O manganês é um componente chave na produção de aço . Embora classificada como um metal menor, a quantidade de manganês produzida em todo o mundo a cada ano fica atrás apenas de ferro , alumínio , cobre e 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 prateado e duro, cinza-prateado.
O décimo segundo elemento mais abundante na crosta terrestre, o manganês aumenta a resistência, a dureza e a resistência ao desgaste quando ligado em aço.
É a capacidade do manganês de se combinar rapidamente com enxofre e oxigênio, o que o torna crítico na produção de aço. A propensão do manganês para oxidar ajuda a remover as impurezas de oxigênio, além de melhorar a trabalhabilidade do aço a altas temperaturas, combinando-se com o enxofre para formar um sulfeto de alto ponto 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 de seu colega Carl Wilhelm Scheele tê-lo identificado como um elemento único.
Talvez o maior desenvolvimento para o manganês tenha ocorrido quase 100 anos depois, quando Sir Henry Bessemer, em 1860, 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 ele fosse enrolado e forjado em altas temperaturas.
Em 1882, Sir Robert Hadfield ligou manganês com aço carbono, produzindo a primeira liga de aço de todos os tempos, hoje conhecida como aço Hadfield.
Produção:
O manganês é produzido principalmente a partir da pirolusite mineral (MnO 2 ), que, em média, contém mais de 50% de manganês.
Para uso na indústria siderúrgica, o manganês é processado nas ligas metálicas silicomanganês e ferromanganês. Segundo o International Manganese Institute, 11,7 milhões de toneladas de manganês foram fabricadas em 2009. Deste total, o silicomanganês representou 7,4 milhões de toneladas e o ferromanganês, 4,3 milhões de toneladas.
O ferromanganês, que contém 74-82% de manganês, é produzido e classificado como alto carbono (> 1,5% carbono), meio 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 freqüentemente, em um forno de arco elétrico. O calor intenso proporcionado pelo forno leva a uma redução carbotérmica dos três ingredientes, resultando em ferromanganês.
Silicomanganese, que contém 65-68% de silício , 14-21% de manganês e cerca de 2% de carbono é extraído da escória criada durante a produção de ferromanganês de 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 purezas entre 93 e 98%, é produzido pela lixiviação de minério de manganês com ácido sulfúrico.
A amônia e o sulfeto de hidrogênio são então usados para precipitar impurezas indesejadas, incluindo ferro, alumínio, arsênico, zinco, chumbo , cobalto e 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, respondendo por cerca de 22% do manganês extraído em 2009 e o maior produtor de manganês refinado (isto é, ferromanganês, silicomanganês e manganês eletrolítico). Em 2009, a China produziu 6,6 milhões de toneladas métricas de ligas de manganês, aproximadamente 57% da produção global total, que incluiu 64% da produção mundial de ferromanganês e mais de 95% da produção global de manganês eletrolítico.
Aplicações:
Cerca de 90% de todo o manganês consumido a cada ano é usado na produção de aço .
Um terço disto é usado como dessulfurante e desoxidante, sendo a quantidade restante utilizada como agente de liga.
Fontes:
O International Manganese Institute. 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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