Manganez (Mangan) Nedir? Nerelerde Kullanılır?Özellikleri Nelerdir?

Manganez ya da diğer adıyla mangan. Yer yüzünde en çok rastlanan 12. elementtir ve demir, bakır ve alüminyumdan sonra en çok kullanılan metaldir. Saf mangan, normal hava şartlarına karşı dayanıklıdır. Atom ağırlığı 54,94 g/mol, atom numarası 25 ve ergime noktası 1244°C’dir.

Fosfor, kükürt ve oksijen ile ergime sıcaklığının üstündeki sıcaklıklarda kolay bir şekilde bileşik yapabilmektedir. Bundan dolayı çelik bünyesinde bulunan fosfor ve kükürdün giderilmesinde kullanılmaktadır. Başta demir olmak üzere, bakır, alüminyum ve silisyum ile çeşitli özelliklere sahip alaşımlar yapmaktadır. Bunlardan en çok kullanılanı ise ferromangan (%78 Mn) ve silikomangan (%65-70 Mn) alaşımlarıdır.

EN UYGUN FİYATLARLA DMRSÜREN KİMYA DA..

Günümüzde artan çelik üretimi, mangan üretimindeki artışa da sebep olmuştur. Pirometalurjik ve hidrometalurjik yöntemler olmak üzere iki çeşit üretim yöntemi bulunmaktadır. Üretilen manganın büyük bir kısmı (%85-90) demir çelik endüstrisinde alaşım elementi olarak kullanılmaktadır. Çeliğe mangan eklenerek; çeliğin dövülme, haddelenme, tokluk, mukavemet, sertlik, aşınma, sertleşebilirlik ve rijitlik gibi özellikleri geliştirilmektedir.

Mangan 1826’da Asya Magnezyum’da keşfedildiği düşünülmektedir ve ilk kez cam eşya yapımında camın rengini ayarlamak için kullanıldığı tahmin edilmektedir. Az miktarda eklenmesiyle demir elementinden kaynaklanan yeşil rengin giderilmesine kullanılmıştır. Eklemeye devam ettikçe de pembe, mor ve siyah renkleri elde edilmiştir.

1700’lü yıllarda Gahn, mangan metalini saflaştır

EN UYGUN FİYATLARLA DMRSÜREN KİMYA DA..

Ferromangan endüstriyel olarak ilk kez 1841’mayı başarmıştır. Mangan adı ise ilk kez Buttman tarafından 1808’de kullanılmıştır. İlk kullanışlı mangan cevheri permanganat ise 17. yy.’da Alman kimyacı Glauber tarafından keşfedilmiştir.

de Pourcel tarafından Fransa’da üretilmiştir. Üretimi yapılan ferromangan burada pota çeliği yapımında kullanılmıştır. Yüksek mangan pik ise (%20 Mn ve Fe) ticari olarak 1850’lerde Prussia’da üretilmiştir.

Demir çelik endüstrisinde; çelik alaşımına ferromangan ilave edilmesi ile fosfor ve sülfürün giderilmesi, bu iki elementin çelik üstündeki kötü etkilerin giderilmesini sağlamıştır. Siemens tarafından 1866 yılında patenti alınmıştır. 1875’te yüksek fırında ferromangan üretimi Purcel tarafından başarılmıştır. 1888’de ise Hadfield mangan içeren çelik üreterek çeliğin sürtünme ve aşınmaya karşı olan direncini artırmıştır. Ferromangan ilk kez 1890’lı yıllarda üretilmiştir. 1990’lı yıllarda en çok MnO2 bileşiği kullanılmaya başlanmıştır. İlk kullanımı ise 1868’de Leclanche tarafından kuru pil sisteminde birincil katot bileşimi olarak kullanılmıştır.

EN UYGUN FİYATLARLA DMRSÜREN KİMYA DA..

Manganezin Fiziksel ve Kimyasal Özelikleri

Manganez, gümüş renge sahip bir metaldir ve demiri anımsatmaktadır. Aynı zamanda çok sert ve kırılgan bir yapıya sahiptir. En çok metalik formda, alaşımlamada, sülfür, fosfor ve oksijen giderici olarak demirde, çelikte ve demir dışı metallerin üretilmesinde kullanılmaktadır.

