وظائف المنغنيز كهربائيا في صناعة الصلب والبطاريات والمواد الكيميائية

ما هو معدن المنغنيز كهربائيا

فلز المنغنيز التحليل الكهربائي هو منغنيز عالي النقاء-يتم إنتاجه عن طريق التحليل الكهربائي لمحلول كبريتات المنغنيز المنقى. نظرًا لأنه يتم الحصول على المعدن من المحلول بدلاً من اختزاله في الفرن، فإنه يحمل مستويات كربون وكبريت أقل بكثير من المنغنيز الحديدي أو السيليكون المنغنيز. يتم تسليم المواد التجارية عادة على شكل رقائق فضية لامعة أو في شكل قوالب مضغوطة من الرقائق، وتبدأ محتويات المنغنيز النموذجية عند 99.7٪.

هذا النقاء هو سبب وجود المنتج. عندما يحتاج الفولاذ أو العملية الكيميائية إلى المنغنيز كعنصر صناعة السبائك أو الكاشف دون إضافة المزيد من الكربون أو الفوسفور أو الكبريت، فإن طريق التحليل الكهربائي هو الخيار العملي.

وظيفة في صناعة الصلب وسبائك

المنغنيز موجود في كل الفولاذ التجاري تقريبًا. إنه يحسن الصلابة، ويزيد القوة والصلابة بعد المعالجة الحرارية، ويتحد مع الكبريت لتكوين كبريتيد المنغنيز، مما يجنب الفولاذ ضرر -أغشية كبريتيد الحديد المنخفضة الذوبان عند حدود الحبوب. في الكربون العادي وسبائك الفولاذ-المنخفضة، يتم تنفيذ هذه المهمة بواسطة المنغنيز الحديدي؛ يتم تحديد معدن المنغنيز الكهربائي حيث سيتم تجاوز حدود الكربون والفوسفور لدرجات الفرن.

صناعة سبائك الفولاذ الخاصة:درجات الأوستنيتي والمنغنيز العالي-، بما في ذلك 11-14% من الفولاذ المقاوم للتآكل المستخدم في تطبيقات الكسارات والسكك الحديدية.

إزالة الأكسدة وإزالة الكبريت:يعمل المنغنيز كمزيل معتدل للأكسدة ويحسن التحكم في الكبريت، ويدعم الفولاذ النظيف.

سبائك الفولاذ والنيكل والفولاذ المقاوم للصدأ-منخفضة الكربون:حيث يجب إبقاء الكربون المتبقي منخفضًا، يتجنب EMM حمل الكربون الذي يحمله المنغنيز الحديدي.

مستهلكات اللحام ومسحوق المعادن:يساعد التركيب المتسق على الحفاظ على كيمياء الرواسب وخصائص الأجزاء الملبدة ضمن المواصفات.

ونظرًا لأن الرقائق تذوب بسهولة، فإن الاسترداد في المغرفة يكون مرتفعًا وقابلاً للتكرار بمجرد إنشاء ممارسة الإضافة لحجم حرارة معين.

تطبيقات تخزين البطارية والطاقة

المنغنيز هو عنصر أساسي في كيمياء البطاريات الحديثة. في الخلايا القلوية والجافة، يكون ثاني أكسيد المنغنيز هو مادة الكاثود ويساعد خام التغذية المنغنيز عالي النقاء-في الحفاظ على التفريغ الذاتي-والقدرة على التلاشي تحت السيطرة. في خلايا أيون الليثيوم-، يدخل المنغنيز في تركيبات كاثود الطبقات والإسبنيل، ويتم استخدام كبريتات المنغنيز عالية النقاء - المشتقة من معدن التحليل الكهربائي كمصدر أولي للمنغنيز.

يحكم مستخدمو البطاريات على المعدن من خلال ملف الشوائب وليس من خلال رقم المنغنيز وحده. يتم التحكم في الحديد والزنك والصوديوم والكالسيوم والمعادن الثقيلة بمستويات منخفضة لأنها تؤدي إلى تدهور دورة الحياة، ويجب أن تكون المادة خالية من التلوث العضوي الناتج عن المعالجة. كما أن ثبات حجم الجسيمات ومحتوى الرطوبة المنخفض مهمان أيضًا، حيث أنهما يؤثران على الذوبان والجرعات في النباتات الأولية.

