Mangaan is een belangrijk onderdeel van de productie van staal . Hoewel geclassificeerd als een klein metaal, daalt de hoeveelheid wereldwijd geproduceerd mangaan per jaar alleen achter ijzer , aluminium , koper en zink .
eigenschappen:
- Atoom symbool: Mn
- Atoomnummer: 25
- Elementcategorie: Transition Metal
- 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 wanneer het gelegeerd is in staal.
Het is Mangaan's vermogen om gemakkelijk te combineren met zwavel en zuurstof, wat het kritisch maakt bij de productie van staal. De neiging van mangaan om te oxideren helpt zuurstofverontreinigingen te verwijderen, terwijl ook de verwerkbaarheid van staal bij hoge temperaturen wordt verbeterd door te combineren met zwavel om een hoogsmeltende sulfide te vormen.
Geschiedenis:
Het gebruik van mangaanverbindingen rekt meer dan 17.000 jaar terug. Oude grotschilderingen, waaronder die in Lascaux, ontlenen hun kleur aan mangaandioxide. Mangaanmetaal werd echter pas in 1774 geïsoleerd door Johan Gottlieb Gahn, 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, in 1860, Sir Henry Bessemer, op advies van Robert Forester Mushet, mangaan aan zijn staalproductieproces toevoegde om zwavel en zuurstof te verwijderen.
Het verhoogde de smeedbaarheid van het eindproduct, waardoor het bij hoge temperaturen kan worden gerold en gesmeed.
In 1882 legde Sir Robert Hadfield mangaan vast met koolstofstaal, waarmee hij de eerste legering van staal produceerde, die nu bekend staat als Hadfield-staal.
Productie:
Mangaan wordt voornamelijk geproduceerd uit het minerale pyrolusiet (MnO 2 ), dat gemiddeld meer dan 50% mangaan bevat.
Voor gebruik in de staalindustrie wordt mangaan verwerkt tot de metaallegeringen silicomangaan en ferromangaan. Volgens het International Manganese Institute werd in 2009 11,7 miljoen ton mangaanlegeringen gefabriceerd. Daarvan was silicomangaan goed voor 7,4 miljoen metrische ton en ferromangaan goed voor 4,3 miljoen metrische ton.
Ferromangaan, dat 74-82% mangaan bevat, wordt geproduceerd en geclassificeerd als hoog koolstof (> 1,5% koolstof), medium koolstof (1,0-1,5% koolstof) of laag koolstofgehalte (<1% koolstof). Alle drie worden gevormd door het smelten van mangaandioxide, ijzeroxide en kool (cokes) in een explosie of, vaker, een vlamboogoven. De intense hitte van de oven leidt tot een carbothermische reductie van de drie ingrediënten, wat resulteert in ferromangaan.
Silicomangaan, dat 65-68% silicium , 14-21% mangaan en ongeveer 2% koolstof bevat, wordt geëxtraheerd uit de slak die wordt gevormd tijdens de productie van ferromanganen met hoog koolstofgehalte of direct uit mangaanerts. Door mangaanerts te smelten met cokes en kwarts bij zeer hoge temperaturen, wordt de zuurstof verwijderd terwijl kwarts wordt omgezet in silicium, waardoor silicomangaan achterblijft.
Elektrolytisch mangaan, met een zuiverheid tussen 93-98%, wordt vervaardigd door uitloging van mangaanerts met zwavelzuur.
Ammoniak en waterstofsulfide worden vervolgens gebruikt om ongewenste onzuiverheden te precipiteren, waaronder ijzer, aluminium, arsenicum, zink, lood , kobalt en molybdeen . De gezuiverde oplossing wordt vervolgens in een elektrolytische cel gebracht en door middel van een elektrowinningproces wordt een dunne laag mangaanmetaal op de kathode gevormd.
China is zowel de grootste producent van mangaanerts, goed voor ongeveer 22% van het mangaan ontgonnen in 2009 en de grootste producent van geraffineerde mangaanmaterialen (dwz ferromangaan, silicomangaan en elektrolytisch mangaan). In 2009 produceerde China 6,6 miljoen metrische ton mangaanlegeringen, ongeveer 57% van de totale wereldwijde productie, waaronder 64% van de wereldwijde ferromangaanproductie en meer dan 95% van de wereldwijde productie van elektrolytisch mangaan.
toepassingen:
Ongeveer 90 procent van alle mangaan die elk jaar wordt geconsumeerd, wordt gebruikt bij de productie van staal .
Een derde hiervan wordt gebruikt als desulfatherings- en de-oxidatiemiddel, waarbij de resterende hoeveelheid wordt gebruikt als een legeringsmiddel.
bronnen:
Het International Manganese Institute. www.manganese.org
De World Steel Association. http://www.worldsteel.org
Newton, Joseph. Een inleiding tot de metallurgie. Tweede druk. New York, John Wiley & Sons, Inc.
Volg Terence op Google+