Manganez; demir, bakır ve alüminyumdan sonra en çok kullanılan ve yer kabuğunda en çok bulunan 12. elementtir. Periyodik tablodaki yeri 7. grup 4. periyottur. Atom numarası 25 ve atomik ağırlığı 54,94 g/mol’dür. Manganezin bazı özellikleri aşağıda belirtilmiştir.

Ergime noktası: 1244°C
Kaynama noktası: 2150 °C
Yoğunluk: 7,43 g/cm3
Özgül ısı: 0,115 cal/g
Ergime gizli ısısı: 63,7 cal/g
Lineer genleşme katsayısı: 22×10-6
Sertlik: 5,0 mohs
Sıkıştırılabilme: 8,4×10-7
Buharlaşma gizli ısısı: 53700 cal/g-at
Standart elektrod potansiyeli: 1,134 V
Manyetik hassasiyeti: 8×10-6 cgs

Manganezin α ve β formları kırılgan yapıya sahiptir. γ formu ise şekil verilebilir ve kararsız yapıdadir. Dondurulmuş halde tutulmazsa δ formuna dönüşmektedir. Γ formunun çekme dayanımı 72000 psi, akma mukavemeti 35000 psi, uzaması %40 ve sertlik değeri 35 Rockwell C’dir. γ formu düşük oranda bakır ve nikel eklenmesi ile kararlı hale getirilebilir.

EN UYGUN FİYATLARLA DMRSÜREN KİMYA DA..

Manganez Mineralleri ve Cevherleri

Saf manganez normal şartlar altında dayanıklıdır. Ergime sıcaklığının üstündeki sıcaklıklarda ise oksijen, fosfor ve kükürt ile kolaylıkla bileşik yapar. Bundan dolayı metallerin kükürtsüzleştirilmesinde ve reoksidasyonunda da kullanılmaktadır. Başta demir elementi olmak üzere, magnezyum, titanyum, silisyum, alüminyum, bakır ve çinko ile çeşitli özelliklerde alaşımlar yapmaktadır. Bunlardan en çok kullanılanları silikomangan (%65-70 Mn) ve ferromangan (%78 Mn) alaşımlarıdır. Mangan, mağmanın kristallenmesi esnasında Fe2+ iyonuyla beraber magmatik minerallerin yapısına girmekte ve özellikle amfibol grubu biyolitlerin ve minerallerin yapısında zenginleşmektedir.

Manganez bileşikleri yer yüzünün geniş bir bölümünde yaygın halde bulunmaktadır ve fazla sayıda mineralde oluşmaktadır. Ticari olarak en önemli olan manganez mineralleri ise oksitli yapıya sahip olan manganez mineralleridir.

Manganez cevherleri şu şekilde sınıflandırılabilir;

EN UYGUN FİYATLARLA DMRSÜREN KİMYA DA..

%35’ten fazla manganez ihtiva eden cevherler; manganez cevherleri, %10-35 manganez ihtiva eden cevherler; demirli manganez cevheri ve %5-10 manganez ihtiva eden cevherler. Bununla beraber üretim yapılabilecek durumda olması için cevherdeki en az manganez miktarı %20’dir.

Bazı manganez bileşikleri:

Oksidasyon Derecesi Kristal Yapısı Örnek
Mn3- Tetrahedral Mn(NO)3CO
Mn2- Kare [Mn (ftalosiyanin)]2-
Mn Trigonal Bipyramid Mn(CO)5-
Mn0 Oktahedral Mn2(CO)10
Mn+ Oktahedral [Mn(CN)6]5-
Mn2+ Tetrahedral MnCl42-
Mn3+ Oktahedral MnF3
Mn4+ Oktahedral MnO2
Mn5+ Tetrahedral MnO43-
Mn6+ Tetrahedral MnO42-
Mn7+ Tetrahedral MnO4

Bireşimli cevherler doğal cevherleri zenginleştirerek üretilmektedir. Manganez cevherleri; metalurjik, pil ve kimyasal kalitede cevher olmak üzere üç kısımda incelenmektedir. Metalurjik kalitedeki cevherler; ferromangan, manganez alaşımları ve kimyasallar için uygundur. Birincil kalitede mangan dioksit en az %85 MnO2 içermesi gerekir. İkincil kalitede olan mangan cevheri ise en az %68 MnO2 içermesi gerekmektedir. Kimyasal kalitedeki manganez cevherleri ise ikiye ayrılmaktadır. Bunlarda tip A kimyasal üretim yöntemlerinde oksidasyon amaçlı, tip B ise permanganat yapımında kullanılmaktadır.

