Perfil metálico: manganês (elemento MN)

O manganês é um componente essencial na produção de aço. Embora classificada como um metal menor, a quantidade de manganês produzida em todo o mundo a cada ano fica para trás apenas ferro, alumínio, cobree zinco.

Propriedades

  • Símbolo atômico: Mn
  • Número atômico: 25
  • Categoria do elemento: Metal de transição
  • Densidade: 7,21 g / cm³
  • Ponto de fusão: 2274.8°F (1246°C)
  • Ponto de Ebulição: 3741.8° F (2061 °C)
  • Dureza de Mohs: 6

Características

O manganês é um metal extremamente quebradiço e duro, cinza-prateado. O décimo segundo elemento mais abundante na crosta terrestre, o manganês aumenta a força, a dureza e a resistência ao desgaste quando ligado em aço.

É a capacidade do manganês de combinar prontamente com enxofre e oxigênio, o que o torna crítico na produção de aço. A propensão do manganês para oxidar ajuda a remover as impurezas do oxigênio, além de melhorar a trabalhabilidade do aço a altas temperaturas, combinando-o com o enxofre para formar um alto sulfeto de fusão.

História

O uso de compostos de manganês remonta a mais de 17.000 anos. Pinturas rupestres antigas, incluindo as de Lascaux, na França, derivam sua cor do dióxido de manganês. O metal manganês, no entanto, não foi isolado até 1774 por Johan Gottlieb Gahn, três anos depois que seu colega Carl Wilhelm Scheele o identificou como um elemento único.

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Talvez o maior desenvolvimento do manganês tenha ocorrido quase 100 anos depois, quando, em 1860, Sir Henry Bessemer, seguindo o conselho de Robert Forester Mushet, adicionou manganês ao seu processo de produção de aço para remover enxofre e oxigênio. Aumentou a maleabilidade do produto acabado, permitindo que seja enrolado e forjado a altas temperaturas.

Em 1882, Sir Robert Hadfield ligou manganês com aço carbono, produzindo o primeiro aço já Liga, que agora é conhecido como aço Hadfield.

Produção

O manganês é produzido principalmente a partir da pirolusita mineral (MnO2), que contém em média mais de 50% de manganês. Para uso na indústria siderúrgica, o manganês é processado nas ligas metálicas silicomanganês e ferromanganês.

O ferromanganês, que contém 74-82% de manganês, é produzido e classificado como alto carbono (> 1,5% carbono), médio carbono (1,0-1,5% carbono) ou baixo carbono (<1% carbono). Todos os três são formados através da fundição de dióxido de manganês, óxido de ferro e carvão (coque) em uma explosão ou, mais frequentemente, em um forno elétrico a arco. O calor intenso fornecido pelo forno leva a uma redução carbotérmica dos três ingredientes, resultando em ferromanganês.

Silicomanganês, que contém 65-68% silício, 14-21% de manganês e cerca de 2% de carbono são extraídos da escória criada durante a produção de ferromanganês com alto carbono ou diretamente do minério de manganês. Ao fundir minério de manganês com coque e quartzo a temperaturas muito altas, o oxigênio é removido enquanto o quartzo se converte em silício, deixando o silicomanganês.

O manganês eletrolítico, com pureza entre 93 e 98%, é fabricado por lixiviação de minério de manganês com ácido sulfúrico. Amônia e sulfeto de hidrogênio são então usados ​​para precipitar impurezas indesejadas, incluindo ferro, alumínio, arsênico, zinco, conduzir, cobaltoe molibdênio. A solução purificada é então alimentada em uma célula eletrolítica e, através de um processo de eletrólise, cria uma fina camada de metal manganês no cátodo.

A China é o maior produtor de minério de manganês e o maior produtor de materiais refinados de manganês (ferromanganês, silicomanganês e manganês eletrolítico).

Formulários

Cerca de 90% de todo o manganês consumido a cada ano é usado no produção de aço. Um terço disso é usado como desulferizador e desoxidante, com a quantidade restante sendo usada como agente de liga.

Fontes:

O Instituto Internacional de Manganês. www.manganese.org

A Associação Mundial do Aço.http://www.worldsteel.org

Newton, Joseph. Uma Introdução à Metalurgia. Segunda edição. Nova Iorque, John Wiley & Sons, Inc.

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