锰在电子工业应用中的应用锰的用途及应用领域介绍，锰的提炼方法|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

锰的用途及应用领域介绍，锰的提炼方法

锰的用途及应用领域介绍

【锰的应用概况】

锰的用途非常广泛，几乎涉及人类生产生活的方方面面。全球每年生产的锰中，约90%用于钢铁工业，10%用于有色冶金、化工、电子、电池、农业等部门。

【锰在钢铁工业中的使用】

锰在炼铁中的应用 高炉冶炼的生铁一般是铁碳合金，加入少量的锰不但能够改善冶炼的操作和加工，还能改善生铁的性能。

①炼钢生铁(白口铁)。白口铁是平炉和转炉炼钢的主要材料，在生铁总产量中占80%以上。随着技术的改进，转炉逐渐代替了平炉。而锰矿作为转炉吹炼过程中的化渣剂，具有良好的持续化渣作用，并且不产生金属喷溅。②铸造生铁(灰口铁)。铸造生铁可包括翻炒生铁、可锻铸铁和球墨铸铁。铸造生铁用锰矿石，对质量没有严格要求，锰矿石在冶炼配比中所占的比重很小，对生铁质量影响较小。含锰量为20%-25%的铁锰矿石即可。锰在炼钢中的应用 锰在炼钢中的主要作用就是脱氧、脱硫和作为合金元素。①用作脱氧剂

炼钢过程中，为了提高钢的质量，需要除去铁水中的碳、硫等有害杂质，最简便的工艺就是用氧化的方法，可是有一部分铁和杂质元素一同被氧化，生成氧化亚铁，而氧化亚铁在钢液中溶解度大，使钢液中含氧量增高，而氧含量的增高会对钢的性能产生不良影响，所以钢对含氧量有严格的要求，一般不准超过0.02%，甚至更严。因此，炼钢过程必须脱去超标的氧。锰是活性好的金属，其化学性能比铁活泼，将锰加入钢液中时，可以与氧化亚铁反应形成不溶于钢水中的氧化物渣，飘浮于钢水液面，使钢中含氧量降低。虽然锰在钢水中的脱氧能力比其他一些元素(如钙、铝、硅)低，但由于其易于生产，价格又比较低，因此仍然深受钢铁企业的欢迎，尤其是对炼沸腾钢来说，采用锰铁合金脱氧是很理想的脱氧剂，因锰的脱氧能力较弱，它可以调整钢的含氧量，而不至于使氧脱去过多而不能沸腾。同时锰的存在还可以使硅和铝的脱氧能力增强，因为脱氧产物MnO与其他氧化物(如Si02)可以形成低熔点化合物而有利于从钢液中排除。②用作脱硫剂硫在钢液中以硫化铁形式存在，钢中含硫高容易产生热脆，降低钢的机械性能，因此，炼钢过程必须控制硫的含量。锰与硫的结合力大于铁与硫的结合力，当加入锰合金之后，钢水中的很易与锰生成熔点高的硫化锰而转入炉渣中，从而降低了钢中的硫含量，提高钢的可锻性和可轧性。③用作合金元素锰之所以能成为各种钢的重要合金元素，是因为它可以强化铁素体和细化珠光体，提高钢的强度、淬透性、硬度和耐磨性。例如，在低合金钢中加人0.8%-1.7%的锰，钢的强度就能比普通碳钢提高20%-30%。

【锰在有色冶金工业中的应用】

锰在有色冶金工业中主要有两种用途，一是在铜、锌、镉、铀等有色金属的湿法冶炼过程中加人二氧化锰或高锰酸钾作氧化剂，使溶于酸溶液中的二价铁氧化成三价，调整溶液pH值，使铁沉淀而除去。另一个是与铜、铝、镁生成许多有工业价值的合金，如黄铜、青铜、白铜、铝锰合金、镁锰合金等，锰可以提高这些合金的强度、耐磨性和耐腐蚀性，如在镁中加人1.3%-1.5%的锰形成的合金具有更好的耐蚀性和耐温性能，被广泛应用于在航空工业中。

【锰在电池工业中的应用】

锌-锰电池由于使用方便，价格低廉，至今仍是电池中使用最广，产值、产量最大的一种电池。MnO2是锌-锰电池的正极，电池放电时被还原。天然MnO2(NMD)、化学MnO2(CMD)和电解MnO2(EMD)是制备电池用的MnO2的主要原料。天然Mn02由于纯度比较低，一般只在生产糊式锌锰干电池时使用。现在，由于自然界中适合生产干电池用的NMD数量变得越来越少，同时随着技术进步和人们生活水平的提高以及环保意识的日益加强，用NMD生产糊式锌-锰电池的量将会逐渐减少，而用EMD生产锌一锰干电池中的量将会不断增加，尤其是生产无汞锌-锰电池用的高纯EMD的需求量将会快速增加。

