Манган је кључна компонента у производњи челика. Иако је класификован као мањи метал, количина мангана произведеног широм света сваке године заостаје само гвожђе, алуминијум, бакар, и цинк.
Својства
- Атомски симбол: Мн
- Атомски број: 25
- Категорија елемената: Прелазни метал
- Густина: 7,21 г / цм³
- Тачка топљења: 2274.8°Ф (1246°Ц)
- Тачка кључања: 3741.8° Ф (2061) °Ц)
- Мохсова тврдоћа: 6
Карактеристике
Манган је изузетно крхак и тврд, сребрнасто сив метал. Дванаести најбогатији елемент у земљиној кори, манган повећава чврстоћу, тврдоћу и отпорност на хабање када је легиран у челику.
То је способност мангана да се лако комбинује са сумпором и кисеоником, што га чини критичним у производњи челика. Отпорност мангана да оксидира помаже при уклањању нечистоћа кисеоника, а такође побољшава обрадивост челика при високим температурама комбинујући са сумпором да би створио сулфид високог топљења.
Историја
Употреба манганових једињења протеже се више од 17.000 година. Древне пећинске слике, укључујући оне у Ласцаук-у у Француској, своју боју добивају из мангановог диоксида. Мангански метал, међутим, изоловао је Јохан Готтлиеб Гахн све до 1774. године, три године након што га је његов колега Царл Вилхелм Сцхееле идентификовао као јединствен елемент.
Можда је највећи развој мангана дошло готово 100 година касније када је 1860. године сир Хенри Бессемер, узимајући савете Роберта Форестера Мусхета, додао је манган у свом процесу производње челика за уклањање сумпора и кисеоник. То је повећало покварљивост готовог производа, омогућавајући његово ваљање и ковање на високим температурама.
1882. сир Роберт Хадфиелд је легирао манган са угљеничним челиком, производећи први челик који је икада постојао легура, која је данас позната као Хадфиелд челик.
Производња
Манган се примарно производи из минералног пиролузита (МнО)2), која у просеку садржи више од 50% мангана. За употребу у индустрији челика, манган се прерађује у легуре метала силикомангана и феромангана.
Фероманган, који садржи 74-82% мангана, производи се и класификује као високо угљеник (> 1,5% угљеника), средњи угљеник (1,0-1,5% угљеника) или мало угљеник (<1% угљеника). Сва три настају топљењем мангановог диоксида, гвожђе-оксида и угља (кокса) у експлозији или, чешће, електричном лучном пећи. Интензивна топлота коју обезбеђује пећ доводи до карботермалне редукције три састојка, што резултира фероманганом.
Силицоманганесе, који садржи 65-68% силицијум, 14-21% мангана и око 2% угљеника извлачи се из шљаке створене током производње високо-угљеног феромангана или директно из манганове руде. Таљењем манганове руде с коксом и кременом на врло високим температурама, уклања се кисеоник док се кварц претвара у силикон, остављајући силиконгана.
Електролитички манган, чистоће између 93-98%, производи се испирањем манганове руде сумпорном киселином. Амонијак и водоник сулфид се затим користе за таложење нежељених нечистоћа, укључујући гвожђе, алуминијум, арсен, цинк, олово, кобалт, и молибден. Пречишћени раствор се затим доводи у електролитичку ћелију и процесом електротехниковања ствара се на катоди танки слој метала мангана.
Кина је истовремено и највећи произвођач манган руде и највећи произвођач рафинираних материјала од мангана (тј. Феромангана, силиконгана и електролитичког мангана).
Апликације
Отприлике 90 процената укупног конзумирања мангана сваке године се користи у терању производња челика. Једна трећина овог производа користи се као десулферизатор и де-оксидант, а преостала количина користи се као легирно средство.
Извори:
Међународни институт за манган. ввв.манганесе.орг
Светска асоцијација челика.http://www.worldsteel.org
Невтон, Јосепх. Увод у металургију. Друго издање. Нев Иорк, Јохн Вилеи & Сонс, Инц.