منگنز

حمیدرضا طاهری جم
تاریخ: 1397/08/12
زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۳ دقیقه
فولادگرمکار

منگنز

منگنز: منگنز دارای عدد اتمی ۲۵ و نماد شیمیایی Mn است.

منگنز چیست؟

منگنز یک عنصر فلزی نقره با عدد اتمی ۲۵ و یک نماد شیمیایی Mn است. این به عنوان یک عنصر در طبیعت یافت میشود. آن را در بسیاری موادمعدنی مانند منگانیت، پورپوریت،  و پیرولوسیت یافت میشود . 

ساخت فولاد نیاز به منگنز دارد

فولاد میلز استفاده از منگنز:

مهمترین استفاده از منگنز در تولید فولاد است.منگنز قدرت و سختی فولاد را به ارمغان می آورد. بدون منگنز، فولاد مورد استفاده برای ساخت صفحات زره پوش، فک های خرد کننده و ابزارهای ضربه، نمی تواند دارای  دوام باشد. 

فولاد ساخته شده از چه است؟

بسیاری از مردم به درستی پاسخ می دهند که فولاد ساخته شده از آهن است. کمتر می دانیم که از منگنز ساخته شده است. اگر چه مقدار منگنز برای ساختن یک تن فولاد بسیار کم و اندک است، اما این همان چیزی است که ضروری است چون آهن برای تولید ساختارفولادی نیاز  اساسی بنیادی به منگنز در جوامع مدرن دارا است.

در ساده ترین حالت می توانید از فولاد بدون منگنز استفاده نکنید. مصرف داخلی منگنز در حدود ۵۰۰۰۰۰ تن در سال است که عمدتا توسط صنعت فولاد است. ایالات متحده کاملا به واردات برای این مقدار منگنز وابسته است.

منگنز تقریبا ۰٫۱ درصد از پوسته زمین را تشکیل می دهد، و آن را ۱۲ عنصر فراوان است. استفاده اولیه آن به طور عمده در رنگدانه ها و اکسیدان ها در فرآیندهای شیمیایی بود. اهمیت منگنز به جوامع انسانی با توسعه تکنولوژی تولید فولاد مدرن در دهه ۱۸۶۰ منفجر شد. منگنز ضروری و غیر قابل جایگزینی در صنعت فولاد است و صنعت معدنچیان در جهان تنها توسط چند کشور تحت سلطه است. بنابراین، به عنوان یکی از مهمترین مواد معدنی برای ایالات متحده محسوب می شود.

تا حدود ۹۰ درصد مصرف منگنز، هم در ایالات متحده و هم در سطح جهان، توسط صنعت فولاد مورد توجه قرار گرفته است. سنگ معدن آهن (ترکیب آهن و اکسیژن) به آهن تبدیل به آهن  نورد شده می شود که منگنز اکسیژن و گوگرد را از بین می برد . این همچنین یک آلیاژ ضروری است که تبدیل آهن به فولاد را تبدیل می کند.

به عنوان یک آلیاژ، ترد بودن فولاد را کاهش می دهد و قدرت را تحمل می کند. مقدار منگنز برای هر تن فولاد نسبتا کوچک است و از ۶ تا ۹ کیلوگرم است. حدود ۳۰ درصد از آن در هنگام پالایش سنگ آهن مورد استفاده قرار می گیرد و ۷۰ درصد باقی مانده آن به عنوان یک آلیاژ در محصول فولاد مورد استفاده قرار می گیرد.

شیشه منگنز

شیشه منگنز می تواند رنگ

استفاده دیگر از منگنز

منگنز نیز به عنوان یک آلیاژ بافلزات مانند آلومینیوم و مس مورد استفاده قرار میگیرد. مهمترین کاربردهای غیر متالورژیکی عبارتند از کاتد باتری، فریت های نرم مورد استفاده در الکترونیک، مواد مغذی در کود، مواد مغذی در خوراک حیوانات، مواد شیمیایی برای تصفیه آب، رنگ برای پوشش کفاتومبیل، آجر، فریتس،شیشه، پارچه و کاشی. محصول “بنفش منگنز” برای رنگ آمیزی پلاستیک ها، پوشش های پودر، لعاب هنری و لوازم آرایشی  است.

منگنز در سنگ های قیمتی

منگنز در سنگ های قیمتی

منگنز از کجا می آید؟

منگنز عنصری به راحتی با اکسیژن، کربن و سیلیکون ترکیب می شود تا لیستی طولانی از مواد معدنی منگنز ایجاد کند. سنگ معدن منگنز به طور کلی حاوی ۲۵ تا ۴۵ درصد منگنز، بیشتر در اکسید (یا هیدروکسید) و مواد معدنی کربنات است.

سنگ معدن منگنز گسترده است، اما بیشتر عرضه جهان از تعداد کمی از معادن منگنز است. بیشتر سنگ های منگنز از لایه های گسترده ای از سنگ های رسوبی غنی از منگنز هستند که در شرایط ویژه در اقیانوس های باستانی تشکیل شده است. 

این رخداد زمانی رخ می دهد که تغییرات در وضعیت اکسیداسیون آب های اقیانوس باعث ایجاد غلظت بالای منگنز محلول شده و سپس مواد معدنی مختلف منگنز را متلاشی کرده و بر روی سطح دریا متمرکز شده است. این لایه ها در حال حاضر در بستر قاره ها یافت می شود.