【锰在电子工业中的应用】

随着电子技术的快速发展，电子工业对锰的需求量也不断增加。电子工业的基础材料是磁性材料，尤其是软磁材料，而软磁材料中又以锰锌铁氧体为主，因其具有狭窄的剩磁感应曲线，可以反复磁化，在高频作用下具有高导磁率、高电阻率、低损耗等特点，同时又价格低廉，来源广泛，已经取代了大部分镍锌铁氧体，在软磁材料中占到了80%以上。例如，用锰锌铁氧体磁芯制成的各种电感器件、变压器、线圈、扼流圈等，在通讯设备、家电产品、计算机产品、工业自动化设备等方面都得到了广泛应用。

【锰在农业中的应用】

锰是植物正常生长不可缺少的微量元素之一，它参与光合作用和氮素的转化，参与许多酶的活动和氧化还原过程，能促进叶绿素的合成和碳水化合物的运转。当土壤中锰严重缺乏时，农作物就会出现枯黄，生长不良，产量下降，所以，锰常被添加在肥料中用于农业生产，如含硫酸锰的锰肥被用作种子催芽剂。除了用作肥料之外，锰在农业上还被用作杀菌剂(如：乙撑双二硫代氨基甲酸锰)和饲料添加剂等。

【锰在环保方面的应用】

锰也可以应用到污水、废气的处理以及天然饮用水的净化中。地下水中含有铁质，当铁的浓度过高时就会对我们的生产生活产生一些影响，如水就会发混，还有铁腥味，容易形成水垢，洗涤过的衣服会有锈色斑点，印染的色泽不鲜艳等，所以需要净化，而二氧化锰可以氧化水中的铁，使水中可溶性二价铁氧化成不溶于水的三价铁的氢氧化物而除去。此外，二氧化锰还可用于净化废水中的砷，净化废气中的硫化氢、二氧化硫和汞等。

【锰在医学领域的应用】

锰在医学领域主要是用作消毒剂、制药氧化剂、催化剂等。如高锰酸钾是医药上最常用的消毒剂之一，因为它是一种很强的氧化剂，配成0.1%+的高锰酸钾溶液就能起到消毒杀菌的作用。二氧化锰除了在镇静剂芬那露生产过程中被用作中间氧化剂外，还被当作催化剂用于生产解热镇痛剂非那西丁。

【锰在其他方面的应用】

在实验室中常用二氧化锰常作催化剂，如将二氧化锰加入双氧水中分解氧气。锰也被用作玻璃生产过程中的褪色、着色和澄清剂等。制皂工业广泛采用高锰酸钾或二氧化锰作催化剂，现在也会把锰皂当作催化剂来制取肥皂。二氧化锰不仅可以在印染工业中被当作氧化剂制备还原艳绿印染颜料，还可以用作氧化剂来制取电影胶片、照相底片的显影剂。此外，锰也被用于焊接工业中，因为它起到脱硫、脱氧和提高焊缝强度的作用。

锰的提炼方法

【锰的提炼方法】

金属锰的提炼方式主要有热法(火法)和电解法(湿法)两种。热法生产的金属锰纯度不超过95～98％，并且耗能高，污染严重，已经逐渐被淘汰了，而电解法生产的金属锰纯度可达99.7～99.9％以上，污染也相对较小，现在已成为了金属锰生产的主要方式。

电解法生产的金属锰外观似铁，呈不规则片状，质坚而脆，一面光亮，另一面粗糙，为银白色到褐色，加工为粉末后呈银灰色；在空气中易氧化，遇稀酸时溶解并置换出氢，在略高于室温时，可分解水而放出氢气。电解金属锰由于它的纯度高、杂质低的特点，现已成功而广泛地运用于钢铁冶炼、有色冶金、电子技术、化学工业、环境保护、食品卫生、电焊条业、航天工业等各个领域。

