硫酸锰作用与用途有哪些 硫酸锰的作用和功效

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一、硫酸锰作用与用途有哪些

一、硫酸锰作用与用途有哪些

锰的用途非常广泛。在钢铁工业中，锰的含量仅次于铁。90%的锰消耗在钢铁工业，10%消耗在有色冶金、化工、电子、电池、农业等部门。(一)锰在钢铁工业中的应用锰与氧和硫的亲和力比较高，所以是钢水的脱氧剂和脱硫剂。锰可以强化铁素体，细化珠光体，因此可以提高钢的强度和淬透性，所以可以作为钢的合金元素。

钢的强度极限随着锰含量(7%)的增加而增加。锰含量每增加1%，强度极限增加98066.5kPa，钢的塑性极限也相应增加。当钢中锰的含量大于10%时，钢在大气中的耐蚀性大大增强，锰还能减少氧和硫对钢的危害，从而提高钢的延展性和轧制性。

虽然早在1774年就发现了锰，但直到1856年底吹酸性转炉和1864年平炉炼钢的发明，人们才认识到锰在钢铁工业中的重要作用。现在锰已经成为钢铁工业不可缺少的重要原料。

1.在炼钢作为脱氧剂的过程中，为了提高钢的质量，需要去除铁水中的碳、硫等有害杂质。最简单的工艺是氧化，但部分铁和杂质元素一起氧化生成氧化亚铁(FeO)，FeO在钢水中有很大的溶解度，使钢水中的氧含量提高到0.25%~0.45%。氧含量的增加对钢的性能有不良影响，所以钢对氧含量的要求很严格，一般不超过0.02%，甚至更严格。

因此，炼钢时必须除去过量的氧。锰是一种活性很好的金属，化学性质比铁更活泼。钢液中加入锰，可与FeO反应生成不溶于钢液的氧化物渣，浮在钢液表面，降低钢中氧含量。

与其他元素(如钙、铝、硅)相比，FeO+Mn FeMnO锰在钢水中的脱氧能力仍然较低，但由于其易生产、价格低廉，仍然受到钢铁企业的欢迎。特别是对于沸腾钢，锰铁合金是理想的脱氧剂。由于脱氧能力弱，可以在不除氧的情况下调节钢中的氧含量。

同时，锰的存在还可以增强硅和铝的脱氧能力，因为脱氧产物MnO与其他氧化物(如Si02)可以形成低熔点化合物，有利于从钢水中去除。2.作为脱硫剂，硫在钢水中以硫化铁(FeS)的形式存在。钢中硫含量高容易导致热脆，降低钢的机械性能。因此，在炼钢过程中必须控制硫含量。锰和硫之间的结合力大于铁和硫之间的结合力。

加入锰合金时，钢水中的[FeS]容易与锰形成高熔点的[MnS]，转移到人渣中，从而降低钢中的硫含量。3.锰作为合金元素，可以强化铁素体，细化珠光体，从而提高钢的强度，以及钢的淬透性、硬度和耐磨性。因此，锰是各种钢种的重要合金元素。

普通碳素结构钢一般含锰0.25% ~ 0.8%；优质碳素结构钢一般含0.7% ~ 1.2%的Mn；在低合金钢中加入0.8%~1.7%的Mn，可使钢的强度比普通碳钢提高20%~30%。弹簧钢含锰0.4% ~ 1.3%；轴承钢含锰0.3% ~ 1.6%；工具钢含锰0.4% ~ 2%；耐磨钢含Mn11 % ~ 15%；耐热钢含Mn17 % ~ 21%；电工钢含Mn17%~19%。

近两年来，以锰代镍生产不锈钢在国内得到了广泛推广，特别是在江浙一带的中小型不锈钢厂，几个品牌的奥氏体不锈钢得到了快速推广。比如奥氏体不锈钢OCr17Mn13N就是一种不含镍的Cr-Mn-N不锈钢，可以作为1Cr18Ni9Ti的替代品。主要用于大气和抗氧化酸腐蚀，可用于生产板材、带材、管材和棒材。

节镍奥氏体不锈钢1Cr18Mn8Ni5N比18-8 Cr-Ni不锈钢具有更高的室温强度，更好的抗氧化性和800中温强度，可用于生产板、带、线、管、棒。另外，2Cr15Mn15Ni2N为奥氏体节镍低磁不锈钢，具有良好的低磁性能和低磁稳定性，可用于生产板材、带材、线材、棒材和锻件，可替代1Cr18Ni9Ti用于制造要求低磁性能的设备和零件，如自动驾驶仪中的陀螺仪、转子、罗盘和无线电装置等。

