Metallprofil: Mangan (MN Element)

Mangan er en sentral komponent i produksjon av stål. Selv om det er klassifisert som et mindre metall, faller mengden mangan produsert over hele verden hvert år bak bare jern, aluminium, kobber og sink.

Egenskaper:

• Atomisk Symbol: Mn
• Atomisk Antall: 25
• Element Kategori: Overgangsmetall
• Tetthet: 7. 21 g / cm³
• Smeltepunkt: 2274. 8 ° F (1246 ° C)
• Kokepunkt: 3741. 8 ° F (2061 ° C) Mohs Hardness: 6

Kjennetegn:

Mangan er et ekstremt sprø og hardt, sølvfarget metall.

Det tolvte rikeste elementet 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, noe som gjør det avgjørende for produksjonen av stål. Mangans evne til å oksidere bidrar til å fjerne oksygenforurensninger, samtidig som man forbedrer bearbeidbarheten av stål ved høye temperaturer ved å kombinere med svovel for å danne et høyt smeltende sulfid.

Historie:

Bruken av manganforbindelser strekker seg tilbake mer enn 17 000 år. Gamle grotte malerier, inkludert de i Lascaux Frankrike, utlede fargen fra mangandioxid. Manganmetall ble imidlertid ikke isolert til 1774 av Johan Gottlieb Gahn, tre år etter at kollegaen Carl Wilhelm Scheele hadde identifisert det som et unikt element.

Kanskje den største utviklingen for mangan kom nesten 100 år senere da Sir Henry Bessemer, i råd med Robert Forester Mushet, i 1860 la til mangan til sin stålproduksjonsprosess for å fjerne svovel og oksygen.

Det økte formbarheten til ferdigproduktet, slik at det kan rulles og smides ved høye temperaturer.

I 1882 legerte Sir Robert Hadfield mangan med karbonstål, og produserte den første steinlegeringen, som nå er kjent som Hadfield-stål.

Produksjon:

Mangan produseres primært fra mineral pyrolusitt (MnO

2 _{), som i gjennomsnitt inneholder mer enn 50% mangan.} For bruk i stålindustrien blir mangan behandlet til metalllegeringene silomanganese og ferromanganese. Ifølge International Mangan Institute ble det produsert 11,7 millioner metriske tonn mangan legeringer i 2009. Av dette utgjorde silikomanganese 7,4 millioner tonn, og ferromanganese utgjorde 4,3 millioner tonn.

Ferromanganese, som inneholder 74-82% mangan, produseres og klassifiseres som høyt karbon (> 1,5% karbon), mediumkarbon (1-0-1,5% karbon) eller lavt karbon (<1% karbon ). Alle tre dannes ved smelting av mangandioxid, jernoksid og kull (koks) i en blast eller oftere en lysbueovn.Den intense varmen fra ovnen fører til en karbotermisk reduksjon av de tre ingrediensene, noe som resulterer i ferromanganese.

Silikomanganese, som inneholder 65-68% silisium, 14-21% mangan og ca 2% karbon, blir ekstrahert fra slaggen opprettet under høy karbon ferromanganeseproduksjon eller direkte fra manganmalm. Ved å smelte manganmalm med koks og kvarts ved svært høye temperaturer, blir oksygen fjernet mens kvarts omdannes til silisium, og etterlater silomanganese.

Elektrolytisk mangan, med renheter mellom 93-98%, fremstilles ved utlakning av manganmalm med svovelsyre.

Ammoniak og hydrogensulfid brukes deretter til å utfelle uønskede urenheter, inkludert jern, aluminium, arsen, sink, bly, kobolt og molybden. Den rensede oppløsningen blir så matet inn i en elektrolytisk celle, og gjennom en elektrovinningsprosess oppretter et tynt lag av manganmetall på katoden.

Kina er både den største produsenten av manganmalm, som tegner seg for ca 22% av manganet som ble utvinnet i 2009, og den største produsenten av raffinerte manganmaterialer (f.eks. Ferromanganese, silomanganese og elektrolytisk mangan). I 2009 produserte Kina 6,6 millioner tonn mangan legeringer, ca 57% av den totale globale produksjonen, som omfattet 64% av verdens ferromanganeseproduksjon og over 95% av den globale elektrolytiske manganproduksjonen.

Applikasjoner:

Om lag 90 prosent av all mangan som forbrukes hvert år brukes til produksjon av stål.

En tredjedel av dette benyttes som en desulpherizer og deoxideringsmiddel, med den gjenværende mengde som et legeringsmiddel.

Kilder:

_{Det internasjonale manganinstituttet. www. mangan. org}

_{World Steel Association. // www. worldsteel. org}

_{Newton, Joseph.}

_{En introduksjon til metallurgi. Andre utgave. New York, John Wiley & Sons, Inc. Følg Terence på Google+}