Tartalom
- Mi a mangán?
- Miből készül az acél?
- A mangán egyéb felhasználásai
- Honnan származik a mangán?
- Mangánércek
- Mangán csomók
- Mangánellátás és -igény
- A háztartási mangánellátás biztosítása
- Tengerfenék-mangánbányászat
Mangán: A mangán atomszáma 25 és az Mn kémiai szimbóluma.
Mi a mangán?
A mangán ezüst fém elem, amelynek atomszáma 25 és Mn kémiai szimbóluma. A természetben nem található elemként. Sok ásványban előfordul, mint például a manganit, a purpurit, a rodonit, a rodokroszit és a pirolusit. Számos ásványi anyagban is megtalálható, mint például a psilomelan és a vatta.
Acél malmokban használjon mangánt: A mangán legfontosabb felhasználása az acélgyártásban van. A mangán adja az acél szilárdságát és keménységét. Mangán nélkül a páncéllemezek, a zúzópofák és az ütőszerszámok gyártásához használt acél nem lenne olyan tartós. Kép szerzői jog iStockphoto / Huyangshu.
Miből készül az acél?
Sokan helyesen reagálnának arra, hogy az acél vasból készül. Sokkal kevesebb tudja, hogy mangánból is készül. Bár egy tonnás acél előállításához felhasznált mangán mennyisége kicsi, ugyanolyan nélkülözhetetlen, mint a vas, hogy előállítsák a modern társadalmak ezt az alapvető építőelemet.
A legegyszerűbben fogalmazva - mangán nélkül nem gyárthat acélt. A mangán belföldi fogyasztása évente mintegy 500 000 tonna, főleg az acéliparban. Az Egyesült Államok teljes mértékben függ a mangánmennyiség behozatalától.
A mangán a Föld kéregének körülbelül 0,1% -át teszi ki, így ez a 12. leggazdagabb elem. Korai felhasználása elsősorban a pigmentekben és az oxidánsokban kémiai folyamatokban zajlott. A mangán jelentősége az emberi társadalomban felrobbant a korszerű acélgyártási technológia fejlődésével az 1860-as években. A mangán elengedhetetlen és pótolhatatlan az acélgyártásban, és globális bányászatában csak néhány nemzet uralja. Ezért az Egyesült Államok egyik legkritikusabb ásványi árucikkének tekintik.
A mangánfogyasztás 90% -át az Egyesült Államokban és világszerte egyaránt az acélipar adja. A mangán eltávolítja az oxigént és a ként, amikor a vasérc (egy vas- és oxigénvegyület) vassá alakul. Ez egy nélkülözhetetlen ötvözet, amely elősegíti a vas acéllá alakulását.
Ötvözetként csökkenti az acél törékenységét és növeli az szilárdságot. Az egy tonna acélra felhasznált mangán mennyisége meglehetősen kicsi, 6 és 9 kilogramm között mozog. Ennek kb. 30% -át a vasérc finomításánál használják, a fennmaradó 70% -ot ötvözetként használják a végső acéltermékben.
Mangán kanna üveg: Az ókori egyiptomiak és a rómaiak pirolitot, mangán-dioxid ásványt használtak az üveg színének szabályozására. Kis kiegészítésekkel elszínezték az üveget azáltal, hogy eltávolítják a vasszennyeződések okozta zöldessárga elszíneződést, míg a nagyobb kiegészítések az üveg rózsaszínű, lila vagy fekete színűvé tették. A mangán-dioxidot ma is színezőanyagként használják. Fotó: Scott Jackson, az Egyesült Államok Geológiai Szolgálata.
A mangán egyéb felhasználásai
A mangánt ötvözetként használják olyan fémekkel is, mint az alumínium és a réz. Fontos, nem fémburgiás felhasználások az akkumulátor-katódok, az elektronikában használt lágy ferritek, a mikrotápanyagok a műtrágyákban, a mikrotápanyagok az állati takarmányokban, a vízkezelő vegyszerek, az autók bevonására szolgáló festékanyagok, tégla, frittek, üveg, textil és csempe. A „mangán ibolya” terméket műanyagok, porbevonatok, művészeti mázok és kozmetikumok színezésére használják.
