- 为您推荐：
锰
仪器网
锰
锰（měng）英文为Manganese，元素符号Mn，元素周期表中原子序数为25,相对原子质量为54.94，属于第四周期，VIIB族元素。锰是一种灰白色、硬脆、有光泽的过渡金属，纯净的金属锰是比铁稍软的金属，含少量杂质的锰坚而脆，潮湿处会氧化，生成褐色的氧化物覆盖层。锰也是人类必需的微量元素，地球上一切生命的生物学功能都与锰元素紧密相关，土壤中含锰0.25%，茶叶、小麦及硬壳果实含锰较多。它是构成正常骨骼时所必要的物质，有多方面的作用。它可以激活必要的酶，使维生素H、B、C能顺利被人体利用；在制造甲状腺素时也不可或缺。但人体吸收过量的锰会引起锰中毒，重度的可出现暴躁、幻觉等症状，引发锰狂症。接触锰的作业有碎石、采矿、电焊、生产干电池、染料工业等。1774年，甘恩分离出了金属锰。柏格曼将它命名为manganese（锰）。锰可用铝热法还原软锰矿制得。
锰最早的使用可以追溯到石器时代。早在17000年前，锰的氧化物(软锰矿)就被旧石器时代晚期的人们当作颜料用于洞穴的壁画上，后来在古希腊斯巴达人使用的武器中也发现了锰。古埃及人和古罗马人则使用锰矿给玻璃脱色或染色。
虽然软锰矿很早就被人们所利用，但是，一直到18世纪的70年代以前，西方化学家们仍认为软锰矿是含锡、锌和钴等的矿物。18世纪后半叶，瑞典化学家T.O.柏格曼研究了软锰矿，认为它是一种新金属氧化物。他曾试图分离出这个金属，却没有成功。瑞典化学家舍勒也同样没有从软锰矿中提取出金属，便求助于他的好友、柏格曼的助手——甘恩。1774年，甘恩用舍勒提纯的软锰矿粉和木炭在坩埚中加热一小时后得到了纽扣状的金属锰块，柏格曼将它命名为manganese。它的拉丁名称manganum和元素符号Mn由此而来。
19世纪初期，英国和法国的科学家开始研究锰在钢铁制造中的应用，并分别于1799年和1808年在英国获得了认可。1816年，一位德国研究者发现锰能增强铁的硬度，却不会降低铁的延展性和韧性。1826年，德国的皮埃格在坩埚中制造出含锰量为80%的锰钢。1840年，J.M.希茨在英国生产出金属锰。1841，帕萨开始了镜铁的工业化规模生产。1875年，帕萨开始了含锰量为65%的锰铁的商业生产。1890年电炉生产锰铁的工艺诞生，1898年铝热法生产金属锰的方法出现，电炉脱硅精炼法也被用于生产低碳锰铁。1939年开始用电解法生产金属锰。
随着技术的不断改进，锰年产量也在不断增加。根据美国地质调查局2015年公布的数据，2013年全球锰矿产量约为1800万吨。锰的消费领域也不断扩大，除了大部分用于钢铁领域外，还被广泛用于电池、化工、电子、农业、医学等领域中。
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。从矿床成因类型来看，以沉积型锰矿为主，如广西下雷锰矿、贵州遵义锰矿、湖南湘潭锰矿、永州零陵区珠山镇锰矿、辽宁瓦房子锰矿、江西乐平锰矿等；其次为火山-沉积矿床，如新疆莫托沙拉铁锰矿床；受变质矿床，如四川虎牙锰矿等；热液改造锰矿床，如湖南玛瑙山锰矿；表生锰矿床，如广西钦州锰矿。从成矿时代来看，自元古宙至第四纪均有锰矿形成，以震旦纪和泥盆组为最重要。
锰的用途十分广泛，涉及人类生产生活的诸多方面。每年全球生产的锰中，约有90%应用在钢铁工业，余下的约10%会应用在有色冶金、化工、电池、农业等领域。冶金工业中用来制造特种钢；钢铁生产上用锰铁合金作为去硫剂和去氧剂；也用作为合金的添加料，以提高钢的强度、硬度、弹性极限、耐磨性和耐腐蚀性等；在高合金钢中，还用作奥氏体化合元素，用于炼制不锈钢、特殊合金钢、不锈钢焊条等。此外，还用于有色金属、化工、医药、食品、分析和科研等方面。
金属锰质坚而脆，不易被利用。为了提高其强度、工作性能和耐磨性，锰通常被制成合金，被称为“锰钢”的合金含有约13％的锰。1883年，24岁的英国冶金学家哈德菲尔德（R．A．Hadfield）取得了高锰钢专利，这种高锰钢非常结实，被用于铁路轨道、土方机械、保险柜、军用头盔、步枪桶和监狱，被称为哈德菲尔德高锰钢。
在实验室中二氧化锰常用作催化剂使用（把二氧化锰加入双氧水中分解氧气，还有把二氧化锰混合氯酸钾一起加热）。