EN UYGUN FİYATLARLA DMRSÜREN KİMYA  DA..

Yer kabuğunda manganez cevherleri, genellikle oksitli manganez mineralleri halinde bulunaktadır. Oksitli manganez mineralleri; psilomelan, hausmannit, pirolüsit ve manganittir. Karbonatlı manganez minerali ise rodokrozittir.

Sülfürlü manganez cevherleri ticari olarak bir öneme sahip değildir. Fakat bazı silikatları çıkartılmaktadır. Hauerit ve alabandit bilinen sülfürlü manganez mineralleridir. Hauerit nadir bulunan bir manganez mineralidir.

Yer kabuğunda bileşiminde manganez ihtiva eden 300’ü aşkın mineral bulunmaktadır. En çok öneme sahip manganez mineralleri; pirolusit, ramsdellit, polianit, manganit, kriptomelan, psilomelan, hausmanit, branuit, bixbit, jakopsit, hollandit, koronadit ve rodokrosittir. Aşağıdaki tabloda ticari olarak en çok öneme sahip manganez minerallerinin özellikleri verilmiştir.

Önemli mangan mineralleri
Bazı mangan mineralleri: a) Manganit b) Pirolusit c) Psilomen d) Rodokrozit e) Brounit f) Todoriket

Manganez Cevherlerindeki Empüriteler

EN UYGUN FİYATLARLA DMRSÜREN KİMYA DA..

Manganez cevherinde bulunan empüriteler 4 genel gruba ayrılabilir. Bunlar;

  1. Metaller: Demir, bakır, çinko, gümüş, kurşun
  2. Gang: Kireç magnezyum oksit, alümina, silis
  3. Uçucular: Su, organik maddeler, karbondioksit
  4. Metalik olmayanlar: Fosfor, kükürt

Bakır, çinko ve kurşun, cevherde olmaması istenen metallerdir. Bu üç elementin miktarı istenilen sınırlarda olması gerekmektedir. Eğer bu elementler cevher içerisinde yüksek miktarda ihtiva ediyorsa, cevher ekonomik olarak uygun değildir.

Cevherin ekonomik olarak bir değere sahip olması için alümina, magnezyum oksit, silisyum ve kireç miktarları çok önemlidir. Eğer bu değerler istenilen miktarlardan fazla ise cevher ekonomik olarak değerli değildir. Bunun sebebi ise manganezin üretiminde, bu elementlerin miktarları fazla olması nedeniyle, manganın ergitilmesi sırasında yüksek cüruf hacmine sebep olmaktadır. Yüksek cüruf hacmi olursa kok tüketimi artar ve bu da prosesin ekonomikliğini etkiler.

Manganez cevherlerinin büyük bir kısmı su içermektedir. Karbondioksit ve suyu bünyeden uzaklaştırmak için kalsinasyon işlemi uygulanmaktadır. Rodokrosit cevherinde %38 karbondioksit bulunması nedeniyle şarjdan önce mutlaka kalsine edilmesi gerekmektedir.

Sülfür ve fosfor manganez cevherlerinde istenmeyen empüritelerdir. Bunlar cevher bünyesinde bulunuyorsa, ergitme sırasında nihai ürüne geçerler. Yüksek fosforlu cevherlerden fosfor giderilmesi de mümkün değildir. Cevherde sülfür bulunuyor ise ergitme sırasında manganezle birleşerek mangan sülfür olarak cürufa geçeceğiden dolayı fosfor kadar sorun teşkil etmez.

EN UYGUN FİYATLARLA DMRSÜREN KİMYA DA..

Mangan Rezervleri

Dünyadaki Mangan Rezervleri

Yer kabuğunda toplam manganez cevheri miktarı yaklaşık olarak 5 milyar ton olduğu tahmin edilmektedir. Düyanın manganez ihtiyacını karşılayan cevherler genellikle Çin, avusturalya, Gabon, Brezilya, Güney Afrika ve Hindistan’dan çıkarılmaktadır. Ayrıca bunların yanında okyanus diplerindeki nodüller de önemli manganez kaynaklarındandır. Aşağıdaki tablodan dünya üzerinde bulunan manganez rezervlerini inceleyebilirsiniz.

