mangánérc
Mangán - egy elem a hetedik átmeneti csoport a negyedik periódus csoportok, a periódusos rendszer a kémiai elemek Mengyelejev atomszámú 25. ejtsd szimbólum Mn (lat Manganum manganum tagjai képletek orosz olvasni, mint a mangán például KMnO4 -.... Kálium Mangán körülbelül négy, de gyakran olvasni, és hogyan mangán). Egyszerű anyag mangán (CAS-szám: 7439-96-5) - fém ezüstfehér színű. Jelenleg öt allotropic módosítások mangán - négy és egy köbös és tetragonális kristályrács.
Az egyik alapvető anyagok mangán - barnakőércre - volt ismert az ókorban, mint egy fekete magnézia és üveg volt használt főzés világosítására azt. Ő volt tekinthető egyfajta mágneses vasérc, és az a tény, hogy nem vonzza a mágnes, idősebb Plinius magyarázta egy női fekete magnézium-oxid, amely mágnes „közömbös”. 1774-ben, a svéd kémikus K. Scheele azt mutatta, hogy az érc tartalmaz egy ismeretlen fém. Ő küldött mintákat az érc ismerősnek vegyész Yu Ghana, ami melegítve kemencében barnakőércre szénnel termelni fém mangán. Az elején a XIX században a nevét „manganum” (- mangánérc a német Manganerz) azt tette neki.
Mangán kemény, törékeny fémet. Ismert négy köbös módosítását mangán-fém. Közötti hőmérsékleten szobahőmérséklet és 710 ° C-on, amíg a stabil a-Mn, a rácsparaméter a = 0,89125 nm, sűrűsége 7,44 kg / dm3. A hőmérséklet-tartomány 710-1090 ° C-ra b-Mn, a rácsparaméter a = 0,6300 nm; hőmérsékleten 1090-1137 ° C - g-Mn, a rácsparaméter a = 0,38550 nm. Végül, közötti hőmérsékleten 1137 ° C-ig és az olvadáspont (1244 ° C) stabil d-Mn a rácsparaméter a = 0,30750 nm. Módosítások a, b, és d törékenyek, g-Mn műanyag. mangán forráspontja körülbelül 2080 ° C-on
Mangán oxidálódik a levegőben, ami annak borított felület egy sűrű oxid film, amely megvédi a fémet a további oxidáció. Levegőn való kalcinálás 800 ° C felett bevont mangán-oxid skálán, amely egy külső réteg, és egy belső réteget Mn3O4 MnO készítmény.
Mangán formák több oxidok: MnO, Mn3O4, Mn2O3, MnO 2-ot és Mn2O7. Mindegyikük, kivéve Mn2O7, alkotó szobahőmérsékleten zöld, olajos folyadék, amelynek olvadáspontja 5,9 ° C, a kristályos szilárd anyagok.
MnO-monoxid bomlása a két vegyértékű mangán sói (-karbonát és mások), hőmérsékleten, körülbelül 300 ° C-on inert atmoszférában:
MnCO3 = MnO + CO2
Ez oxid félvezető tulajdonságokkal. Ha a tágulási MnOON kaphat Mn2O3. Ugyanez a mangán-oxid MnO2 kialakított levegőn hevítve hőmérsékleten körülbelül 600 ° C-on:
4MnO2 = 2Mn2O3 + O2
Mn2O3 hidrogén-oxidot redukáljuk, MnO, és az intézkedés alapján híg kénsav és salétromsav bejut mangándioxid MnO2.
Ha MnO2 hőmérsékleten kalcináljuk körülbelül 950 ° C, a megfigyelt hasítási oxigén és képződésének Mn3O4 mangán-oxid összetétele:
3MnO2 = Mn3O4 + O2
Ezt az oxidot úgy reprezentálható, mint MnO · Mn2O3, és Mn3O4 tulajdonságok megfelel ezeknek a keveréke oxidok.