物理性质
锰为灰白色金属，质坚而脆，有光泽。属于VIIB族元素。密度7.44克/立方厘米。熔点1244℃。在固态状态时它以四种同素异形体存在α锰（体心立方），β锰（立方体），γ锰（面心立方），δ锰（体心立方）。电离能为7.435电子伏特。
晶体结构：晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有2个金属原子。晶胞参数：
a = 891.25 pm
b = 891.25 pm
c = 891.25 pm
α = β =γ = 90°
体积弹性模量：120(GPa)
原子化焓：280.3 (kJ /mol @25℃)
热容：26.32 J /（mol· K）
导电性：0.0069510^6/(cm ·Ω )原子体积：7.39（立方厘米/摩尔)
元素在太阳中的含量：10(ppm)
元素在海水中的含量：
太平洋表面：0.0001(ppm)
地壳中含量：950（ppm）
化学性质
锰在元素周期表上位于第四周期，第VIIB族，属于比较活泼的金属，加热时能和氧气化合，易溶于稀酸生成二价锰盐。
质子数：25
中子数：30
相对原子质量：54.938049
原子序数：25
所属周期：4
锰的核外电子排布
锰的核外电子排布
所属族数：VIIB
价电子排布：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2
外围电子层排布：3d5 4s2
电子层：K-L-M-N
电子层分布：2-8-13-2
电解法
工业上可以用通直流电电解硫酸锰溶液的方法制备金属锰。这种方法成本较高，但成品纯度好。
制备溶液采用锰矿粉与无机酸反应加热制取锰盐溶液，同时向溶液中加入铵盐作缓冲剂，用加氧化剂氧化中和的方法除去铁，加硫化净化剂除去重金属，然后过滤分离，在溶液中加入电解添加剂作为电解溶液。工业生产广泛采用硫酸浸锰方法制取电解液，用氯化锰盐溶液电解制取金属锰的方法还未形成规模性生产。
制取硫酸锰所用的锰矿粉分菱锰矿和软锰矿两种。
用软锰矿制取硫酸锰，先要对软锰矿进行还原焙烧，还原
... 查看全文电解金属锰是用锰矿石经酸浸出获得锰盐，再送电解槽电解析出的单质金属。外观似铁，呈不规则片状，质坚而脆，一面光亮，另一面粗糙，为银白色到褐色，加工为粉末后呈银灰色;在空气中易氧化，遇稀酸时溶解并置换出氢，在略高于室温时，可分解水而放出氢气。
电解锰(海关税则号:81110010未锻轧锰、锰废碎料、粉末)。金属锰的提炼方式主要有热法(火法)和电解法(湿法)两种，热法生产(金属锰)纯度不超过95~98%，而纯的金属锰则是由电解法制备(电解金属锰)，其纯度可达99.7~99.9%以上。现在，电解法生产已成为金属锰生产的主要方式。
Mn+H2O(热)=Mn(OH) 2+H2↑
锰在电动序中位于氢之前，故易溶于酸，甚至醋酸也能使它溶解而放出氢气，同时生成Mn2+离子。
Mn+2HCl=MnCl 2+H2↑
Mn+H2SO4 (稀)=Mn SO4+H2↑
3Mn+8HNO3 (稀)=3Mn (NO3) 2+2NO↑+4H2O
牌号 | 化学成分% | ||||||
Mn | C | S | P | Si | Se | Fe | |
不小于 | 不大于 | ||||||
DJMnA | 99.95 | 0.01 | 0.03 | 0.001 | 0.002 | 0.0003 | 0.006 |
DJMnB | 99.9 | 0.02 | 0.04 | 0.002 | 0.004 | 0.001 | 0.01 |
DJMnC | 99.88 | 0.02 | 0.02 | 0.002 | 0.004 | 0.06 | 0.01 |
DJMnD | 99.8 | 0.03 | 0.04 | 0.002 | 0.01 | 0.08 | 0.03 |
注：锰含量由减量法减去产品中表列杂质含量综合得到，即w（Mn）=100-{w（C+S+P+Si+Se+Fe）}（%） | |||||||
电解锰的纯度很高，它的作用是增加合金属材料的硬度，应用最广的有锰铜合金、锰铝合金，200系列不锈钢，锰在这些合金中能提高合金的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性。