【我国电解锰行业现状】

电解金属锰生产技术由美国矿业局在20世纪30年代开发成功，30年代末开始规模工业生产。此后，日本、德国、前苏联、南非、巴西等国相继生产。我国电解金属锰生产起步较晚，1956年，上海冶炼厂(上海电解锰厂)建成我国第一条电解金属锰生产线。70年代起，湖南、四川等地开始出现电解金属锰生产厂，80年代末以后，我国电解金属锰迅猛发展，电解锰行业主要集中在湖南、贵州、重庆交界的锰三角。截止2011年，全国共有162家电解金属锰生产厂，生产能力达240万吨。我国电解锰消费量也在持续增长，自2008年国内消费量超越出口后一直维持这一状态。 2011年中国国内电解锰表观消费量为132万吨，出口16万吨。电解锰产品出口也发生了变化，自2008年起锰球出口比例开始增长。2010年锰球出口量超过锰片，2011年锰球出口比例增长到70%，锰片出口比例则压缩至30%。上述比例的变化，主要是因为中国对锰片征收20%的出口关税，而锰球却暂未征税。随着我国电解锰行业的不断发展，也出现了许多问题，如一些地区由于开发较早，锰资源供应已经很紧张；矿山的开采利用率低，调查显示，我国碳酸锰矿山(一般为地下采矿)资源开采利用率约为43%；氧化锰矿山(一般为露采水选)资源开采利用率约为57%。平均资源开采利用率仅为50%。此外，有些矿山存在乱采乱挖的现象，资源回收率低，还有一些企业在开采中采富弃贫的现象很严重，这些问题都阻碍了我国电解锰行业的持续健康发展。2012年，中国电解锰行业更是由于全球经济不景气而遭遇了前所未有的市场缩减，再加上替代品高硅硅锰参与市场竞争，主要材料和电力价格上涨，征收出口关税，产量过剩，产品价格大幅下跌等因素影响，全行业效益锐减，31家企业停产，其中24家企业宣布倒闭，从2000以来中国电解锰首次出现产量大幅下降，大多数企业亏损的情况。2013年，工信部于7月公布了2013年19个工业行业淘汰落后产能企业名单(第一批)，其中淘汰电解锰落后产能24.37万吨，涉及重庆13家企业，产能10.6万吨；湖南8家企业，产能7.17万吨；贵州7家企业，产能6.1万吨；陕西1家企业，产能5000吨。虽然一部分落后企业被淘汰了，但是随着云南、新疆、内蒙古等地新产能投产，加上贵州、重庆、湖南、广西等老产区的扩建产能投产，电解锰产能过剩的现状并未改善。因而，我国电解锰行业应该加快调整产业结构的步伐，尽快完成由小型分散向大型集中发展方向发展的过程。此外，我国电解锰行业也需要采用新技术、新装备，提高企业清洁生产水平，在保护环境的基础上充分利用锰资源，推动我国电解锰工业健康持续发展。

锰的基本介绍，锰的历史及应用发展

锰 Manganese

中文名称：锰，英文名称：Manganese，元素符号：Mn，元素周期表中原子序数为25， VIIB族金属。锰的密度为7.44克/立方厘米，熔点为1244℃，沸点为1962℃。锰是一种银白色金属，质坚而脆，但是在空气中易氧化，生成褐色的氧化物覆盖层，在升温时也容易被氧化，形成层状氧化锈皮。锰是人类所必需的微量元素之一，对人体健康有着重要作用。锰资源广泛分布于陆地和海洋中，全球陆地锰资源储量约为5.7亿吨(美国地质调查局2015年发布数据)，海洋锰结核资源储量约为30000亿吨以上。作为重要的工业原料，锰被广泛应用于钢铁、有色冶金、化工、电子、电池、农业、医学等领域。

锰的历史及应用发展

【锰的发现简史】

锰最早的使用可以追溯到石器时代。早在17000年前，锰的氧化物(软锰矿)就被旧石器时代晚期的人们当作颜料用于洞穴的壁画上，后来在古希腊斯巴达人使用的武器中也发现了锰。古埃及人和古罗马人则使用锰矿给玻璃脱色或染色。

虽然软锰矿很早就被人们所利用，但是，一直到18世纪的70年代以前，西方化学家们仍认为软锰矿是含锡、锌和钴等的矿物。18世纪后期，瑞典化学家T.O.柏格曼研究了软锰矿，认为它是一种新金属氧化物，并曾试图分离出这个金属，却没有成功。瑞典化学家舍勒也同样没有从软锰矿中提取出金属，便求助于他的好友、柏格曼的助手——甘恩。1774年，甘恩用舍勒提纯的软锰矿粉和木炭在坩埚中加热一小时后得到了纽扣状的金属锰块，柏格曼将它命名为manganese。

【锰应用发展】

19世纪初期，英国和法国的科学家开始研究锰在钢铁制造中的应用，并分别于1799年和1808年在英国获得了认可。1816年，一位德国研究者发现锰能增强铁的硬度，却不会降低铁的延展性和韧性。1826年，德国的皮埃格在坩埚中制造出含锰量为80%的锰钢。1840年，J.M.希茨在英国生产出金属锰。1841，帕萨开始了镜铁的工业化规模生产。1875年，帕萨开始了含锰量为65%的锰铁的商业生产。