Mangán-dioxid MnO2 - a leggyakoribb természetes mangán vegyület a természetben, meglévő több polimorf formában. Az úgynevezett b-módosítását MnO2 - már említett ásványi barnakőércre. Rombusz módosítás mangán-dioxidot, g-MnO2, mint a természetben található. Ez - egy ásványi ramsdelit (más néven - Pollyanna).
Nemsztöchiometriai mangán-dioxid, saját rács mindig is kevés az oxigén. Ha a mangán-oxidok, a megfelelő alacsonyabb oxidációs állapotok, mint 4, - a fő, a mangán-dioxid van amfoter tulajdonságokkal. 170 ° C-MnO2 helyre tudja állítani hidrogén MnO.
Ha KMnO4 kálium-permanganát hozzáadása tömény kénsav, a képződött savat Mn2O7-oxid, amelynek erős oxidáló tulajdonságokkal:
2KMnO4 + 2H2SO4 = 2KHSO4 + Mn2O7 + H2O.
Mn2O7 - savas-oxid, ez megfelel egy erős, nem létezik a szabad állapotú NMnO4 permangánsav.
Amikor mangán kölcsönhatás halogénnel képződött dihalogenidek MnHal2. Abban az esetben, a fluor esetleg fluoridok képező készítményt MnF3 és MnF4, és abban az esetben a klór - is triklorid MnCl3. Mangán reagál céljából kénnel MnS ólom-szulfid vegyületek (létezik három polimorf forma) és MnS2. Ismert egész csoport nitrid mangán: MnN6, Mn5N2, Mn4N, Mnn, Mn6N5, Mn3N2.
Foszforvegyületek mangán formák foszfidok MNR MnP3, Mn2P, Mn3P, Mn3P2 és Mn4P. Számos mangán karbidok és szilicideket.
A hideg víz mangán reagál nagyon lassan, de melegítésével a reakció sebességét jelentősen megnő, képződött Mn (OH) 2, és hidrogén szabadul fel. Az együtt mangán formájában mangán-savak sói (II):
Mn + 2 HCI = MnCI2 + H2.
Mivel Mn2 + sóoldatok lehet kicsapott gyengén oldódik vízben bázis közepes szilárdságú Mn (OH) 2:
Mn (NO3) 2 + 2NaOH = Mn (OH) 2 + 2NaNO3
Mangán reagál több sav, amelyek közül a legfontosabb az erős instabil margantsovataya H2MnO4 sav és permangánsav HMnO4, sókat, amelyek - sorrendben, manganátok (például nátrium-manganát Na2MnO4), és permanganátok (például kálium-permanganáttal KMnO4).
Manganátokon (manganátokon egyetlen ismert alkálifém és bárium) képesek olyan tulajdonságokat mutatni, mint egy oxidálószer (gyakran)
2NaI + Na2MnO4 + 2H2O = MnO2 + I2 + 4NaOH,
és csökkenti
2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 + 2KCl.
A vizes oldatok manganátokon aránytalan mangán vegyületet (4) és a mangán (7):
3K2MnO4 + 3H2O = 2KMnO4 + MnO2 · H2O + 4KON.
Így színező oldatot zöldről kékre megy, akkor a lila és a málna. Az a képesség, hogy változtatni a színét a megoldások K. Scheele nevezett kálium-manganát ásványi kaméleon.
Permanganát - erős oxidáló szerekkel. Például, kálium-permanganát KMnO4 savas közegben SO2 oxidálódik a kén-dioxid a-szulfát:
2KMnO4 + 5SO2 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4.
Nyomáson körülbelül 10 MPa jelenlétében vízmentes MnCl2 fémorganikus vegyületek reagálnak szén-monoxiddal (II) CO alkotnak egy kétmagvú karbonil Mn2 (CO) 10.
