Metallprofil: Mangan (MN Element)

Strategic Metal Investments Ltd.

Mangan er en nøkkelkomponent i produksjonen av stål . Selv om det er klassifisert som et mindre metall, faller mengden mangan som produseres over hele verden hvert år bare tilbake jern , aluminium , kobber , og sink .

Eiendommer

• Atomsymbol: Mn
• Atomnummer: 25
• Elementkategori: Overgangsmetall
• Tetthet: 7,21 g/cm³
• Smeltepunkt: 2274,8 ° F (1246 ° C)
• Kokepunkt: 3741,8 ° F (2061 ° C)
• Mohs hardhet: 6

Kjennetegn

Mangan er et ekstremt sprøtt og hardt, sølvgrå metall. Det tolvte mest tallrike grunnstoffet i jordskorpen, mangan øker styrke, hardhet og slitestyrke når det legeres i stål.

Det er mangans evne til lett å kombinere med svovel og oksygen, som gjør det kritisk i produksjonen av stål. Mangans tilbøyelighet til å oksidere bidrar til å fjerne oksygenforurensninger, samtidig som den forbedrer bearbeidbarheten til stål ved høye temperaturer ved å kombinere med svovel for å danne et høytsmeltende sulfid.

Historie

Bruken av manganforbindelser strekker seg mer enn 17 000 år tilbake i tid. Gamle hulemalerier, inkludert de i Lascaux Frankrike, henter fargen fra mangandioksid. Manganmetall ble imidlertid ikke isolert før i 1774 av Johan Gottlieb Gahn, tre år etter at hans kollega Carl Wilhelm Scheele hadde identifisert det som et unikt element.

Den kanskje største utviklingen for mangan kom nesten 100 år senere da Sir Henry Bessemer i 1860, etter råd fra Robert Forester Mushet, tilsatte mangan til sin stålproduksjonsprosess for å fjerne svovel og oksygen. Det økte formbarhet av det ferdige produktet, slik at det kan rulles og smides ved høye temperaturer.

I 1882 legerte Sir Robert Hadfield mangan med karbonstål, og produserte det første stålet noensinne legering , som nå er kjent som Hadfield stål.

Produksjon

Mangan produseres hovedsakelig av mineralet pyrolusitt (MnO_to), som i gjennomsnitt inneholder mer enn 50 % mangan. For bruk i stålindustrien blir mangan bearbeidet til metallegeringene silikonmangan og ferromangan.

Ferromangan, som inneholder 74-82 % mangan, produseres og klassifiseres som høykarbon (>1,5 % karbon), middels karbon (1,0-1,5 % karbon) eller lavkarbon (<1% carbon). All three are formed through the smelting of manganese dioxide, iron oxide and coal (coke) in a blast or, more often, an electric arc furnace. The intense heat provided by the furnace leads to a carbothermal reduction of the three ingredients, resulting in ferromanganese.

Silikonmangan, som inneholder 65-68% silisium , 14-21 % mangan og ca. 2 % karbon ekstraheres fra slagget som dannes under ferromanganproduksjon med høy karbon eller direkte fra manganmalm. Ved å smelte manganmalm med koks og kvarts ved svært høye temperaturer fjernes oksygenet mens kvarts omdannes til silisium og etterlater silikonmangan.

Elektrolytisk mangan, med renheter mellom 93-98 %, produseres ved å utvaske manganmalm med svovelsyre. Ammoniakk og hydrogensulfid brukes deretter til å utfelle uønskede urenheter, inkludert jern, aluminium, arsen, sink, lede , kobolt , og molybden . Den rensede løsningen mates deretter inn i en elektrolysecelle og skaper gjennom en elektrovinnende prosess et tynt lag av manganmetall på katoden.

Kina er både den største produsenten av manganmalm og den største produsenten av raffinerte manganmaterialer (dvs. ferromangan, silikonmangan og elektrolytisk mangan).

applikasjoner

Omtrent 90 prosent av all mangan som forbrukes hvert år brukes i produksjon av stål . En tredjedel av dette brukes som avsvovlingsmiddel og deoksideringsmiddel, mens den resterende mengden brukes som legeringsmiddel.

Kilder:

Det internasjonale manganinstituttet. www.manganese.org

World Steel Association. http://www.worldsteel.org

Newton, Joseph. En introduksjon til metallurgi. Andre utgave. New York, John Wiley & Sons, Inc.