لاک ناخن: لاک ناخن سیاه "لاک ناخن" یک پوشش نازک از اکسید منگنز است

لاک ناخن: لاک ناخن سیاه “لاک ناخن” یک پوشش نازک از اکسید منگنز است

سنگ معدن منگنز

برخی از مواد معدنی منگنز و در نظر گرفته “سنگ معدن اولیه،” چرا که آنها به اندازه کافی غنی در منگنز به درجه سنگ معدن باشد. دیگران “سنگ های ثانویه” هستند. این ها در مناطقی رخ می دهد که محتوای منگنز اصلی رسوبات به طور طبیعی توسط فرایندهای ژئولوژیک جوان تر غنی شده است.

تقریبا تمام سنگ معدن منگنز در نزدیکی مراکز معدنی به منظور بهبود درجه منگنز قبل از پردازش بیشتر سودمند است. اکثر آنها نیز برای تولید آلیاژهای فروموننج و سیلیکون انجماد ذوب می شوند. این آلیاژها به جای خود منگنز است که در اکثر کاربرد های متالورژیکی استفاده می شود

سنگ معدن منگنز نودولار

سنگ معدن منگنز نودولار

منگنز نودول

منبع اضافی بالقوه منگنز، گره های فرسودگی فرسوده و کریستالی است که در بسیاری از نقاط اقیانوس ها روی دره ساحلی رخ می دهد. این حیوانات به اندازه دانه گرده سیب زمینی در حال حاضر هدف از اکتشاف و تحقیق هستند،

که اکثرا در اقیانوس آرام است. اگر تولید این گره ها از لحاظ فنی، اقتصادی و قانونی ثابت بماند، می توانند منبع اصلی منگنز باشند.

برخی از محققان پیش بینی می کنند که قطعه های دریاچه را می توان برداشت کرد، پارو را ترک کرد، سپس دوباره دهه ها را به آینده برداشت. بخشی از دریای سیاه ممکن است تولید پایدار از سنگ آهن فرامنگان را تولید کند

سنگ مرمر منفجره

سنگ مرمر منفجره

عرضه و تقاضای منگنز

بسیاری از سنگ معدن منگنز جهان توسط چند کشور تولید می شود که شامل آفریقای جنوبی، استرالیا، چین و گابن هستند. نود درصد از ذخایر منگنز ثابت شده در این چهار کشور، به علاوه برزیل و اوکراین نیز هستند.

ایالات متحده ذخایر منگنز ندارد، همانطور که در مورد بسیاری از کشورهای صنعتی دیگر، به ویژه در اروپا است. تمام سنگ معدن منگنز مصرفی در ایالات متحده از منابع گابون، استرالیا، آفریقای جنوبی و برزیل وارد شده است.

اگرچه در ایالات متحده آمریکا تولید فرآورده های فلزی منگنز و منگنز در ایالات متحده وجود دارد، اما کشور همچنان مقادیر زیادی از آلیاژهای منگنز، مواد شیمیایی و فلزات را برای تامین نیاز مصرف خود وارد می کند.

مقادیر قابل توجهی از واردات فرومنگانس از آفریقای جنوبی، چین، اوکراین و جمهوری کره است. سیلیکون مگنز از آفریقای جنوبی، گرجستان، نروژ و استرالیا وارد می شود. تقاضا برای منگنز به لحاظ تاریخی نزدیک به تولید فولاد است و انتظار می رود که این کار در آینده صورت گیرد

عدن منگنز: عکس از معدن منگنز ممتوان در ناحیه کلاهاری آفریقای جنوبی. یک لایه ضخیم از سنگ معدن منگنز از این معدن گودال استخراج می شود. نیمکت های معدن به دنبال لایه بندی رسوبات سنگ معدن هستند.

معدن منگنز: عکس از معدن منگنز ممتوان در ناحیه کلاهاری آفریقای جنوبی. یک لایه ضخیم از سنگ معدن منگنز از این معدن گودال استخراج می شود. نیمکت های معدن به دنبال لایه بندی رسوبات سنگ معدن هستند.

تأمین عرضه منگنز داخلی

اگرچه کل ذخایر جهان برای پاسخگویی به تقاضای قابل پیش بینی مناسب است، در ایالات متحده به دلیل وابستگی کامل واردات به سنگ معدن منگنز برای تامین عرضه مداوم منگنز با در نظر گرفتن اختلافات سیاسی یا نظامی احتمالی یا زنجیره تامین.

گرچه منابع زیادی از سنگهای غنی شده با منگنز در ایالات متحده، عمدتا در مین و مینه سوتا وجود دارد، محتوای منگنز آنها به طور قابل توجهی کمتر از سنگ معدن منگنز است که از سایر نقاط جهان به راحتی قابل دسترسی است، بنابراین آنها در حال حاضر برای معدن غیرمواد است.

در کل، کمبود سنگ معدن منگنز وجود ندارد. رسوبات منگنز زمین بر اساس منطقه منگنز عالی آفریقای جنوبی تحت کنترل قرار می گیرند که تقریبا ۷۰ درصد منابع شناخته شده منگنز جهان را تشکیل می دهند (ذخایر به علاوه مواد شناسایی شده که تا کنون به طور کامل اثبات نشده اند). در نتیجه، انتظار می رود که آفریقای جنوبی همچنان نقش مهمی در تامین می یکند

سنگ معدن منگنز

سنگ معدن منگنز

معدن دریایی منگنز

معدن دریایی عمیق باید اقتصادی باشد، منابع سنگ معدن منگنز می توانند به طور چشمگیری از زمین به اقیانوس تغییر پیدا کنند. منابع تخمینی منگنز تخمین زده شده از منابع زمین به زمین کوره می شوند و می توانند منابع منگنز جهان را تا حد زیادی متنوع کنند. بخش عمده ای از منابع موجود در آبهای بین المللی است. منابع منگنانی در سطح دریا نیز در منطقه اقتصادی انحصاری ایالات متحده قرار دارند و تحت کنترل کامل ایالات متحده قرار دارند

منگنزدریایی

منگنزدریایی