金属プロファイル:マンガン(MN元素)

電解マンガンフレーク。 イメージ©Strategic Metal Investments Ltd.

マンガンは鉄鋼生産の重要な要素です。 マイナーメタルとして分類されていますが、毎年世界的に生産されるマンガンの量は、 アルミニウム 、および亜鉛だけにとどまります。

プロパティ:

特性:

マンガンは非常に脆く硬い銀色の灰色の金属です。

地殻の12番目に豊富な元素であるマンガンは、鋼中で合金化すると強度、硬度、耐摩耗性が向上します。

マンガンは硫黄と酸素を容易に結合することができるため、鉄鋼の生産に不可欠です。 マンガンの酸化傾向は、酸素不純物を除去するのに役立ち、高温での鋼の加工性を硫黄と組み合わせて高融点硫化物を形成することによって改善する。

歴史:

マンガン化合物の使用は17,000年以上も前に伸びています。 フランスのLascauxにあるものを含む古代の洞窟の絵画は、二酸化マンガンから色を引き出しています。 しかし、マンガンの金属は、同僚のCarl Wilhelm Scheeleがそれを独特の要素として認識してから3年後、Johan Gottlieb Gahnによって1774年まで分離されなかった。

1860年にRobert Forester Mushetの助言を受けたHenry Bessemer卿は、鉄鋼生産プロセスにマンガンを添加して硫黄と酸素を除去した100年後にマンガンの最大の開発にたどり着きました。

完成品の可鍛性を高め、高温で圧延して鍛造することができます。

1882年、Robert Hadfield卿は、炭素鋼でマンガンを合金化し、現在はHadfield鋼として知られている初めての鋼合金を製造しています。

製造:

マンガンは、主として、マンガンを平均して50%以上含む鉱物パイロサイト(MnO 2 )から製造される。

鉄鋼業界での使用のために、マンガンは、金属合金のケイ酸マンガンおよびフェロマンガンに加工される。 国際マンガン研究所によると、2009年に1170万トンのマンガン合金が製造された。このうち、ケイ素マンガンは740万トン、フェロマンガンは430万トンであった。

74-82%のマンガンを含むフェロマンガンは、高炭素(> 1.5%炭素)、中炭素(1.0-1.5%炭素)または低炭素(<1%炭素)として製造され分類される。 3つはすべて、爆発またはよりしばしば電気アーク炉で二酸化マンガン、酸化鉄および石炭(コークス)の精錬によって形成される。 炉が提供する強い熱は、3成分の炭素熱還元をもたらし、フェロマンガンをもたらす。

65〜68%のケイ素 、14〜21%のマンガンおよび約2%の炭素を含むシリコマンガンは、高炭素鉄マンガン生成中に生成されたスラグから、またはマンガン鉱石から直接抽出される。 非常に高い温度でマンガン鉱石をコークスと石英で製錬することにより、酸素が除去され、石英はシリコンに変換され、ケイ素マンガンが残る。

純度93〜98%の電解マンガンは、マンガン鉱石を硫酸で浸出することによって製造される。

アンモニアおよび硫化水素は、鉄、アルミニウム、ヒ素、亜鉛、 コバルトおよびモリブデンを含む望ましくない不純物を沈殿させるために使用される。 精製された溶液は、次に、電解槽に供給され、電解採取プロセスによって、陰極上にマンガン金属の薄層が形成される。

中国は、マンガン鉱石の最大生産国であり、2009年に採掘されたマンガンの約22%を占めており、マンガン精錬材(フェロマンガン、ケイ素マンガン、電解マンガン)の最大生産国でもあります。 2009年に中国は660万トンのマンガン合金を生産しました。世界の鉄マンガン生産量の64%、世界の電解マンガン生産量の95%以上を占める世界生産量の約57%を占めています。

アプリケーション:

毎年消費されるマンガンの約90% が鉄鋼生産に使用されています。

これの3分の1は脱硫剤および脱酸剤として使用され、残量は合金化剤として使用される。

ソース:

国際マンガン研究所。 www.manganese.org

世界の鉄鋼協会。 http://www.worldsteel.org

ニュートン、ジョセフ。 冶金入門。 第2版​​。 New York、John Wiley&Sons、Inc.

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