Il manganese è un componente chiave nella produzione di acciaio . Sebbene classificato come metallo minore, la quantità di manganese prodotta in tutto il mondo ogni anno si riduce solo al ferro , all'alluminio , al rame e allo zinco .
Proprietà:
- Simbolo atomico: Mn
- Numero atomico: 25
- Elemento Categoria: Transition Metal
- Densità: 7,21 g / cm³
- Punto di fusione: 2274,8 ° F (1246 ° C)
- Punto di ebollizione: 3741,8 ° F (2061 ° C)
- Durezza Mohs: 6
caratteristiche:
Il manganese è un metallo estremamente fragile e duro, grigio-argenteo.
Il dodicesimo elemento più abbondante nella crosta terrestre, il manganese aumenta la resistenza, la durezza e la resistenza all'usura quando viene legato in acciaio.
È la capacità del Manganese di combinarsi facilmente con lo zolfo e l'ossigeno, che lo rende fondamentale nella produzione di acciaio. La propensione all'ossidazione del manganese aiuta a rimuovere le impurità dell'ossigeno, migliorando allo stesso tempo la lavorabilità dell'acciaio alle alte temperature combinandosi con lo zolfo per formare un solfuro di fusione elevato.
Storia:
L'uso di composti di manganese risale a oltre 17.000 anni. Antiche pitture rupestri, tra cui quelle di Lascaux Francia, derivano il loro colore dal biossido di manganese. Il metallo manganese, tuttavia, non fu isolato fino al 1774 da Johan Gottlieb Gahn, tre anni dopo che il suo collega Carl Wilhelm Scheele l'aveva identificato come un elemento unico.
Forse il più grande sviluppo per il manganese arrivò quasi 100 anni dopo quando, nel 1860, Sir Henry Bessemer, prendendo il consiglio di Robert Forester Mushet, aggiunse manganese al suo processo di produzione di acciaio per rimuovere lo zolfo e l'ossigeno.
Ha aumentato la malleabilità del prodotto finito, permettendo di essere laminato e forgiato a temperature elevate.
Nel 1882, Sir Robert Hadfield legò manganese con acciaio al carbonio, producendo la prima lega d' acciaio, che ora è conosciuta come acciaio Hadfield.
Produzione:
Il manganese è prodotto principalmente dalla pirolusite minerale (MnO 2 ), che in media contiene più del 50% di manganese.
Per l'utilizzo nell'industria siderurgica, il manganese viene lavorato nelle leghe di metallo silicomanganese e ferromanganese. Secondo l'International Manganese Institute, nel 2009 sono stati prodotti 11,7 milioni di tonnellate di leghe di manganese. Di questi, il silicomanganese ha rappresentato 7,4 milioni di tonnellate e il ferromanganese ha rappresentato 4,3 milioni di tonnellate.
Il ferromanganese, che contiene il 74-82% di manganese, è prodotto e classificato come ad alto tenore di carbonio (> 1,5% di carbonio), a medio tenore di carbonio (1,0-1,5% di carbonio) oa basso tenore di carbonio (<1% di carbonio). Tutti e tre sono formati attraverso la fusione di biossido di manganese, ossido di ferro e carbone (coca cola) in un'esplosione o, più spesso, un forno elettrico ad arco. Il calore intenso fornito dal forno porta ad una riduzione carbotermica dei tre ingredienti, con conseguente ferromanganese.
Il silicomanganese, che contiene il 65-68% di silicio , il 14-21% di manganese e circa il 2% di carbonio, viene estratto dalle scorie create durante la produzione di ferromanganese ad alto contenuto di carbonio o direttamente dal minerale di manganese. Dalla fusione del minerale di manganese con coca cola e quarzo a temperature molto elevate, l'ossigeno viene rimosso mentre il quarzo si converte in silicio, lasciando silicomanganese.
Il manganese elettrolitico, con una purezza compresa tra il 93-98%, è prodotto dalla lisciviazione di minerale di manganese con acido solforico.
L'ammoniaca e l'idrogeno solforato vengono quindi utilizzati per precipitare impurità indesiderate, tra cui ferro, alluminio, arsenico, zinco, piombo , cobalto e molibdeno . La soluzione purificata viene quindi immessa in una cella elettrolitica e attraverso un processo di elettro-estrazione crea un sottile strato di metallo di manganese sul catodo.
La Cina è il più grande produttore di minerale di manganese, che rappresenta circa il 22% del manganese estratto nel 2009 e il più grande produttore di materiali di manganese raffinato (ad esempio ferromanganese, silicomanganese e manganese elettrolitico). Nel 2009, la Cina ha prodotto 6,6 milioni di tonnellate di leghe di manganese, circa il 57% della produzione globale totale, che comprendeva il 64% della produzione globale di ferromanganese e oltre il 95% della produzione globale di manganese elettrolitico.
applicazioni:
Circa il 90 percento di tutto il manganese consumato ogni anno viene utilizzato nella produzione di acciaio .
Un terzo di questo viene utilizzato come desolforatore e disossidatore, con la quantità rimanente utilizzata come agente legante.
fonti:
L'istituto internazionale del manganese. www.manganese.org
La World Steel Association. http://www.worldsteel.org
Newton, Joseph. Un'introduzione alla metallurgia. Seconda edizione. New York, John Wiley & Sons, Inc.
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