Марганец – это химический элемент, который имеет серебристо-белый цвет, характеризуется хрупкостью и твердостью. На сегодняшний день он считается одним из самых распространенных и популярных металлов, который пользуется большим спросом. Хотя Mn редко используется в чистом виде, он необходим для выплавки стали. Наиболее крупными месторождениями металла и странами, в которых добывают большое количество марганцевых руд, можно считать Австралию, Южную Африку, Китай, Габон и Бразилию.
Способы получения марганца
Почти 90% всего марганца, производимого ежегодно, используется в производстве стали. Его добавляют к расплавленному металлу для удаления кислорода и серы, чтобы упростить формирование и общую работу с ней, а также повысить прочность и устойчивость стали к ударам. Элементарный Mn легко соединяется с кислородом, углеродом и кремнием, образуя длинный список минералов. Но мало кто знает, как вообще существуют на сегодняшний день способы получения марганца.
Металл получают восстановлением оксида натрием, магнием, алюминием, электролизом сульфата марганца, восстановлением коксом. Наиболее часто используемая технология включает восстановительное кальцинирование с конверсией оксидов марганца с более высокой валентностью, таких как MnO2, Mn3O4, Mn2O3. Затем кальцин выщелачивают в отработанном электролите и в итоге получается нейтральный раствор сульфата марганца.
Еще одним популярным способом получения металла является алюминотермическое восстановление оксида марганца из различных шлаков алюминием. Помимо высокой эффективности, такой метод имеет и другое преимущество: потребление энергии в процессе производства сплавов Al-Mn с помощью предлагаемого процесса является незначительным из-за сильно экзотермических реакций при применении высоких температур (более 2800°С). Кроме этого, алюминотермический процесс дает безуглеродистые сплавы.
Получение марганца путем электролиза
Чистый Mn получают и путем электролиза. Марганцевую руду восстанавливают, а затем выщелачивают серной кислотой. Раствор очищают и диоксид марганца получают электролизом – процессом, при котором электрический ток пропускается через вещество, чтобы вызвать химическое изменение, то есть изменение, при котором вещество теряет или приобретает электрон.
Сам процесс осуществляется в электролитической ячейке – аппарате, состоящего из положительного и отрицательного электродов, разделенных и погруженных в раствор, который содержит как положительно, так отрицательно заряженные ионы. Данный метод имеет множество преимуществ:
- он высоко эффективен;
- позволяет производить большое количество вещества;
- производит продукты в наиболее чистой форме.
Среди недостатка электролиза стоит выделить небезопасность для здоровья и окружающей среды. Именно поэтому во время проведение электролиза стоит позаботиться о повышенной защите.
Теперь вы знаете, какие существуют методы получения металла. Каждый из них имеет как свои преимущества, так и недостатки, но абсолютно все являются эффективными и широко применяются в современном мире.
