Mangan je ključni sestavni del proizvodnje jeklo. Čeprav je količina mangana, ki se proizvede po vsem svetu, vsako leto zaostala le za kovino železo, aluminij, baker, in cink.
Lastnosti
- Atomski simbol: Mn
- Atomska številka: 25
- Kategorija elementov: Prehodna kovina
- Gostota: 7,21 g / cm³
- Tališče: 2274.8°F (1246)°C)
- Vrelišče: 3741.8° F (2061) °C)
- Mohsova trdota: 6
Značilnosti
Mangan je izjemno krhka in trda, srebrno siva kovina. Dvanajsti najpogostejši element v zemeljski skorji, mangan, ko je legiran v jeklu, poveča trdnost, trdoto in odpornost proti obrabi.
Zaradi sposobnosti Mangana se zlahka kombinira z žveplom in kisikom, zaradi česar je ključnega pomena pri proizvodnji jekla. Manganijeva oksidacija pomaga odstraniti nečistoče kisika, hkrati pa izboljšuje obdelovanje jekla pri visokih temperaturah s kombiniranjem z žveplom in tvori visoko talilni sulfid.
Zgodovina
Uporaba manganovih spojin sega več kot 17.000 let. Starodavne jamske slike, vključno s tistimi iz Lascaux-a v Franciji, barvo izhajajo iz manganovega dioksida. Mangansko kovino pa Johan Gottlieb Gahn ni izoliral šele leta 1774, tri leta potem, ko ga je njegov kolega Carl Wilhelm Scheele opredelil kot edinstven element.
Morda se je največji razvoj mangana zgodil skoraj 100 let kasneje, ko je leta 1860 sir Henry Bessemer, je po nasvetu Roberta Foresterja Musheta dodal mangan v postopek proizvodnje jekla za odstranjevanje žvepla in kisik. Povečala je kovnost končnega izdelka, ki omogoča valjanje in kovanje pri visokih temperaturah.
Leta 1882 je sir Robert Hadfield zlitine mangana z ogljikovim jeklom, kar je proizvedlo prvo jeklo v zgodovini zlitina, ki je danes znano kot Hadfield jeklo.
Proizvodnja
Mangan nastane predvsem iz minerala pirolusita (MnO)2), ki v povprečju vsebuje več kot 50% mangana. Mangan se za uporabo v jeklarski industriji predela v kovinske zlitine silikomangana in feromangana.
Feromangan, ki vsebuje 74-82% mangana, se proizvaja in uvršča med visoko ogljik (> 1,5% ogljika), srednje ogljik (1,0-1,5% ogljika) ali nizkoogljični (<1% ogljika). Vse tri nastanejo skozi taljenje manganovega dioksida, železovega oksida in premoga (koksa) v plavžu ali, pogosteje, v električni obločni peči. Intenzivna toplota, ki jo zagotavlja peč, vodi do karbotermalnega zmanjšanja treh sestavin, kar ima za posledico feromangana.
Silikomangan, ki vsebuje 65-68% silicij, 14-21% mangana in približno 2% ogljika se pridobiva iz žlindre, ustvarjene med proizvodnjo visoko ogljikovega feromangana, ali neposredno iz manganove rude. Z taljenjem manganove rude s koksom in kremenom pri zelo visokih temperaturah se kisik odstrani, medtem ko se kremen pretvori v silicij, pri čemer ostane silikomangan.
Elektrolitični mangan s čistostjo med 93-98% se proizvaja z izpiranjem manganove rude z žveplovo kislino. Amonijak in vodikov sulfid se nato uporabita za oboritev neželenih nečistoč, vključno z železom, aluminijem, arzenom, cinkom, svinca, kobalt, in molibden. Očiščena raztopina se nato dovaja v elektrolitno celico in skozi postopek elektrotehničnega ustvarjanja na katodi ustvari tanko plast manganove kovine.
Kitajska je hkrati največji proizvajalec manganove rude in največji proizvajalec rafiniranih manganovih materialov (tj. Feromangana, silikomangana in elektrolitičnega mangana).
Prijave
Približno 90 odstotkov vsega porabljenega mangana vsako leto porabi v proizvodnja jekla. Tretjina tega se uporablja kot desulferizator in deoksidizator, preostala količina pa se uporablja kot legirno sredstvo.
Viri:
Mednarodni inštitut za mangan. www.manganese.org
Svetovno združenje jekla.http://www.worldsteel.org
Newton, Joseph. Uvod v metalurgijo. Druga izdaja. New York, John Wiley & Sons, Inc.