Mangan je ključna komponenta u proizvodnji željezo. Iako je klasificiran kao manji metal, količina mangana proizvedenog u svijetu svake godine zaostaje samo željezo, aluminijum, bakar, i cinkov.
Svojstva
- Atomski simbol: Mn
- Atomski broj: 25
- Kategorija elemenata: Prijelazni metal
- Gustoća: 7,21 g / cm³
- Talište: 2274.8°F (1246.)°C)
- Vrelište: 3741.8° F (2061.) °C)
- Mohsova tvrdoća: 6
Karakteristike
Mangan je izuzetno krhki i tvrdi, srebrnasto sivi metal. Dvanaesti najbogatiji element u zemljinoj kori, mangan povećava čvrstoću, tvrdoću i otpornost na habanje kada je legiran u čeliku.
Manganova sposobnost da se lako kombinira sa sumporom i kisikom, što ga čini kritičnim u proizvodnji čelika. Magnezijeva sklonost oksidaciji pomaže uklanjanju nečistoća kisika, a također poboljšava obradivost čelika pri visokim temperaturama kombinirajući sa sumporom kako bi tvorio sumpor visokog tališta.
Povijest
Primjena manganovih spojeva proteže se više od 17.000 godina. Drevne pećinske slike, uključujući one u Lascauxu u Francuskoj, dobivaju svoju boju iz manganovog dioksida. Mangan, međutim, metal izolirao je Johan Gottlieb Gahn do 1774., tri godine nakon što ga je njegov kolega Carl Wilhelm Scheele identificirao kao jedinstven element.
Možda najveći razvoj mangana dogodio se gotovo 100 godina kasnije kada je 1860. sir Henry Bessemer, uzimajući savjet Roberta Forestera Musheta, dodao je mangan u svom procesu proizvodnje čelika za uklanjanje sumpora i kisik. Povećao je poslušnost gotovog proizvoda, omogućujući mu valjanje i kovanje na visokim temperaturama.
1882. sir Robert Hadfield legirao je mangan s ugljičnim čelikom, proizvodeći prvi čelik ikada legura, koja je danas poznata kao Hadfield čelik.
Proizvodnja
Mangan se primarno proizvodi iz mineralnog piroluzita (MnO)2), koja u prosjeku sadrži više od 50% mangana. Za upotrebu u industriji čelika, mangan se prerađuje u metalne legure silikongana i feromangana.
Feromangan, koji sadrži 74-82% mangana, proizvodi se i klasificira kao visoko ugljik (> 1,5% ugljika), srednji ugljik (1,0-1,5% ugljika) ili nisko ugljik (<1% ugljika). Sva tri nastaju topljenjem manganovog dioksida, željeznog oksida i ugljena (koksa) u eksploziji ili, češće, električnom lučnom peći. Intenzivna toplina koju daje peć dovodi do karbotermalne redukcije tri sastojka, što rezultira feromanganom.
Silikoomangan koji sadrži 65-68% silicij, 14-21% mangana i oko 2% ugljika izvlači se iz šljake stvorene tijekom proizvodnje visoko ugljikovog feromangana ili izravno iz manganove rude. Topljenjem manganove rude s koksom i kvarcem na vrlo visokim temperaturama uklanja se kisik dok se kvarc pretvara u silicij, ostavljajući silikongana.
Elektrolitički mangan, čistoće između 93-98%, proizvodi se ispiranjem manganove rude sumpornom kiselinom. Amonijak i hidrogen sulfid tada se koriste za taloženje neželjenih nečistoća, uključujući željezo, aluminij, arsen, cink, voditi, kobalt, i molibden. Pročišćena otopina se zatim dovodi u elektrolitičku ćeliju i postupkom elektrotehnikovanja stvara se tanki sloj metala mangana na katodi.
Kina je ujedno i najveći proizvođač manganove rude i najveći proizvođač rafiniranih materijala od mangana (tj. Feromangana, silikongana i elektrolitičkog mangana).
Prijave
Otprilike 90 posto ukupnog konzumiranja mangana godišnje koristi se u mlijeku proizvodnja čelika. Trećina toga se koristi kao desulferizator i de-oksidant, a preostala količina koristi se kao legirno sredstvo.
izvori:
Međunarodni manganski institut. www.manganese.org
Svjetska udruga čelika.http://www.worldsteel.org
Newton, Joseph. Uvod u metalurgiju. Drugo izdanje. New York, John Wiley & Sons, Inc.