Mangán drágakövekben: Számos drágakő jelentős mennyiségű mangánt tartalmaz, és színe gyakran az elemből származik. Balra balra az óramutató járásával megegyező irányban: rodokroszit (mangán-karbonát), rodonit (mangán-oxid), purpurit (mangán-foszfát), spessartin (mangán-alumínium gránát).
Mangán pigment: Kilátás nézett le egy üvegre pirolusit pigmentet. A porított pirolusit keverhető olajjal vagy számos más hordozóval, állandó fekete pigmentekként való felhasználás céljából.
Sivatagi lakk: A fekete "sivatagi lakk" egy vékony mangán-oxid-bevonat, amely néhány szikla kiszáradt felületét takarja száraz területeken. Úgy gondolják, hogy a mangánkoncentráló mikrobák megkönnyítik annak kialakulását. A fenti képen a petrogliffeket állítják elő, amikor az őslakos amerikaiak óvatosan átkaparták a sivatagi lakot, hogy művészi szimbólumaikat készítsék. Ezt a felbukkanást "Newspaper Rock" -nak hívják, és az Newspaper Rock State Parkban található, az Utah-i Monticello közelében. Kép szerzői jog iStockphoto / Geir-Olav Lyngfjell.
Honnan származik a mangán?
Az elemi mangán könnyen kombinálódik oxigénnel, szénnel és szilíciummal, hogy hosszú listát képezzen a mangán ásványokról. A mangánércek általában 25-45% mangánt tartalmaznak, főleg oxid (vagy hidroxid) és karbonát ásványi anyagokban.
A mangánércek széles körben elterjedtek, ám a világ legtöbb kínálatát kis számú mangánbányászati körzet fedezi. A legtöbb mangánérc a mangánban gazdag üledékes kőzetek kiterjedt rétegeiből származik, amelyek az ókori óceánokban speciális körülmények között képződtek. Ezek akkor fordultak elő, amikor az óceánvíz oxidációs állapotának változásai először magas koncentrációban oldott mangánt jelentettek, majd később kicsaptak különféle mangán ásványokat, amelyek a tengerfenékre koncentrálódtak. Ezek a rétegek ma a kontinensek alapkőzetén találhatók.
Növényes mangánérc: Nodularis psilomelane található a mészkő és a dolomit időjárási viszonyaiból képződött maradék agyagban Nyugat-Virginia déli részén. Ezeket az érceket a II. Világháború alatt bányozták, amikor a mangánércek behozatala az Egyesült Államok kívülről nem volt lehetséges.
Mangánércek
Néhány mangán ásványi anyagot és ásványi anyagokat elsődleges ércnek tekintünk, mivel ezek elég gazdagok mangánban, hogy érc minőségűek legyenek. Mások „másodlagos ércek”. Ezek olyan zónákban fordulnak elő, ahol az üledékek eredeti mangántartalmát a fiatalabb geológiai folyamatok természetesen gazdagították.
Szinte minden mangánérc gazdagodik a bányatelepek közelében, hogy a további feldolgozás előtt javítsák a mangánminőséget. A legtöbbet ferromangán és szilikán mangán ötvözetekké alakítják. A legtöbb kohászati alkalmazásban ezeket az ötvözeteket használják, nem pedig a mangánérc helyett.
Tengeri padló mangánérc: 1982-ben gyűjtött mangáncsomó a Csendes-óceánból. A mangáncsomók gyakran gazdagok mangánban, vasban, nikkelben, rézben és kobaltban. A csomó kb. Négy hüvelyk. A Creative Commons kép Walter Kölle.
Mangán csomók
További lehetséges mangánforrás a ferromangán csomók és kéreg, amelyek a világ óceánjainak sok részén a tengerfenékén fordulnak elő. Ezeket a bab-burgonya méretű csomókat jelenleg kutatás és kutatás tárgya, elsősorban az Egyenlítői Csendes-óceánra összpontosítva. Ha ezen csomók előállítása műszaki, gazdasági és jogi szempontból életképesnek bizonyul, akkor ezek a mangán fő forrásává válhatnak.
Egyes kutatók azt gondolják, hogy a tengerfenék-parcellákat be lehetne betakarítani, hagyni hagynák, majd évtizedekkel a jövőben ismét betakarítanák. A világ tengerfenékének egyes részei fenntartható hozamot eredményezhetnek a ferromangán ércből.