Pure mangán által vizes oldatok elektrolízisével mangán-szulfát-MnSO4, amely végzik jelenlétében ammónium-szulfát (NH4) 2SO4. több, mint 90% -a a termelt mangán van vaskohászatban. Mangán alkalmazunk adalékanyag acélból annak deoxidaláshoz, kéntelenítő (ez eltávolítja a nem kívánt szennyeződéseket acélból - oxigén, kén, stb), valamint a ötvöző acélok, azaz, javítva a mechanikai és korróziós tulajdonságok ... Mangán is használják réz, alumínium és magnézium ötvözetek. Bevonat mangán a fémfelületen számukra korrózióvédelmet. mangán használt könnyen illó és termikusan instabil kétmagvú dekakarbonil Mn2 (CO) 10 alkalmas, hogy vékony bevonatok.
mangán-vegyületet (karbonát, oxid és mások) használják a termelés ferrit anyagok, ezek szolgálnak katalizátorként sok kémiai reakciók része a mikrotápanyagok. Kálium-permanganát használják fehérítő lenből és gyapjúból, fehérítő technológiai megoldások, mint oxidálószer szerves anyagok. Az orvostudományban használt néhány mangánsót. Például a kálium-permanganát használunk antiszeptikus szert egy vizes oldatban, néhány esetben, a használt oldat cianid mérgezés és alkaloidok.
3. Mangán - 14-edik eleme az előfordulási a földön, és miután a második nehéz fém vas foglalt a kéreg (körülbelül 0,1 tömeg%, vagy 0,03% a teljes kéreg atomok). A súlya mangán mennyisége növekszik a savas (600 g / tonna) a fő fajok (2,2 kg / t). Kísért a sok a vas érc, de ott is független mangán betétek. Összes mangán ásványi anyagok a természetben előforduló nagyobb, mint 150. Azonban, széles körű és tartalmaz nagyobb mennyiségű Mn ásványok kicsit.
A leggyakoribb mangán ásványi anyagok:
· Barnakőércre MnO2 · x H2O, a leggyakoribb ásványi anyag (amely 63,2% Mn);
· Manganit (barna mangantsevaya érc) MnO (OH) (62,5% Mn);
· Braunit 3Mn2O3 · Virosztek Attila O3 (69,5% Mn);
· Rodokrozit (mangán Spar, Spar málna) MnCO3 (47,8% Mn);
Psilomelanm · MnO • MnO2 • n H2O (45-60% Mn);
· Purpura (Mn3 + [PO4]), 36,65 tömeg% mangánt.
4. Az erőforrások mangánérc található 56 országban szerte a világon, és figyelembe 21270000000 gramm, beleértve Afrikában -. 14330000000 tonna (67,4% -át a világ), és Európa -. 3440000000 tonna (16. 2%). Tartalékok mangán érc is ismert 56 országban. Megerősítette mangánércért tartaléka 5,4 milliárd tonna 90% -át a világ mangán bizonyított tartalékok közé zárt stratiform betétek mintegy 8% a magok időjárásnak és a 2% - .. A betétek hidrotermális típusát. A fő tulajdonosok mangán készletek 11 állam, gazdaság mintegy 95% -át a világ bizonyított tartalékok (5,1 milliárd. M). Ez Ukrajna, Dél-Afrika, Kazahsztán, Gabon, Georgia, Ausztrália, Brazília, Kína, Oroszország, Bulgária, India. Alkalmazni egyedi letétbe tartalékai mangánérc- több mint 1 milliárd tonna, a nagy - tartalékai több százmillió tonna, és a kis - tartalékai több tízmillió tonna.
Ipari betétek mangán érc az Urál két genetikai típusok: üledékes és volcanogenic hidrotermális-üledékes.
Mangán betétek Ordovician üledékek található a Ural régió Észak- és Polar Ural. Ezek közé tartozik a Parnoksky betét a Komi Köztársaságban és Chuvalskaya csoport betétek a Perm régióban.
Parnoksky vas-mangán betét fedezték fel 1987 Vorkuta geológiai expedíció. Nem található 70 km-re délkeletre a város INTA, a lábainál a Polar Urál, a középső ér r.Parnoka-Yu (kelet r.Lemvy beáramlás).
