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锰是在地壳中广泛分布的元素之一。银白色金属,质坚而脆。属于VIIB族元素。密度7.44克/立方厘米。熔点1244℃, 沸点1962℃。化合价+2.+3.+4.+6和+7。其中以+2(Mn2+的化合物)、+4(二氧化锰,为天然矿物)和+7(高锰酸盐,如KMnO4)、+6(锰酸盐,如K2MnO4)为稳定的氧化态。能分解水,易溶于稀酸,并有氢气放出,生成二价锰离子。  

中国锰矿资源较多,分布广泛,在全国21个省(区)均有产出;有探明储量的矿区213处,总保有储量矿石5.66亿吨,居世界第3位。中国富锰矿较少,在保有储量中仅占6.4%。从地区分布看,以广西、湖南为最丰富,占全国总储量的55%;贵州、云南、辽宁、四川等地次之。其中新萄京娱乐场网址5197矿业有限责任企业所属大新锰矿分企业是新萄京娱乐场网址5197国唯一的特大型锰矿。

锰的用途非常广泛,在钢铁工业中,锰的用量仅次于铁,90%的锰消耗于钢铁工业,10%消耗于有色冶金、化工、电子、电池、农业等部门。

锰在钢铁工业中的应用

锰与氧、硫的亲合力都比较大,故锰是钢液的脱氧剂和脱硫剂。锰能强化铁素体和细化珠光体,故能提高钢的强度和淬透性,因而可作为钢的合金元素。

钢的强度极限随锰的含量增加(≤7%)而增加,每增加1%的锰含量,强度极限提高98066.5kPa,同时钢的塑性极限也相应得到提高。

当钢中锰含量大于10%时,钢在大气中抗腐蚀性大大增强,锰还能减轻氧和硫对钢的危害,从而提高钢的可锻性和可轧性。现在锰已成为钢铁工业不可缺少的重要原料。

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,调整溶液的pH值,使铁沉淀而除去。二是锰与铜、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。

铝锰合金主要用于航空材料。含锰0.5%~3%的铝锰合金硬度大,抗蚀能力强,同时抗拉强度可达186~235MPa,重量又轻,因此在航空工业以及军民的日常装备中得到广泛应用。镁中加人1.3%~1.5%的锰后形成的合金具有良好的耐蚀性和耐温性能,在航空工业中也得到了广泛应用。

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。制备电池用MnO2的原料主要有天然MnO2(NMD)、化学MnO2(CMD)和电解MnO2(EMD)。EMD在锌一锰干电池中的用量将会不断增加。尤其是生产无汞锌-锰电池用的高纯EMD的需求量会增加更快。

锰在电子工业中的应用

磁性材料,尤其是软磁材料是电子工业的基本原料。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。

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。

在锰锌铁氧体中四氧化三锰用量占到了21%左右。

锰在建筑材料中的应用

锰在建筑材料方面的用途主要是在生产玻璃时作为褪色、着色和澄清剂等。

用于生产玻璃的原料中多数含有钻、铁等杂质,影响了玻璃的颜色,适量加人Mn02可以使玻璃变为无色,加人不同量的Mn02又可以使玻璃具有不同的颜色。

锰在建筑材料中的另一用途是使陶瓷和砖、瓦表面的着色,如着褐色、绿色、紫色、黑色等光彩鲜艳的颜色。西欧一些国家的楼房建筑装饰材料釉面砖、瓦表面着色主要是采用MnO2作着色料,颜色鲜艳,持久不易褪色,很受人们青睐。

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。当土壤中严重缺锰时,农作物出现枯黄,生长不良,产量下降。

据中国科学院南京土壤研究所和江苏农业科学院的调查表明,新萄京娱乐场网址5197国缺锰土壤达亿亩以上,若以每年每亩施lkg锰肥计,新萄京娱乐场网址5197国农业需含锰肥料就达10万t之多。硫酸锰和一氧化锰都是优质的锰肥。

除了用于肥料之外,锰在农业上还有许多其他的应用,如作杀菌剂(乙撑双二硫代氨基甲酸锰)、饲料添加剂等。

锰在环保治理方面的应用

锰在环境保护方面,主要用于对污水和废气的处理。

在天然饮用水中常含有一定的杂质,需要净化,用二氧化锰净化水特别适用于地下水的除铁。

二氧化锰可用于净化废水中的砷,还可用于净化废气中的硫化氢和二氧化硫等有害气体,以及净化含汞的工业废气。

锰与人类健康

已有的资料表明锰是有益于人类健康的微量元素。

新萄京娱乐场网址5197国广西巴马族自治县是世界著名的长寿之乡,超过百岁的老人在十万人中有31人,超过国际公认长寿之乡25人的标准。为了查明巴马人长寿的原因,先后有20多个国家的专家到巴马进行了科学考察,发现除了巴马县的自然环境保护好、水和空气均没被污染外,还与土壤中Mn,Zn含量高有密切关系。巴马人吃的食品如粮食、蔬菜、豆类、菌类、笋类中含Mn,Zn等微量元素也比其他地区的要高。

人类健康长寿自然与许多因素有关,但从新萄京娱乐场网址5197国广西巴马县人长寿的调查结果可以看出,Mn元素被植物吸取,再进人人体对人类健康长寿是有益的。

医学研究近来证实:老年人骨质疏松与缺少锰有一定关系。

锰在其他方面的应用

在制皂工业中广泛采用高锰酸钾或二氧化锰作催化剂。更新的技术是采用锰皂代替高锰酸钾和二氧化锰作催化剂,效果更好。目前,新萄京娱乐场网址5197国已用一部分合成脂肪酸代替一部分动植物油来制备洗涤肥皂。

在医药方面锰主要是作消毒剂、制药氧化剂、催化剂等。

高锰酸钾是医药上最常用的消毒剂之一,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。

在生产镇静剂芬那露的过程中,用二氧化锰作中间氧化剂:

在生产解热镇痛剂非那西丁中,用对硝基氯苯在活性二氧化锰催化剂存在下与氢氧化钠的乙醇溶液作用,生成对硝基乙醚,再用硫化钠还原,以醋酸进行乙醇化即制得非那西丁。

在印染工业中用二氧化锰作氧化剂制备还原艳绿印染颜料。

用二氧化锰作氧化剂制备的对苯二酚是影片胶片、照相底片的显影剂。

锰在焊接工业中也是一种不可少的重要原料,无论是手工电弧焊接还是自动埋弧焊接锰都是一种重要的原材料,起到脱硫、脱氧和提高焊缝强度的作用。
 

 
 
 
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