1860年，锰的应用有了重大突破。贝塞麦当时正在尽力研制以他的名字命名的制钢工艺，但是他却遇到了难题——钢中残留了过多的氧气和硫。这个难题在1856年的时候被马希特解决了，他建议贝塞麦将镜铁(含锰量较低的锰铁)加入到钢水用于除硫。贝塞麦法的诞生标志着早期工业革命的"铁时代"向"钢时代"的演变，这在冶金发展史上具有划时代的意义。1866年，威廉•西门子在炼钢过程中使用锰铁控制磷和硫的含量，并将该方法申请专利。1868年，勒克朗谢制造出第一块干电池，后经改进，该电池使用二氧化锰作为干电池的阴极去极化剂，锰在电池领域的应用推动了二氧化锰需求的增长。1875年以后，欧洲各国开始用高炉生产含锰15%～30%的镜铁和含锰达80%的锰铁。1890年电炉生产锰铁的工艺诞生，1898年铝热法生产金属锰的方法出现，电炉脱硅精炼法也被用于生产低碳锰铁。1939年开始用电解法生产金属锰。随着技术的不断改进，锰年产量也在不断增加。根据美国地质调查局2015年公布的数据，2013年全球锰矿产量约为1800万吨。锰的消费领域也不断扩大，除了大部分用于钢铁领域外，还被广泛用于电池、化工、电子、农业、医学等领域中。

【我国锰行业发展现状】

我国锰矿的地质找矿工作始于1886年，并于1890年首先在湖北兴国州(今阳新)发现锰矿。新中国成立以后才开始大规模的锰矿地质勘查工作。截止2012年底，我国已探明储量的矿区有213处。我国锰矿山的开采始于1890年，当时开采的是湖北阳新锰矿，后因质量不佳，不久就停采了。经过一百多年的发展，现在我国在锰矿开采、选矿、冶炼、深加工和综合利用等方面已经形成了较完整的体系，锰矿石的产量也不断增加。此外，随着我国钢铁、电子电池等工业的迅猛发展，锰的消费量激增，而我国的锰矿贫矿多，富矿少，无法满足国内对锰资源的需求，导致锰矿石的进口量也从1983年开始逐年增加，我国也成为了世界上主要的锰矿石进口国。2010年国内共进口1160万吨(按干吨算)锰矿石，占全世界总交易量(2000万吨)的58%。2011年，我国锰矿石进口量为1297万吨，比2010年增加12.1%，创我国年度进口历史新高。2012年，我国锰矿进口量为1138万吨。我国进口的锰矿石主要来自澳大利亚、加蓬、加纳、南非、巴西、印度、缅甸、东欧等国家和地区。随着我国锰行业的不断发展，我国的锰制品也开始出口，日本、荷兰、韩国、美国、俄罗斯、乌克兰、印度、孟加拉、朝鲜、泰国等国都是我国锰制品的主要出口地。近几年，由于锰资源的内需较大，国际市场疲软，再加上政府对相关锰制品征税等因素影响，我国锰制品出口量有所下降。2012年我国(锰桃等)锰制品出口量累计数量87705.052吨，同比下降17%。2013年全年进口锰矿1660.8万吨，同比增长34.29%，进口金额为319171.6万美元，同比增长46%。相比2012年，2013年我国进口锰矿可谓量价齐增。这一方面是由于我国粗钢产量增长对锰合金的刚性需求持续增强，另一方面则是南非等锰矿主产国产量增长以及对中国市场的投放力度加大。近些年来，我国锰行业发展中的问题也越来越突出，如锰矿石主要由中小型矿区生产，开采利用率低，回收率也低，有些矿山还存在乱采乱挖的现象，技术设备落后，环境污染严重，产业布局结构不合理，产能过剩，对国外矿石依赖度高等，这些问题都制约了我国锰行业的发展。2013年国家各项环保及淘汰落后产能政策出台，意在调控钢材产量以及电解锰产量。目前电解锰产能严重过剩，产量供大于求局势紧张。虽在政府正常调控下或能减少电解锰过剩产能，但也需要一定的过渡时间。为了解决这些问题，我国锰相关企业应该密切关注国内、国际市场，及时调整锰矿石的进口量和产量，发挥行业联合会的积极作用，增强国际市场价格话语权。相关部门也应该鼓励和引导企业实施走出去战略，加大海外投资建厂力度，保障我国锰矿市场供应。此外，国家相关部门也应该整合锰矿资源，取缔非法采矿，淘汰效率低下小矿山，提高行业准入门槛，提高勘查、开采集中度，加大对新工艺、新设备的投资引进力度，继续落实节能减排工作，促进相关行业健康发展。