金属成分:锰(MN元素)

电解锰片。 图片©Strategic Metal Investments Ltd.

锰是钢铁生产中的关键组成部分。 虽然被列为次要金属,但全球每年生产的锰的数量仅落后于

属性:

特点:

锰是一种非常脆弱和坚硬的银灰色金属。

锰在地壳中十二分之一丰富的元素,锰在钢中合金化时增加了强度,硬度和耐磨性。

这是锰能够容易地与硫和氧结合的能力,这对钢铁生产至关重要。 锰的氧化倾向有助于去除氧杂质,同时还通过与硫结合形成高熔点硫化物而提高钢在高温下的加工性能。

历史:

锰化合物的使用延伸超过17,000年。 古代的石窟绘画,包括法国拉斯科的石窟绘画,都是从二氧化锰衍生出来的。 但是,直到1774年,Johan Gottlieb Gahn才发现锰金属,三年后,他的同事Carl Wilhelm Scheele将其确定为一种独特的元素。

也许锰的最大发展是在近一百年后,1860年,亨利·贝塞默爵士在罗伯特·福雷斯特·穆斯特的建议下,在他的钢铁生产过程中添加了锰来去除硫和氧。

它增加了成品的延展性 ,使其能够在高温下滚压和锻造。

1882年,罗伯特哈德菲尔德爵士与碳钢合金化锰,生产出第一个钢合金 ,现在被称为哈德菲尔德钢。

生产:

锰主要由矿物软锰矿(MnO 2 )生产,平均锰含量超过50%。

为了在钢铁工业中使用,锰被加工成金属合金硅锰和锰铁。 根据国际锰协的统计,2009年生产了1170万吨锰合金,其中硅锰占740万吨,锰铁占430万吨。

生产含有74-82%锰的锰铁,分类为高碳(> 1.5%碳),中碳(1.0-1.5%碳)或低碳(<1%碳)。 所有这三者都是通过在鼓风或更常见的电弧炉中熔炼二氧化锰,氧化铁和煤(焦炭)而形成的。 由炉提供的强热导致三种成分的碳热还原,导致锰铁。

硅锰含有65-68%的 ,14-21%的锰和约2%的碳,是从高碳锰铁生产过程中产生的炉渣或直接从锰矿中提取的。 通过在非常高的温度下用焦炭和石英冶炼锰矿石,氧气被除去,而石英转化为硅,留下硅锰。

纯度在93-98%之间的电解锰是通过用硫酸浸出锰矿而制造的。

然后用氨和硫化氢沉淀不需要的杂质,包括铁,铝,砷,锌, 。 然后将纯化的溶液进料到电解池中并通过电解沉积工艺在阴极上产生金属锰薄层。

中国是最大的锰矿生产国,约占2009年锰矿开采量的22%,是锰精矿(锰铁,硅锰和电解锰)的最大生产国。 2009年,中国生产了660万吨锰合金,约占全球总产量的57%,其中全球锰铁产量的64%和全球电解锰产量的95%以上。

应用:

每年消耗的锰约90%用于钢铁生产

其中三分之一用作脱硫剂和脱氧剂,剩余量用作合金剂。

资料来源:

国际锰研究所。 www.manganese.org

世界钢铁协会。 http://www.worldsteel.org

牛顿,约瑟夫。 冶金学概论。 第二版。 纽约John Wiley&Sons公司

在Google+上关注Terence