Metaal Profiel: Mangaan (MN Element)

Mangaan is een belangrijk onderdeel bij de productie van staal. Alhoewel het jaarlijks geproduceerd wordt, valt de hoeveelheid wereldwijd geproduceerd mangaan per jaar achter alleen ijzer, aluminium, koper en zink.

Eigenschappen:

• Atoomgetal: Mn
• Atoomgetal: 25
• Element Categorie: Overgangsmetaal
• Dichtheid: 7. 21 g / cm³
• Smeltpunt: 2274. 8 ° F (1246 ° C)
• Kookpunt: 3741. 8 ° F (2061 ° C)
• Mohs Hardheid: 6

Kenmerken:

Mangaan is een extreem bros en hard, zilvergrijs metaal.

Het twaalfde meest voorkomende element in de aardkorst, mangaan, verhoogt sterkte, hardheid en slijtvastheid bij gelegeerd in staal.

Het is het vermogen van Mangaan om gemakkelijk te combineren met zwavel en zuurstof, waardoor het cruciaal is bij de productie van staal. De oxidatie van mangaan helpt bij het verwijderen van zuurstofverontreinigingen, terwijl ook de werkbaarheid van staal bij hoge temperaturen wordt verbeterd door te combineren met zwavel om een ​​hoge smeltende sulfide te vormen.

Geschiedenis:

Het gebruik van mangaanverbindingen strekt zich uit over meer dan 17.000 jaar. Oude grotschilderingen, waaronder die in Lascaux Frankrijk, ontleiden hun kleur uit mangaandioxide. Mangaanmetaal werd echter niet tot 1774 door Johan Gottlieb Gahn geïsoleerd, drie jaar nadat zijn collega Carl Wilhelm Scheele het als een uniek element had geïdentificeerd.

Misschien kwam de grootste ontwikkeling voor mangaan bijna 100 jaar later, toen Sir Henry Bessemer, in advies van Robert Forester Mushet, in 1860 mangaan voegde bij zijn staalproductieproces om zwavel en zuurstof te verwijderen.

Het verhoogde de smeerkracht van het eindproduct, waardoor het op hoge temperaturen kan worden gerold en gesmeed.

In 1882 leidde Sir Robert Hadfield mangaan met koolstofstaal, die de eerste ooit stalen legering produceerde, die nu bekend staat als Hadfield staal.

Productie:

Mangaan wordt voornamelijk geproduceerd uit de minerale pyrolusiet (MnO ₂ ), die gemiddeld meer dan 50% mangaan bevat.

Voor gebruik in de staalindustrie wordt mangaan verwerkt in de metaallegeringen silicomanganese en ferromanganese. Volgens het International Manganese Institute werden in 2009 7,8 miljoen ton mangaanlegeringen vervaardigd. Hiervan bedroeg silicomanganese 7,4 miljoen ton, en ferromanganese bedroeg 4,3 miljoen ton.

Ferromanganese, die 74-82% mangaan bevat, wordt geproduceerd en geclassificeerd als hoog koolstof (> 1, 5% koolstof), medium koolstof (1, 0-1, 5% koolstof) of laag koolstof (<1% koolstof ). Al drie worden gevormd door het smelten van mangaandioxide, ijzeroxide en kolen (coke) in een explosie of, vaak, een elektrische boogoven.De intense hitte die door de oven wordt geleverd, leidt tot een carbotermische reductie van de drie ingrediënten, wat resulteert in ferromanganese.

Silicomanganese, die 65-68% silicium, 14-21% mangaan en ongeveer 2% koolstof bevat, wordt geëxtraheerd uit de slak die is gecreëerd tijdens de ferromanganese productie met hoge koolstof of direct uit mangaanerts. Door mangaanerts te smelten met cola en kwarts bij zeer hoge temperaturen, wordt de zuurstof verwijderd, terwijl de quartz omzetten naar silicium, waardoor silicomanganese wordt verlaten.

Elektrolytische mangaan, met een zuiverheid tussen 93-98%, wordt vervaardigd door het legen van mangaanerts met zwavelzuur.

Ammoniak en waterstofsulfide worden dan gebruikt om ongewenste onzuiverheden, met inbegrip van ijzer, aluminium, arseen, zink, lood, kobalt en molybdeen, te precipiteren. De gezuiverde oplossing wordt dan in een elektrolytische cel gevoed en door een electrowinningproces wordt een dunne laag mangaanmetaal op de kathode gevormd.

China is zowel de grootste producent van mangaanerts, goed voor ongeveer 22% van de mangaan die in 2009 is gegenereerd en de grootste producent van geraffineerde mangaanmaterialen (zoals ferromanganese, silicomanganese en elektrolytische mangaan). In 2009 produceerde China 6,6 miljoen ton mangaanlegeringen, ongeveer 57% van de totale wereldwijde productie, waaronder 64% van de wereldwijde ferromanganese productie en meer dan 95% van de wereldwijde elektrolytische mangaanproductie.

Toepassingen:

Per jaar wordt ongeveer 90 procent van alle mangaan gebruikt, die bij de productie van staal wordt gebruikt.

Een derde hiervan wordt gebruikt als desulpherizer en ontoxider, waarbij de resterende hoeveelheid wordt gebruikt als legeringsmiddel.

_Bronnen:

_{Het International Manganese Institute. www. mangaan. org}

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

_{Newton, Joseph. Een Inleiding tot Metallurgie. Tweede uitgave. New York, John Wiley & Sons, Inc.}

Volg Terence op Google+