Mangánbánya: Fénykép a mamatwan mangánbányáról a dél-afrikai Kalahari körzetben. Ebből a nyílt aknából egy vastag mangánérc réteget bányásznak. A bányapadok követik az érctest üledékes rétegezését. Fotó: William Cannon, az Egyesült Államok Geológiai Szolgálata.
Mangánellátás és -igény
A világ legtöbb mangánércét néhány ország termeli, köztük Dél-Afrika, Ausztrália, Kína és Gabon. A bevált mangánkészletek kilencven százaléka szintén ebben a négy országban, valamint Brazíliában és Ukrajnában található.
Az Egyesült Államoknak nincs mangánkészlete, mint sok más iparosodott ország esetében, különösen Európában. Az Egyesült Államokban felhasznált összes mangánérc olyan forrásokból származik, amelyek tartalmazzák Gabont, Ausztráliát, Dél-Afrikát és Brazíliát.
Noha az Egyesült Államokban vannak mangánvasötvözetek és mangánkémiai gyártók, az ország továbbra is nagy mennyiségű mangánötvözetet, vegyi anyagot és fémet importál fogyasztásigényeinek kielégítésére.
Fontos mennyiségű ferromangánt importálnak Dél-Afrikából, Kínából, Ukrajnából és a Koreai Köztársaságból. A szilikomangánt Dél-Afrikából, Grúziából, Norvégiából és Ausztráliából importálják. A mangán iránti kereslet történelmileg szorosan követi az acélgyártást, és várhatóan meg fog tenni ezt a jövőben is.
Mangánérc: Szilícium-mangánérc breccia formájában keletkezett a dél-nyugat-virginiai St. Clair hibán belül. Ezeket az érceket a II. Világháború alatt bányozták, amikor a mangánércek behozatala az Egyesült Államok kívülről nem volt lehetséges. Az Egyesült Államokban a mangán ismert lerakódása kicsi és alacsony minőségű ércet tartalmaz. Jelenlegi árakon nem gazdasági jellegűek.
A háztartási mangánellátás biztosítása
Noha a világ teljes készlete elegendő a várható kereslet kielégítéséhez, az Egyesült Államokban már hosszú ideje aggodalomra ad okot aggodalom a mangánérc teljes importfüggőségében, tekintettel a termelés lehetséges politikai vagy katonai zavarainak folytonos mangánellátására. vagy ellátási láncok.
Bár az Egyesült Államokban nagy mennyiségű mangánban dúsított kőzet van, főleg Maine-ben és Minnesotában, mangántartalma lényegesen alacsonyabb a világ más részein könnyen elérhető mangánércéknél, tehát manapság ezek gazdaságtalanok.
Globális szinten nem hiányzik a mangánérc. A szárazföldi mangánlelőhelyek a dél-afrikai nagy Kalahari mangánnegyedben uralják, amely a világ ismert mangánkészleteinek körülbelül 70% -át teszi ki (tartalékok és azonosított anyagok, amelyeket gazdaságilag teljes mértékben be kell bizonyítani). Ennek eredményeként várhatóan Dél-Afrika továbbra is meghatározó szerepet játszik a globális mangánellátásban a jövőben is.
Tengeri padló mangán csomók Fénykép vas-mangán csomókról a tengerparton a Puerto Rico-árok északától. A csomók átmérője körülbelül 2-4 centiméter. A víz mélysége 5339 méter. Egyesült Államok Földtani Survey kép.
Tengerfenék-mangánbányászat
Ha a mély tengerfenék-bányászat gazdaságivá válik, a mangánérc forrásai jelentősen elmozdulhatnak a földről az óceánra. A becslések szerint a mangáncsomós erőforrások szárazföldi erőforrásokat törölnek, és nagymértékben diverzifikálhatják a mangánforrásokat világszerte. Az erőforrások nagy része a nemzetközi vizekben található. Jelentős tengerfenék-mangánkészletek is előfordulnak az Egyesült Államok kizárólagos gazdasági övezetében, és teljes mértékben az Egyesült Államok joghatósága alá tartoznak.