میزان مصرف فلز منگنز

میزان مصرف فلز منگنز

نحوه و میزان مصرف منگنز در مناطق مختلف جهان تا حدودی متفاوت است. آلیاژهای آلومینیوم، مخصوصاً نوعی از آن که در ساخت قوطیهای نوشابه کاربرد دارد، با حدود 65 درصد مصرف کل، بزرگ ترین بازار مصرف برای فلز منگنز در کشور آمریکا هستند. در اروپا تولید ورقهای آلومینیومی و در ژاپن صنایع فولاد سازی بزرگ ترین بازار مصرف برای فلز منگنز هستند.

بجز درمورد کشور آمریکا، اطلاعات کمی در مورد میزان مصرف فلز منگنز در کشورهای دیگر انتشار یافته است. آمریکا و ژاپن در حدود سه چهارم مصرف جهانی منگنز را به خود اختصاص داده اند و کشور آلمان از این نظر در مقام سوم قراردارد. با توجه به نقش احیاء کنندگی منگنز نسبت به آهن در سنگ خام بر عیار فرومنگنز تولیدی تأثیر می گذارد. مقدار کلسیم و سیلیس را می توان با افزودن مواد کمک ذوب و با اختلاف سنگ خام ورودی کنترل کرد.

در تولید فرو منگنزهای کربن دار نسبت منگنز به آهن باید در حدود 7/5 به یک باشد نحوه فرآیند تولید فولاد و ناخالصیهای همراه سنگ آهن وجود گوگرد در محصول نهایی را اجتناب ناپذیر می کند. بدون استفاده از منگنز، وجود گوگرد باعث شکنندگی فولاد در مرحله شکل گیری اولیه می شود. افزون منگنز به فرآیند موثرترین و ارزانترین روش حذف و یا کاهش گوگرد تا حد قابل قبول است.

این خاصیت مهم منگنز در سال 1860 کشف شد. البته منگنز امروزه کاربردهای دیگری نیز در فرآیند تولید فولاد دارد. منگنز تمایل بیشتری برای ترکیب با اکسیژن نسبت به آهن دارد، بنابراین از آن به عنوان یک اکسید کننده نیز می توان استفاده کرد. به علاوه منگنز باعث بهبود خواصی نظیر سختی، شکنندگی، شکل پذیری و نظایر آن در محصول نهایی می شود.

قسمت اعظم تولید فولاد شامل فولادهای معمولی چند منظوره و کم کربن می شود که در ترکیب خود بین 15% تا 0/8درصد منگنز دارند. قسمت عمده ای از این فولاد کمتر از 3% درصد منگنز در ترکیب خود دارند. در حدود 3 الی 4 درصد فولادهای تولید شده در جهان را فولادهای مقاوم که بیش از 500 مگاپاسکال مقاومت فشاری دارند شامل می شود. این نوع فولادها بیش از 1 درصد منگنز در ترکیب خود دارند بخش عمده ای از فولادهای مقاوم را فولادهای HSLA تشکیل می دهند که ب ین 1 تا 1/8 درصد منگنز دارند.

در تولید فولادهای مخصوص که شامل HSLI و حرارت دیده می‌شوند، نیکل، کرم، مولیبدن و وانادیم مصرف می شود. میزان توسط مصرف منگنز دراین نوع فولادها اغلب بین 0/6 تا 0/8 درصد است و انواع خاصی از این فولادها که تا 1/5 درصد منگنز دارند در ص نایع اتومبیل سازی کاربرد دارند.فولادهای ضد زنگ که کمتر از 2 درصد تولید جهانی فولاد را شامل می شوند دارای کروم و نیکل و در حدود 1 درصد نیز منگنز هستند.

در بعضی از انواع این فولادها که به فولاد ضد زنگ منگنز معروف هستند منگنز را می توان جایگزین بخشی از نیکل مصرفی نمود. این امر باعث افزایش مقدار منگنز موجود در فولاد بین 4 تا 16 درصد می شوند. این جایگزین می تواند در آینده باعث افزایش تقاضا برای منگنز شود ولی این امر تا حد زیادی بستگی به قیمت نیکل دارد.

استفاده از منگنز در تولید محصولات شیمیایی با مصرف شیمیایی با مصرف سالیانه 450 هزار تن در حدود 7 درصد مصرف جهانی منگنز را شامل می‌شود.مهم ترین محصول ترکیبات شیمیایی منگنز دی اکسید الکترولیتی است که در انواع باتریها از قبیل کربن روی، منیزیم، دی اکسید منگنز و آلکالین و لیتیم دی اکسید منگنز کاربرد دارد.

تقاضای جهانی برای EMD در حدود 200 هزار تن در سال برآورد می شودکه معادل مصرف سالیانه 120 هزار تن منگنز خالص است. این مقدار منگنز در حدود 2 درصد 20 مصرف منگنز جهان است. مصرف مستقیم دی اکسید منگنز طبیعی در تولید باتریهای کربن روی است که مصرف در حدود 250 هزار تن منگنز خالص را شامل می شود.این میزان مصرف معادل 4 درصد کل مصرف منگنز در جهان است.

میزان مصرف سالیانه EMD برخلاف NMD رو به رشد است. در تولید سایر ترکیبات شیمیایی منگنز سالیانه در حدود 200 هزار تن منگنز مصرف می شود. که این در حدود 3 درصد مصرف کل منگنز است. ترکیبات شیمیایی اصلی منگنز دار عبارتند از کربور، کلراید، اکسید سولفات منگنز و پرمنگنات پتاسیم. غیر متالورژیکی: منگنز در صنایع باطری سازی به 3 صورت کانسنگ طبیعی فعال، در اکسید منگنز شیمیایی و دی اکسید منگنز الکترونیکی طبیعی یا مصنوعی در باتری سازی استفاده می شود.

10% کاربردهای غیر متالورژیکی منگنز به صورت در ساخت باتریهای خشک و شیمیایی، سولفورزدایی و اکسید زدایی می باشد. باتری اساساً برای ذخیره سازی انرژی و آزاد سازی آن در مواقع لزوم است و در انواع مصارف خانگی کاربرد دارد. دی اکسید منگنز به عنوان ماده دی پلاریزر در باتریها به کار می رود و به صورت کانه طبیعی منگنز، دی اکسید منگنز شیمیایی و دی اکسید منگنز الکترولیتی در ساخت باتریها استفاده می شود.

کانه منگنز مورد استفاده در این مورد باید دارای درصد دی اکسید منگنز بالا و مقدار آهن خیلی کم باشد. کانی مورد استفاده باید دارای سختی متوسط و درجه مشخص از تخلخل باشد کانه مورد نظر در این مورد معمولاً تا ابعاد 10-20 مش خرد می شود.از آنجا که فلز روی به عنوان آند این باتریها عمل می کند.

نکته مهم در مورد کیفیت کانه مورد نیاز این است کانسار که ترکیبات الکترونگاتیوتر از روی نظیر ترکیبات مس، نیکل، کبالت، آرسنیک، سرب و آنتیموان نباید در کانه موجود باشند. دی اکسید منگنز وزنی رطوبت و حداکثر 1/3% سولفات و کمتر از 0/02 % آهن می باشد. الکترولیتی یک پودر سیاه رنگ است و به طور عمده شامل 91% وزنی3 - 5، MnO2%