الاستخدامات الكيميائية والإلكترونية والطبية

خارج علم المعادن، يعمل المنجنيز كهربائيا ككاشف ووسيط. تستخدم أملاح المنغنيز في الأسمدة وإضافات الأعلاف الحيوانية كعنصر نزري، وفي الأصباغ والطلاءات حيث تعطي مركبات المنغنيز درجات اللون البني والأسود والبنفسجي، وكمحفزات أو محفزات في مجموعة من تفاعلات الأكسدة والبلمرة.

وفي الإلكترونيات، تستخدم مركبات المنغنيز في صناعة المكثفات ومكونات الفريت، حيث تعتمد خطوات الطلاء والتطعيم على مستوى منخفض من الشوائب المعدنية. تظهر أملاح المنغنيز أيضًا في بعض التركيبات التشخيصية وفي-مستحضرات مكملات العناصر النزرة، والتطبيقات التي يكون فيها نقاء الدرجة الصيدلانية وإمكانية التتبع الموثقة أمرًا ضروريًا.

الدرجات النموذجية والنقاء

المعلمة	الصف القياسي	درجة نقاء-عالية
المنغنيز (من)	99.7% دقيقة	99.8% دقيقة
الكربون (ج)	0.04% كحد أقصى	0.03% كحد أقصى
الكبريت (S)	0.05% كحد أقصى	0.04% كحد أقصى
الفوسفور (ف)	0.005% كحد أقصى	0.005% كحد أقصى
الحديد (الحديد)	0.03% كحد أقصى	0.02% كحد أقصى
السيليكون (سي)	0.01% كحد أقصى	0.01% كحد أقصى
استمارة	تقشر أو فحم حجري	تقشر أو فحم حجري

يتم وصف عمليات التسليم حسب محتوى المنغنيز وحدود الشوائب الموضحة في شهادة الدفعة. تستخدم الممارسة الصينية أيضًا سلسلة درجات DJMn، حيث تشير لاحقة الحرف إلى تحكم أكثر صرامة في الشوائب، ويجب على المشترين الذين يحتاجون إلى ملف تعريف شوائب محدد تحديد تسمية الدرجة بدلاً من نسبة المنغنيز فقط.

الأسئلة المتداولة

س: كيف يختلف المنغنيز الكهربائي عن المنغنيز الحديدي؟
وهو معدن مكرر وليس سبيكة فرن، لذا فإن مستويات الكربون والكبريت والفوسفور أقل بكثير. وهذا يجعلها مناسبة حيث يجب أن تكون تلك العناصر محدودة.

س: ما هو الشكل الأسهل في الاستخدام في المغرفة؟
تكون القوالب أكثر كثافة وتخترق الخبث بسهولة أكبر، بينما تذوب الرقائق بسرعة. يعتمد الاختيار على معدات الشحن وممارسة الإضافة في المصنع.

س: لماذا يحدد إنتاج البطاريات درجة نقاء أعلى؟
يعمل الحديد والزنك والشوائب المعدنية الأخرى على تقصير عمر الدورة وتقليل السعة، لذلك يضع مستخدمو الكاثود والإلكتروليت حدودًا أقل بكثير من تلك المستخدمة في صناعة الصلب.

س: هل المنغنيز كهربائيا استرطابي؟
المعدن نفسه مستقر، لكن الجزء الناعم يمكنه التقاط الرطوبة. أبقِها جافة واستخدم المواد من التغليف المختوم للإضافات المهمة.

س: كيف يتم التحقق من الدرجة؟
يتم أخذ عينات من كل دفعة ومعايرتها بالنسبة للمنغنيز والشوائب الخاضعة للرقابة، وترافق الشهادة الشحنة بحيث يمكن مطابقة المواد المسلمة مع الطلب.

س: هل يمكن أن يحل محل السيليكون المنغنيز في الفولاذ؟
جزئيا. يوفر المنغنيز التحليلي المنغنيز بدون السيليكون، وهو ما يناسب مواصفات السيليكون المنخفض- والكربون المنخفض-، ولكنه لا يؤدي مهمة إزالة الأكسدة التي يوفرها السيليكون.