציורי מערות עתיקים, כולל אלה של Lascaux צרפת, להפיק את צבעם של דו תחמוצת מנגן. המתכת המנגנית, לעומת זאת, לא היתה מבודדת עד 1774 על ידי יוהן גוטליב גאהן, שלוש שנים לאחר שעמיתו קרל וילהלם שילה זיהה אותה כאלמנט ייחודי.

אולי ההתפתחות הגדולה ביותר של מנגן באה כמעט 100 שנים מאוחר יותר, כאשר בשנת 1860, סר הנרי בסמר, בהתייעצו של רוברט פורסטר Mushet, הוסיף מנגן כדי תהליך הייצור שלו פלדה כדי להסיר גופרית וחמצן.

זה הגביר את החוזק של המוצר המוגמר, המאפשר את זה להיות מגולגל מזויף בטמפרטורות גבוהות.

בשנת 1882, סר רוברט Hadfield alloyed מנגן עם פחמן פלדה, לייצר את סגסוגת הפלדה הראשונה אי פעם, אשר כיום ידוע בשם פלדה Hadfield.

הפקה:

מנגן מיוצר בעיקר מ pyrolusite מינרליים (MnO ₂ ), אשר, בממוצע, מכיל יותר מ 50% מנגן.

לשימוש בתעשיית הפלדה, מנגן מעובד לתוך סגסוגות מתכת silicomanganese ו ferromanganese. על פי המכון הבינלאומי מנגן, 11.7 מיליון טון מטרי של סגסוגות מנגן יוצרו בשנת 2009. מזה, silicomanganese היוו 7.4 מיליון טון מטרי, ו ferromanganese היוו 4.3 מיליון טון.

Ferromanganese, המכיל 74-82% מנגן, מיוצר מסווג כמו פחמן גבוהה (> 1.5% פחמן), פחמן בינוני (1.0-1.5% פחמן) או פחמן נמוכה (<1% פחמן). כל שלוש נוצרות באמצעות התכה של דו תחמוצת מנגן, תחמוצת ברזל ופחם (קוקה קולה) בפיצוץ או, לעתים קרובות יותר, תנור חשמלי arc. החום האינטנסיבי המסופק על ידי תנור מוביל הפחתה carbothermal של שלושת המרכיבים, וכתוצאה מכך ferromanganese.

Silicomanganese, המכיל 65-68% סיליקון , 14-21% מנגן ועל פחמן 2% מופק מן סיגים שנוצרו במהלך ייצור פחמן גבוהה של פחמן או ישירות עפרות מנגן. על ידי התכת עפרות מנגן עם קוקאין קוורץ בטמפרטורות גבוהות מאוד, חמצן מוסר בזמן קוורץ ממיר לסיליקון, עוזב silicomanganese.

אלקטרוליטי מנגן, עם purities בין 93-98%, מיוצר על ידי שטיפת עפרות מנגן עם חומצה גופרתית.

אמוניה ומימן גופרתי משמשים לאחר מכן כדי לזרז זיהומים לא רצויים, כולל ברזל, אלומיניום, ארסן, אבץ, עופרת , קובלט , מוליבדן . הפתרון מטוהרים מוזן אז לתוך תא אלקטרוליטי דרך תהליך electrowinning יוצר שכבה דקה של מתכת מנגן על הקתודה.

סין היא גם המפיק הגדול ביותר של עפרות מנגן, חשבונאות עבור כ 22% של מנגן ממוקש בשנת 2009 ואת המפיק הגדול ביותר של חומרים מזוקקים מנגן (כלומר ferromanganese, silicomanganese ו אלקטרוליטי מנגן). בשנת 2009, סין מיוצר 6.6 מיליון טון מטרי של סגסוגות מנגן, כ 57% מכלל הייצור העולמי, שכלל 64% של ייצור פרומנגנזה העולמי יותר מ 95% של ייצור מנגן אלקטרוליטי העולמי.

יישומים:

כ 90 אחוז של כל מנגן נצרך מדי שנה משמש בייצור של פלדה .

שליש זה משמש desulpherizer ו de-oxidizer, עם הסכום הנותר משמש כסוכן נתוך.

_{מקורות:}

_{מכון מנגן הבינלאומי. www.manganese.org}

_{התאחדות הפלדה העולמית. http://www.worldsteel.org}

_{ניוטון, יוסף. מבוא למטלורגיה. מהדורה שנייה. ניו יורק, ג'ון ויילי ובניו בע"מ}

עקוב אחר Terence ב- Google+