المنغنيز هو عنصر أساسي في إنتاج الفولاذ . وعلى الرغم من تصنيفها كمعدن ثانوي ، فإن كمية المنغنيز المنتجة في جميع أنحاء العالم كل سنة تقع فقط وراء الحديد والألمنيوم والنحاس والزنك .
الخصائص:
- الرمز الذري: Mn
- العدد الذري: 25
- فئة العنصر: المعادن الانتقالية
- الكثافة: 7.21 جم / سم مكعب
- نقطة الانصهار: 2274.8 درجة فهرنهايت (1246 درجة مئوية)
- نقطة الغليان: 3741.8 درجة فهرنهايت (2061 درجة مئوية)
- صلابة موس: 6
مميزات:
المنغنيز هو معدن هش للغاية وقوي فضي اللون.
العنصر الثاني عشر الأكثر وفرة في قشرة الأرض ، المنغنيز يزيد من القوة ، الصلابة ومقاومة التآكل عند صناعة سبائك الفولاذ.
ومن قدرة المنغنيز على الجمع بسهولة مع الكبريت والأكسجين ، مما يجعله حاسمًا في إنتاج الفولاذ. ويساعد مانغانيز المانع للأكسدة على إزالة شوائب الأكسجين ، بينما يعمل أيضًا على تحسين قابلية تشغيل الفولاذ في درجات الحرارة المرتفعة عن طريق الدمج مع الكبريت لتكوين كبريتيد عالي الذوبان.
التاريخ:
يمتد استخدام مركبات المنغنيز إلى أكثر من 17000 عام. لوحات الكهوف القديمة ، بما في ذلك تلك الموجودة في Lascaux France ، تستمد لونها من ثاني أكسيد المنجنيز. ومع ذلك ، لم يتم عزل معدن المنغنيز حتى عام 1774 من قبل يوهان جوتليب جاه ، بعد ثلاث سنوات من وصف زميله كارل ويلهلم شيله بأنه عنصر فريد من نوعه.
ولعل أكبر تطور للمنغنيز جاء بعد 100 عام تقريبًا عندما قام السير هنري بسمر في عام 1860 بأخذ نصيحة روبرت فوريستر موسيت ، وأضاف المنجنيز إلى عملية إنتاجه من الفولاذ لإزالة الكبريت والأكسجين.
إنها تزيد من قابلية انضغاط المنتج النهائي ، مما يسمح بتدويره وتزويره عند درجات حرارة عالية.
في عام 1882 ، صنع السيد روبرت هادفيلد سبيكة منجنيز مع فولاذ كربوني ، ينتج أول سبيكة فولاذية على الإطلاق ، والتي تعرف الآن باسم ستيلفيلد.
إنتاج:
يتم إنتاج المنغنيز في المقام الأول من بيرولوسيت المعدنية (MnO 2 ) ، والذي يحتوي في المتوسط على أكثر من 50 ٪ من المنغنيز.
لاستخدامها في صناعة الصلب ، تتم معالجة المنغنيز في سبائك المعادن silicomanganese و ferromanganese. ووفقاً للمعهد الدولي للمنجنيز ، فقد تم تصنيع 11.7 مليون طن متري من سبائك المنغنيز في عام 2009. ومن أصل هذا ، استأثرت السيلكومنغانيز بـ 7.4 ملايين طن متري ، وشكلت المنغنيز الحديدي 4.3 مليون طن متري.
يتم إنتاج وتصنيع فرومنغانيز ، التي تحتوي على 74-82٪ من المنجنيز ، ككربون عالي (> 1.5٪ كربون) ، كربون متوسط (1.0-1.5٪ كربون) أو كربون منخفض (<1٪ كربون). وتتكون جميع هذه المركبات الثلاثة من صهر ثاني أكسيد المنغنيز وأكسيد الحديد والفحم (الكوكا) في انفجار أو ، في كثير من الأحيان ، فرن القوس الكهربائي. الحرارة الشديدة التي يقدمها الفرن تؤدي إلى تخفيض كربوثرمي للمكونات الثلاثة ، مما يؤدي إلى المنغنيز الحديدي.
وﻳﺘﻢ اﺳﺘﺨﻼص اﻟﺴﻴﻠﻴﻜﻮﻣﺎﻧﻴﺰ ، واﻟﺬي ﻳﺤﺘﻮي ﻋﻠﻰ ٦٥-٦٨ ٪ ﻣﻦ اﻟﺴﻴﻠﻴﻜﻮن ، و ١٤ - ٢١ ٪ ﻣﻦ اﻟﻤﻨﻐﻨﻴﺰﻳﺎت و ٢ ٪ ﻣﻦ اﻟﻜﺮﺑﻮن ﻣﻦ اﻟﺨﺒﺚ اﻟﺬي ﻳﺘﻢ إﻧﺘﺎﺟﻪ أﺛﻨﺎء إﻧﺘﺎج اﳌﻨﻐﻨﻴﺰات اﻟﻜﺮﺑﻮﻧﻴﺔ اﳌﺮﺗﻔﻌﺔ أو ﻣﺒﺎﺷﺮة ﻣﻦ ﺧﺎم اﳌﻨﺠﻨﻴﺰ. عن طريق صهر خام المنغنيز مع فحم الكوك والكوارتز في درجات حرارة عالية جدا ، يتم إزالة الأكسجين بينما يتحول الكوارتز إلى السيليكون ، تاركا السيلكومنغانيز.
يتم تصنيع المنجنيز الكهربائي ، مع النقاوة بين 93-98 ٪ ، عن طريق ترشيح خام المنجنيز مع حامض الكبريتيك.
ثم يتم استخدام الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين لعرقلة الشوائب غير المرغوب فيها ، بما في ذلك الحديد والألمنيوم والزرنيخ والزنك والرصاص والكوبالت والموليبدنوم . يتم بعد ذلك إدخال المحلول المنقى في خلية كهروضوئية ومن خلال عملية كهروضوئية تخلق طبقة رقيقة من معدن المنغنيز على الكاثود.
الصين هي أكبر منتج لخام المنغنيز ، حيث تمثل حوالي 22 ٪ من المنغنيز المستخرج في عام 2009 وأكبر منتج للمواد المنغنيزية المكررة (أي المنجنيزوم ، silicomanganese والمنجنيز كهربائيا). في عام 2009 ، أنتجت الصين 6.6 مليون طن متري من سبائك المنغنيز ، ما يقرب من 57 ٪ من إجمالي الإنتاج العالمي ، والتي شملت 64 ٪ من الإنتاج العالمي من المنغنيز وأكثر من 95 ٪ من إنتاج المنجنيز كهربائيا في العالم.
التطبيقات:
ويستخدم حوالي 90 في المائة من جميع المنغنيز المستهلك كل عام في إنتاج الفولاذ .
يتم استخدام ثلث هذا كديبويزيرات وإزالة الأكسدة ، مع استخدام الكمية المتبقية كعامل صناعة السبائك.
مصادر:
المعهد المنغاني الدولي. www.manganese.org
الرابطة العالمية للصلب. http://www.worldsteel.org
نيوتن ، جوزيف. مقدمة للتعدين. الطبعة الثانية. نيويورك ، جون وايلي وأولاده ، شركة
اتبع Terence على Google+