Dünyadaki manganez yatakları

Türkiye’deki Manganez Cevherleri

EN UYGUN FİYATLARLA DMRSÜREN KİMYA DA..

Türkiye’de yer alan manganez yatakları, dünya çapında büyük olan yataklardan değildir. Türkiye’deki mevcut yataklarda da manganez tenörü yüksek değildir. Yer alan rezervlerin büyük bir kısmı demirli mangan cevherleri oluşturmaktadır. Bu cevherlerde mangan %10-35 oranlarında bulunmaktadır. Türkiye’nin rezervlerinde en çok bulunan demirli mangan cevherlerinin, mangan cevheri olarak kullanımı yoktur. Bu cevherler demir-çelik fabrikalarında sinterde kullanılarak, mangan cevheri kullanımından tasarruf sağlanmaktadır. Türkiye’de manganlı demir cevherleri de bulunmaktadır. Miktarı %5 ila %10 mangan ihtiva eden cevherlerdir. Türkiye’de yalnızca Hekimhan-Devecinde bulunan manganez cevherleri metalurjik mangan cevheri grubunda kullanılabilir.

Türkiye’de manganez cevheri bulunan görünür tahmini olarak 4,5 ton olup, en önemli rezerv ise 4 milyon ton ile Denizli Tavas’tadır. Aşağıdaki tablodan Türkiye’de bulunan mangan rezervlerini inceleyebilirsiniz.

Türkiye manganez yatakları

Manganezin Kullanım Alanları

Manganez önemli ölçüde demir-çelik ve kimya sanayisinde sıklıkla kullanılmaktadır. Üretilen manganın yaklaşık olarak %90’ı demir çelik sanayiinde kullanılmaktadır. Kalan kısmı ise kimya sanayiinde kullanılmaktadır. Bunlar haricinde manganez; alüminyum endüstrisinde alaşım malzemesi olarak, pil üretiminde, cam ve seramik endüstrisinde, elektrolitik çinko üretiminde, kaynak endüstrisinde, oto boyası, çimento, refrakter, petrokimya, fotoğrafçılık, suni gübre ve ilaç endüstrisinde kullanılmaktadır. Mangan dülfat ise kimya endüstrisinde, ilaç endüstrisinde ve gübre endüstrisinde kullanılmaktadır.

Neredeyse tüm çelik türlerinin bünyesinde mangan elementi yer almaktadır. Hadfield çeliğinde manganez miktarı %13-14’lere kadar çıkmaktadır. Manganez elementinin eklenmesiyle; çeliğin dövülme, haddelenme, mukavemet, tokluk, sertlik, aşınma, sertleşebilirlik ve rijitlik gibi özelliklerini geliştirmektedir. Ayrıca manganez çelik sanayiinde sülfür ve oksijen gidermek amacıyla da kullanılmaktadır.

Çelik üretimi

Manganezin, çeliğin bahsi geçen özelliklerinin geliştirilmesi sebebiyle makas üretiminde kullanılacak olan çeliklerin yapımında mangan ilavesi yapılmaktadır. Aynı zamanda zırh çeliklerinin üretiminde de mangan ilavesi görülmektedir.

Manganez içeren bakır alaşımları ise, elektrik iletkenliğinin düşük olmasından dolayı, duyarlı elektrik dirençlerinde ve ısıtıcı rezistansların üretiminde kullanılmaktadır.

Manganez alüminyum alaşımları, meşrubat kutularının sertliğini artırmak için kullanılmaktadır.

Manganez tuzları (sülfat, karbonat, oksit, klorür) kolloidal halde enfeksiyon oluşumuna karşı hücre metabolizmasını hızlandırıcı olarak anemi tedavisinde de kullanılmaktadır.

DMRSÜREN Kimya Ltd Şti

0216 4421200-0216 4426626

0552 3307100-0552 3308100

www.kimyadeposu.com

Türkiyenin Kimya Deposu // Kimyadeposu.com

Check Also

Petrolde en kötü hafta

Petrol, artan delta varyantı vakaları ve OPEC+ anlaşmasıyla ilgili gelişmelerin devam etmesiyle Mart ayından bu …

[ajax_load_more loading_style="infinite fading-circles" container_type="div" post_type="post" images_loaded="true" placeholder="true" button_loading_label="Haber Yükleniyor..." scroll_distance="500px"]