Области применения - Геолого-промышленные типы месторождений марганца, методика поисков и разведки

В мировом потреблении металлов марганец занимает четвертое место после железа, алюминия и меди. Ежегодно в мире производится около 7-7,5 млн. т этого металла. Как известно, основным потребителем марганцевых руд является черная металлургия, в которой используется до 90 % производимого товарного марганца. Вместе с тем растут объемы потребления этого металла в других сферах его применения. В черной металлургии марганец используется в качестве десульфуризатора для перевода серы в шлак. Также марганец способствует образованию жидких шлаков, что позволяет отделять металл в конце плавки, и восстанавливает окислы железа, связывая находящийся в расплаве кислород. В присутствии марганца повышается прочность стали, сохраняется ее пластичность и устойчивость к окислению в условиях высоких температур. Обычно содержание марганца в стальной продукции общего назначения колеблется от 0,25 до 0,8 %. Некоторые сорта стали с повышенным (до 1 %) содержанием марганца, обладающие особой прочностью и устойчивостью к стиранию, используются для изготовления деталей, подвергающихся высоким нагрузкам: дисков, поршней, шестерен и т. д. В марганцовистых сортах легированной стали содержание марганца колеблется от 1,2 до 1,8 %, что дополнительно повышает сопротивляемость к стиранию и увеличивает свариваемость; из них изготавливаются оси транспортных средств, коленчатые и карданные валы, арматурные конструкции. Структура выпускаемых ферросплавов за последние годы претерпела некоторые изменения. В 1991-1993 гг. повысился спрос на низкоуглеродистый ферромарганец и силикомарганец. Причиной для этого стало стремление высокоразвитых стран перейти на более эффективные и экологически чистые технологии производства стали, в частности, на электрометаллургическую и кислородно-конвертерную выплавку. Производители марганцевого сырья, в свою очередь, переориентировали производство применительно к новым условиям. Некоторые страны начали сокращать экспорт марганцевых руд и расширять мощности по выпуску марганцевых сплавов как более дорогостоящих продуктов (Бразилия, ЮАР); другие стали снижать производство высокоуглеродистого ферромарганца и перепрофилировать предприятия на выпуск средне - и низкоуглеродистого ферромарганца и силикомарганца (Индия, Китай, Австралия). Исходя из данных табл. 4, если в 1997 г. доля силикомарганца в общем выпуске марганцевых ферросплавов составляла 20 %, то в 2001 г. она достигла 47 %. Китай наращивал выпуск ферросплавов, главным образом, за счет силикомарганца (в 1998 г. - 639 тыс. т, в 2001 г. - 950 тыс. т).

Важной сферой применения марганца является производство сплавов на основе цветных металлов, главным образом алюминиевых и медных. В 2001 г. в США было потреблено 16,1 тыс. т металлического марганца для изготовления сплавов цветных металлов, причем 85 % этого объема использовались при изготовлении алюминиевых сплавов. Марганец добавляют в алюминиевые сплавы для повышения коррозионной стойкости. Эти сплавы содержат небольшие количества железа и кремния, которые имеют электролитический потенциал гораздо менее электроотрицательный, чем алюминий. Марганец связывает железо и кремний в интерметаллические соединения, имеющие электролитические потенциалы, близкие к алюминию, тем самым устраняя условия для появления коррозии. Для примера в табл. 6 указан химический состав сплавов, выпускаемых корпорацией Alcoa. Эти сплавы имеют прочность, близкую к стальной, обладают высокой коррозионной стойкостью. Их используют в производстве картерных двигателей, соединительных штоков для бензиновых моторов. Сплавы системы алюминий-марганец АМц (1,0-1,6 % Mn) и АМц 1 (2,0-4,5 % Mn) отличаются от алюминия более высокой прочностью и сохраняют высокую пластичность. Их характерными свойствами являются высокая коррозионная стойкость и хорошая свариваемость. Теплопроводность и электропроводность этих сплавов значительно ниже, чем у алюминия. Из сплава АМц изготовляют сварные баки, бензо - и маслопроводы, радиаторы для тракторов и автомашин. Сплав АМц 1 применяют в строительстве, транспорте, а также электротехнической промышленности для чувствительных элементов тахометров. Самой значимой областью применения алюминиевых сплавов, легированных марганцем, является выпуск банок для напитков. Фирма Alcan производит сплавы, содержащие 0,3 % марганца, которые используются при изготовлении банок для напитков, мягких трубок, бутылок, напорных баков, огнетушителей и упаковочной тары. Сплав, содержащий 72 % марганца, 18 % меди и 10 % никеля, имеет высокий коэффициент термического расширения, демпфирующую способность и используется в приборах температурного контроля автомобилей. Сплав, называемый "Manifor" и состоящий из 60 % меди, 20 % марганца и 20 % никеля, применяется в часовой промышленности для производства миниатюрных частей. Он обладает высокой коррозионной стойкостью по отношению ко многим средам, однако недостаточной для изготовления часов высокого качества, где применяется дополнительная антикоррозионная защита деталей из этого сплава.

Самой важной неметаллургической областью применения марганца в форме его диоксида является производство химических источников тока, на которое приходится 200-250 тыс. т марганца в год. В 1996 г. доля щелочных батареек на потребительском рынке батареек США достигла 80 %, а в Японии - 60 %. С середины 90-х годов спрос на электролитический диоксид марганца (ЭДМ) со стороны продуцентов щелочных и литий-ионных батарей, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками, ежегодно возрастал примерно на 5 %. При этом сократилось использование природного диоксида марганца (ПДМ) в производстве цинк-углеродных и цинк-марганцевых аккумуляторных батарей. Химический диоксид марганца (ХДМ), хотя и в меньших масштабах, также потребляется на рынке аккумуляторных батарей, в основном для батарей с более низкими характеристиками.

Похожие статьи




Области применения - Геолого-промышленные типы месторождений марганца, методика поисков и разведки

Предыдущая | Следующая