锰在高炉内的还原过程:在高炉上部的较低温度区域,锰的氧化物易分解,逐级还原为MnO,但由于锰矿石中含有SiO2,MnO在未达到还原温度以前,即与脉石中(或燃料熔剂中)的SiO2结合生成硅酸锰进入渣中,锰的还原实际上是在液态炉渣中进行的。此法渣量少,可降低电耗,且因渣温较低可减轻锰的蒸发损失,同时副产品富锰渣(含锰25~40%)可作冶炼锰硅合金的原料,取得较高的锰的综合回收率(90%以上)。炉渣中的硅酸锰比自由状态的MnO更稳定,使锰的还原更加困难,需要的温度更高。锰铁炉渣的形成及其对冶炼的影响。
高碳锰铁是以锰矿石为原料,在高炉或电炉中熔炼而成的,也是钢中常用的脱氧剂。因而在各种钢和铸铁中,几乎都含有一定数量的锰。锰铁常常被还作为合金剂使用,它的出现在钢液中有一定的除杂作用。
除高碳锰铁外,微碳锰铁不但也适用于低碳合金结构钢,不用改变原有的炼钢工艺,能优化合金,对于钢材的质量有一定的改善作用,降低炼钢材的成本,有着一定的经济效益的提升。
锰在元素周期表上位于第四周期,第VIIB族,属于比较活泼的金属,加热时能和氧气化合,易溶于稀酸生成二价锰盐。
在钢铁工业中主要用于钢的脱硫和脱氧;也用作为合金的添加料,以提高钢的强度、硬度、弹性极限、耐磨性和耐腐蚀性等;在高合金钢中,还用作奥氏体化合元素,用于炼制不锈钢、特殊合金钢、不锈钢焊条等。粉尘含有锰,如果丢弃这些大量粉尘,不仅会污染环境,也会浪费紧缺的锰资源,因此必须对它们回收利用。此外,还用于有色金属、化工、食品、分析和科研等方面。
锰的重要化合物是二氧化锰。在大自然中,便有大量天然的二氧化锰——软锰矿。但在高炉冶炼中,Mn的回收率和锰矿石的品位会在较大范围内变化,因此产品中的含磷量也随之变化。人们早在远古时代便知道软锰矿了。二氧化锰是黑构色的粉末。干电池中那些黑色的粉末,便是二氧化锰。二氧化锰能够催化油类的氧化作用,人们常在油漆中加入它,以便加速油漆干燥的速度。人们在制造玻璃时,常往里加入二氧化锰,因为它能消除玻璃的绿色,使绿色玻璃变得无色透明。
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