منگنز چیست و چه کاربردی دارد؟

کاربرد منگنز در تولید فرو آلیاژها

عنصری اساسی برای ساخت فولاد خام است و در اکثر محصولات فولادی حضور دارد و حداقل ۱ درصد از وزن شمش های فولادی را تشکیل می دهد و گاهی تا ۱۹ درصد هم افزایش می یابد. فولاد کربن دار با میانگین ۶.۱ درصد منگنز در وزن خود یکی از پرکاربرد ترین فولاد‌ها می‌باشد.

آنچه این عنصر را برای فولاد حیاتی می کند، ترکیب آن با گوگرد است زیرا گوگرد و اکسیژن موجب ایجاد سستی در فولاد می‌گردند. منگنز با گوگرد واکنش نشان داده و بصورت سولفید منگنز وارد سرباره کوره می گردد. این گونه علاوه بر حذف گوگرد و اکسیژن از فولاد با ترکیب خود باعث افزایش سختی فولاد نیز می‌گردد.

به جز محصولات فولادی، در فرآوری سنگ آهن نیز بسیار مناسب است. واکنش منگنز با گوگرد عمر مواد نسوز کوره را بطور چشمگیری افزایش می دهد. همچنین باعث صرفه جویی در مصرف کمک ذوب‌ها نیز می گردد.

نکته دیگر کم ضرر بودن سولفید منگنز موجود در ترکیب آهن نسبت به سولفید آهن می باشد. این خاصیت موجب افزایش راندمان در مراحل پایین دستی تولید فولاد می گردد.

ترموستات یکی دیگر از محصولات حاصل از منگنز است. آلیاژ هایی با ۱۰ درصد منگنز در مقابل جریان الکتریکی مقاوم هستند. اگر این میزان بیشتر شود، موجب افزایش ضریب انبساط گرمایی می شود که برای ساخت ترموستات ها بسیار مناسب خواهد بود.

سایر کاربرد ها

استفاده از این عنصر در رنگ آمیزی آجر، لباس، سرامیک، شیشه و سفال، ساخت کودهای شیمیایی، تأمین خوراک دام و طیور، ساخت الکترودهای جوشکاری، ساخت عوامل خشک کننده، رنگها، تصفیه آب و فاضلاب، افزودنی های سوختن و ساخت اکسید کننده های مورد نیاز در فرآیندهای شیمیایی از کاربردهای شیمیایی منگنز محسوب می شوند.

اکسید منگنز (پیرولوسیت) به عنوان یک دپلایزر در سلولهای خشک، به عنوان بی رنگ کننده شیشه، خشک کننده در رنگ و در چرم سازی استفاده می شود که وجود ناخالصی آهن به آن رنگ سبز می دهد. به علاوه اکسید منگنز در تهیه اکسیژن و کلریت و در رنگ های تیره و خشک نیز استفاده می شود.

پرمنگنات یک عامل معرف اکسیدی قوی است و در تجزیه های کمی و پزشکی استفاده می شود. زیرا یافته ها و خواص اکسیدی آن در تشکیل یک داروی معمولی برای بیماریها استفاده می گردد.

خصوصیات و کیفیت کانسنگ منگنز بر حسب عیار منگنز به انواع مختلفی تقسیم می‌شود.در عمل سنگ منگنز و کنسانتره طیف وسیعی از خصوصیات شیمیایی و فیزیکی را دارد و اغلب براساس کاربردی که برای آن در نظر گرفته شده نامگذاری می‌شود:

سنگ مناسب برای مصارف متالوژیکیسنگ مناسب برای مصارف شیمیاییسنگ مناسب برای باتری سازی درصد ۲MnO در حدود ۷۰ تا ۸۵ درصد که معادل ۴۴ تا ۵۴ درصد منگنز است و باید کمتر از ۵% درصد فلزاتی نظیر مس، نیکل، کبالت و آرسنیک باشد. بجز ترکیبات شیمیایی که در این کاربرد منگنز اهمیت دارد، دی اکسید منگنز مورد مصرف باید از نظر ساختمان بلورین، سطح ویژه توزیع و ابعاد خلل و فرج، ابعاد و شکل ذرات، هدایت الکتریکی، شرایط سطحی و نقایص ساختمانی کنترل شود. در تولید غذای حیوانات سنگ منگنز مورد استفاده باید از نظر مقدار فلزات سنگین کنترل شود.

ذخایر در دنیا

سنگ معدن اصلی منگنز، پیرولوزیت می‌باشد. پیرولوزیت ترکیب MnO2 می‌باشد و به صورت عمده به همین شکل در طبیعت یافت می شود.

ذخایر منگنز تقریباً در اکثر نقاط دنیا یافت می‌شوند. در سال ۲۰۱۹ میلادی این ذخایر ۸۱۰ میلیون تن اعلام شده است. آفریقای جنوبی با ۲۶۰ میلیون تن ذخایر این ماده معدنی رتبه نخست دنیا را دارد. پس از آن، برزیل و اوکراین هریک با ۱۴۰ میلیون تن در رتبه دوم ذخایر جهان ایستادند. استرالیا به عنوان سومین کشور غنی از ذخایر این ماده معدنی ۱۰۰ میلیون تن از ذخایر جهان را در اختیار دارد. درعوض بزرگترین مصرف کنندگان که ژاپن، آمریکا و اروپای غربی هستند، تقریباً هیچ ذخیره اقتصادی از منگنز ندارند.