A Perm régióban található Verkhne-Chuval'skoye lerakódásokat csak az oxidációs zóna felső horizontján vizsgálják, ahol fekete és barna ferromangán érceket fejlesztenek ki. Ezeket a betéteket korábban vasércként használták fel. Feltételezzük, hogy az elsődleges karbonát érc mélységben fekszik. Az E.S. Kontar (szóbeli kommunikáció) feltételezi, hogy a Chuvalsky mangán lerakódások egy csoportja jelentős méretű lehet.
Mel-mangán paleogén üledékes betétek találhatók Szverdlovszk régióban, Kelet Észak Ural lejtőjén ahol áll Észak-Ural mangánérc medence. Területe 300 km-re északra a szélességi Szerov a nyugati határ mentén a mezozoikum-Cenozoic üledékek. Jelenleg ez a medence rendelkezik a legnagyobb bizonyított tartalékok mangánérc és csak itt a kereskedelmi termelés mangánérc- takarmány Ural. A terület az Északi Ural mangánérc medence kiderült, több mint 15 ipari területeken, amelyek közül 9 esetében vizsgálták részletesen: Berezovskoe, Novo Berezovskoe, Dél Berezovskoe, Catherine, Marsyatskoe, Yurkinskoe, Lozvinskoe, Ivdelsky, Tyninskoe; és egy mező - a Napraforgó - már kifejlesztésre került.
Az Észak-Urál-medence egyik vizsgált tárgya az Éjfél Mangán lerakódása, amely 23 km-re északra fekszik Ivdel városától. A betétet 1920-ban fedezték fel, 1942-ben pedig elkezdődött a kitermelése, amely 1965-ig tartott.
A mangánércek vulkanogén hidrotermális üledékes lerakódása gyakori a Tagilo-Magnitogorsk zónában, ahol a Silurian és Devon korszakokban, azaz 354-434 millió évvel ezelőtt az aktív vulkanizmust elsősorban víz alatti és tengeri körülmények között végezték. A vulkánokból és a környező fumarolokból származó forró vizek mangánt, szilíciumot, vasat és más kémiai elemeket tartalmaztak. Ezek a karbonátos, szilikátos és oxidvegyületek formájában található elemek a tengeri medencék alján található vulkánok közelében helyezkedtek el, és ipari helyeken ipari szilícium-mangán lerakódásokat képeztek.
A középső Urálokban vulkanogén hidrotermális üledékes mangán lerakódások ismertek a Nizhny Tagil érc régiójában. Itt tanulmányozta a Sapal, Lipovo és Kazan betéteket. Ezeknek a lerakódásoknak az ércsebészei általában a mészkövek és a tufa homokkövek határán helyezkednek el. Szabálytalan lencsék formájában vannak. A lelőhelyek geológiai felépítése vulkáni kőzetek - trachiták és tolakodó sziklák - szenitek.
Kis mennyiségű termelés mangán érc területén az Észak-Ural-medencében nem nyújtanak az igények az Ural gazdasági kerületben. Új ipari üledékes mangánérc betétek megtalálható az ordovíciumban üledékek a nyugati lejtőjén az északi és a Polar Urál, a korai széntartalmú üledékes kőzetek a nyugati és keleti lejtőin a Dél-Urál, a paleogén üledékek a keleti lejtőjén, a Northern Ural. A szükségletek az Urál a mangán érc fejlődő Parnoksky betét a Komi Köztársaságban, akkor lehetséges, miután a vasút területén.
5. A maranák fontosak és. minden bizonnyal szükséges eleme egy személy életében. Semmi sem helyettesítheti. Most Oroszországban hiány van a mangánbányászatban. Ezért az új betétek, még a tengeralattjárók fejlesztése is sürgető. és egy alapos tanulmányt a fém tulajdonságairól és vegyületeiről.
1. Nagy szovjet enciklopédia.
2. Akhmetov N.S. Általános és szervetlen kémia. M.-Higher School, 1989
3. A Föld bolygója.
4. Az UralGeoService webhelye.