锰是冶炼工业中不可缺少的添加剂，电解锰加工成粉状后是生产四氧化三锰的主要原料，电子工业广泛使用的磁性材料原件就是用四氧化三锰生产的，电子工业、冶金工业和航
... 查看全文锰砂滤料是采用优质天然锰矿石加工而成，外观呈褐色，对于地下水除铁、除锰过滤有独特的效果。
锰砂滤料（除铁、锰填料）
50kg袋装，塑料编织袋，注:MnO2>15%就可以消除水中的铁离子。
锰砂滤料
锰砂滤料是采用国内优质锰砂矿、晶粒致密、机械强度大、化学活性强、不易破碎、不溶
于水的天然锰矿砂。经水洗打磨除杂、破碎、干燥、磁选、筛分、除尘等工艺加工成砂。再把加工好的锰砂按一定的级配调合而成。它具有水处理滤料最理想的级配比例，使它在单位体积内有最大的比表面积、最 强的截污能力、最大的氧化催化作用和最小的反冲洗流失率。
锰砂滤料外观黑褐色，近圆形，主要成份是二氧化锰，含量在35%-45%之间。
采用锰砂滤料处理地下水，工艺简单，操作方便，工程造价低，长效稳定，服务周期在5年以上，易于管理，不填加任何化学药剂即可达到去除水中铁、锰、砷等有害物质的目的，水质完全达到国家饮用水标准，是非常好的地下水处理滤料。
注：锰砂滤料常用规格有0.4-0.6mm、0.6-1.2mm、1-2mm、2-4mm、4-8mm、8-16mm、16-32mm。特殊规格可根据用户需求另行加工。
分析项目 测试数据 分析项目 测试数据
密 度 2．66g/cm3 破 碎 率 ≤1.0%
堆 密 度 1.85 g/cm3 磨 损 率 ≤1.0%
含 泥 量 ≤ 2.5% MnO2 30-40%
天然锰砂是一种很强的氧化剂，能对水中二价铁起氧化作用，常用于饮用水除铁、除锰过滤装置，地下水除铁除锰净化水质使用。
项目 鉴定数据 项目 鉴定数据
MnO2 35-46% 密度 3.6g/cm3
Fe 20%左右 容重 2.3g/cm3
SiO2 17-20% MnL2 12-22%
破碎率 ≤1.0% 磨损率 ≤3%
含泥量 ≤ 3%
锰砂的使用年限，对于含铁浓度高的地下水一般为3~5年，对于含铁浓度低的地下水，使用年限则
... 查看全文锰中毒(manganese poisoning)可因口服高锰酸钾或吸入高浓度氧化锰烟雾引起急性腐蚀性胃肠炎或刺激性支气管炎、肺炎。慢性锰中毒主要见于长期吸入锰的烟尘的工人，临床表现以锥体外系神经系统症状为主且有神经行为功能障碍和精神失常。接触锰机会较多者有锰矿开采和冶炼，锰焊条制造，焊接和风割锰合金以及制造和应用二氧化锰、高锰酸盐和其他锰化合物的产业工人。
急性锰中毒常见于口服浓于1%高锰酸钾溶液，引起口腔黏膜糜烂、恶心、呕吐、胃部疼痛；3%～5%溶液发生胃肠道黏膜坏死，引起腹痛、便血，甚至休克；5～19克锰可致命。在通风不良条件下进行电焊，吸入大量新生的氧化锰烟雾，可发生咽痛、咳嗽、气急，并骤发寒战和高热（金属烟热）。
慢性锰中毒一般在接触锰的烟、尘3～5年或更长时间后发病。早期症状有头晕、头痛、肢体酸痛、下肢无力和沉重、多汗、心悸和情绪改变。病情发展，出现肌张力增高、手指震颤、腱反射亢进，对周围事物缺乏兴趣和情绪不稳定。后期出现典型的震颤麻痹综合征，有四肢肌张力增高和静止性震颤、言语障碍、步态困难，精神症状多为不自主哭笑、记忆力显著减退、智能下降、少数病例出现冲动行为。部分患者尚可发现不恒定的病理反射，腱反射亢进、腹壁反射或提皋反射减弱或消失，一侧性中 枢性面瘫等锥体束损害，反映中 枢神经系统有较弥漫的病变。
锰烟尘可引起肺炎、尘肺，尚可发生结膜炎、鼻炎和皮炎。
1.尿锰正常值上限不超过0.54μmol/L（0.03mg/L），粪锰一般以40mg/kg作为正常上限。测定尿和粪锰可以反映近期锰吸收程度。有关体内生物标本的锰正常值应根据当地正常值。
2.锰中毒时可有尿l7－酮类固醇、多巴胺及其代谢产物高香草酸含量增多或减少。
3.早期肌电图检查有运动纤维传导和（或）感觉纤维传导减慢。
4.重度中毒者脑电图见α波率减少，波幅偏低，全脑散在性或阵发性同步性θ波或δ波等慢活动。
5.
... 查看全文
沪公网安备 31011502008050号
