Manganez çelik üretiminde önemli bir bileşendir. Küçük bir metal olarak sınıflandırılmasına rağmen, her yıl dünya çapında üretilen manganez miktarı sadece demir , alüminyum , bakır ve çinkonun gerisinde kalmaktadır .
Özellikleri:
- Atomik sembolü: mn
- Atom Numarası: 25
- Eleman Kategorisi: Geçiş Metal
- Yoğunluk: 7.21 g / cm³
- Erime Noktası: 2274.8 ° F (1246 ° C)
- Kaynama Noktası: 3741,8 ° F (2061 ° C)
- Mohs Sertliği: 6
Özellikleri:
Manganez, son derece kırılgan ve sert, gümüşi gri bir metaldir.
Yerkabuğundaki oniki en bol element olan manganez, çeliğe alaşımı olanlarda mukavemet, sertlik ve aşınma direncini arttırır.
Manganez'in, kükürt ve oksijen ile kolayca birleştirme kabiliyetidir, bu da çelik üretiminde kritik öneme sahiptir. Manganezin oksitlenmeye yatkınlığı, oksijen safsızlıklarının giderilmesine yardımcı olurken, aynı zamanda yüksek erime noktalı sülfür oluşturmak üzere sülfür ile birleştirerek yüksek sıcaklıklarda çeliğin işlenebilirliğini arttırır.
Tarihçe:
Manganez bileşiklerinin kullanımı 17.000 yıldan fazla geriye uzanır. Lascaux Fransa'dakiler de dahil olmak üzere antik mağara resimleri, renklerini manganez dioksitten türetmektedir. Ancak manganez metali, Johan Gottlieb Gahn tarafından 1774 yılına kadar izole edilmedi, üç yıl sonra meslektaşı Carl Wilhelm Scheele bunu benzersiz bir unsur olarak tanımladı.
Manganez için belki de en büyük gelişme yaklaşık 100 yıl sonra, 1860 yılında, Robert Forester Mushet'in tavsiyesi üzerine Sir Henry Bessemer, kükürt ve oksijeni çıkarmak için çelik üretim sürecine mangan eklediğinde ortaya çıktı.
Bitmiş ürünün işlenebilirliğini arttırdı ve yüksek sıcaklıklarda yuvarlanmasını ve dövülmesini sağladı.
1882'de Sir Robert Hadfield, şu anda Hadfield çeliği olarak bilinen ilk çelik alaşımını üreten manganlı karbon çeliğiyle alaşımı yaptı .
Üretim:
Manganez esas olarak, ortalama olarak% 50'den fazla manganez içeren mineral pirolüzitten (MnO 2 ) üretilir.
Çelik endüstrisinde kullanım için, manganez metal alaşımları silikomangan ve ferromanganese işlenir. Uluslararası Mangan Enstitüsü'ne göre 2009 yılında 11.7 milyon mt manganlı alaşım üretildi. Bunlardan silikomangan, 7.4 milyon mt, ferromanganez ise 4,3 milyon mt seviyesinde gerçekleşti.
% 74-82 manganez içeren ferromanganez, yüksek karbon (>% 1.5 karbon), orta karbon (% 1.0-1.5 karbon) veya düşük karbon (<% 1 karbon) olarak üretilir ve sınıflandırılır. Her üçü de bir patlamada manganez dioksit, demir oksit ve kömürün (kok) veya daha sık olarak bir elektrik ark fırınının eritilmesiyle oluşur. Fırın tarafından sağlanan yoğun ısı, üç bileşenin karbotermal bir indirgenmesine yol açarak ferromanganez ile sonuçlanır.
Yüksek karbon ferromanganez üretiminde veya doğrudan manganez cevherinden oluşan cüruftan% 65-68 silikon ,% 14-21 oranında manganez ve yaklaşık% 2 karbon içeren silikomanganez elde edilir. Çok yüksek sıcaklıklarda manganez cevheri kok kömürü ve kuartz ile eritilerek, kuartz silisyumdan ayrılarak silika, silisyum haline getirilir.
% 93-98 arası saflıkta elektrolitik manganez, manganez cevherinin sülfürik asitle yıkanmasıyla üretilir.
Amonyak ve hidrojen sülfür daha sonra demir, alüminyum, arsenik, çinko, kurşun , kobalt ve molibden de dahil olmak üzere istenmeyen safsızlıkları çökeltmek için kullanılır. Arıtılmış çözelti daha sonra bir elektrolitik hücreye beslenir ve bir elektro-kaplama işlemi vasıtasıyla katot üzerinde ince bir manganez metali tabakası oluşturur.
Çin hem manganez cevherinin en büyük üreticisidir, hem de 2009'daki manganezin yaklaşık% 22'sini ve en büyük rafine manganez malzemeleri üreticisini (ferromanganez, silikomangan ve elektrolitik manganez) oluşturmaktadır. 2009 yılında Çin, küresel ferromangan üretiminin% 64'ünü ve küresel elektrolitik manganez üretiminin% 95'ini kapsayan toplam küresel üretimin yaklaşık% 57'sini oluşturan 6.6 milyon mt manganlı alaşım üretmiştir.
Uygulamalar:
Her yıl tüketilen tüm manganezlerin yaklaşık yüzde 90'ı çelik üretiminde kullanılmaktadır.
Bunun üçte biri desülfürizer ve de-oxidizer olarak kullanılır, kalan miktar ise bir alaşım maddesi olarak kullanılır.
Kaynaklar:
Uluslararası Mangan Enstitüsü. www.manganese.org
Dünya Çelik Birliği. http://www.worldsteel.org
Newton, Joseph. Metalurjiye Giriş. İkinci baskı. New York, John Wiley & Sons, Inc.
Google + 'da Terence izleyin