我国电解锰产量和质量快速增长，为我国以锰代镍生产200系不锈钢和节约镍的发展提供了有力保障。(二)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，加入二氧化锰或高锰酸钾作为氧化剂，使溶解在酸性溶液中的二价铁氧化成三价，调节溶液的pH值，沉淀除铁。

2 FeS 04 Mn 022h 2s 04==Fe2(SO4)3 MnS 042h 20生产1吨锌消耗含Mn0260%矿石约8~10kg，湿法生产1t铜消耗含Mn0260%矿石20~25kg。其次，锰和铜、铝和镁生产出许多具有工业价值的合金，如黄铜、青铜和白铜。黄铜是一种应用广泛的铜合金，含Mnl%~4%。因为锰细化晶粒，所以提高了强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性。

因此，锰黄铜可以制成板、带、棒和线材，同时具有良好的机械性能和耐腐蚀性。青铜含Mn1.2%~5.5%,其特点是耐热性能好，在温度较高时，它的强度与耐腐性能仍然比较好。白铜是含镍低于50%加入一定量的锰后形成的铜镍合金。根据锰含量的不同，有考铜、康铜和锰铜之称，主要用于电器仪表中。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。(三)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).天然Mn02由于纯度低，一般只应用于生产糊式锌锰干电池，而且自然界适合于干电池用的NMD数量已越来越少，同时由于技术进步和人们生活水平的提高以及环境保护日益加强，用NMD生产糊式锌-锰电池将会逐渐减少。而碱性锌-锰电池正在迅速增长。

因此，EMD在锌一锰干电池中的用量也将会不断增加。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。（四）锰在电子工业中的应用电子工业是全球经济发展最快的一个部门，带动了全球经济的发展。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。（五）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。(六)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，我国缺锰土壤达亿亩以上，若以每年每亩施lkg锰肥计，我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。

（七）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。我国地下水含铁浓度多数达10mg/LS以上。国家规定生活饮用水和工业水含铁量不应超过0.3mg/L，对于棉毛、造纸工业用水含铁量不应超过0.2mg/L，对于纺织、印染、电子工业用水不得超过0.1~0.05mg/L。

地下水中铁常以二价铁的形式存在，由于二价铁在水中溶解度较大，所以，刚从地下抽出来的水仍然清澈透明，但和空气接触，水中的二价铁被空气中的氧氧化，生成难溶于水的三价铁的氢氧化物。地下水中的铁虽然对人的健康并无影响，但水中含铁浓度大于0.3mg/L时水便发浑，超过1mg/L时水有铁腥味。

水中含有过量的铁质，在洗涤的衣物上会生成锈色斑点；在锅炉用水中，铁是生成水垢的成分之一；在纺织工业中，使纺织品产生锈色斑点，印染时与染料结合使色泽不艳；造纸时铁质吸附于纤维素之间使颜色变黄等，因此，必须对地下水净化除铁。天然二氧化锰可以对水中铁起氧化作用，使水中可溶性二价铁氧化成不溶于水的三价铁的氢氧化物而除去。

2Fe2++Mn02+4H+===2Fe3++Mn2++2H202Fe3++6H2O===2Fe(OH)3+6H+天然二氧化锰氧化能力的大小与锰砂品种和晶体结构有关。天然锰砂本身难溶于水，因此不会给用户带来新的污染。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。(八)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。

我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。

在一般土地中Mn含量高达1188~2383g/g,菜地中Mn含量高达6566g/g，Zn含量平均239~173g/g.百岁老人头发中Mn高达(22.47+13.33)g/g,比广州人头发含Mn(2.23+0.84)g/g和日本东京人头发含Mn(2.30+1.17)g/g高了10倍以上。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，但从我国广西巴马县人长寿的调查结果可以看出，Mn元素被植物吸收，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。(九)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，我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。锰皂用的原料为含量98%以上的工业硫酸锰、液碱及脂肪酸，其反应为MnS04H2O+2NaOHMn(OH)2+Na2S04H2OMn(OH)2+2RCOOHMn(RCOO)2+2H20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电影胶片、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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