【锰娃说“锰”话】“锰”氏家族面面观

企业   2024-12-20 17:32   宁夏  

编者按:锰是钢铁行业不可或缺的原料,有“无锰不成钢”之说。近年来,随着战略新兴产业的蓬勃发展,锰在新能源、新材料领域的应用愈发广泛,锰也被称为“第四种”电池金属。为了让大家更好地认识“锰”,今天就与大家一起揭开“锰”的神秘面纱,走近锰、认识锰。

 “锰”氏家族面面观

电解金属锰

电解金属锰是指用锰矿石经酸浸出获得锰盐,再经电解析出的单质金属,纯度99.7%以上。外观似铁,呈不规则片状,质坚而脆,加工成粉末后呈银灰色。在空气中易氧化,遇酸时溶解释放出氢气。

电解金属锰应用广泛,绝大多数用于钢铁工业,主要作为合金元素用于生产特种钢及不锈钢;部分用于有色金属工业,主要作为合金添加剂用于生产铝锰合金、铜锰合金、镁锰合金等;部分用于生产四氧化三锰、高纯硫酸锰等电子、电池、化工、食品等行业。近年来,随着战略新兴产业的蓬勃发展,锰在电池领域的应用不断扩展,用量逐步扩大。

锰硅合金

锰硅合金是锰系产品中产量最大的种类,含锰量60%~75%,是由锰、硅、铁及少量碳和其他元素组成的合金。锰硅合金是炼钢常用的复合脱氧剂、脱硫剂,又是生产中低碳锰铁、电硅热法生产金属锰的还原剂,主要应用于粗钢、普通钢的生产。

锰铁

锰铁是由锰和铁组成的铁合金,含锰量65%~90%。由锰矿石、石灰石、白云石、焦炭等冶炼而成,外观呈深灰色,硬度大,主要作为炼钢过程中的脱氧剂、脱硫剂,也用作锰合金添加剂,主要用于普通钢、特种钢生产。

锰锭

锰锭按冶炼方法分为电硅热法和电解重熔法。电硅热法生产的锰锭锰含量为93.5%~98%,电解重熔法生产的锰锭锰含量为95%~98%。锰锭克服了电解金属锰片表面积大、比重轻、易氧化的缺陷,提升了锰的收得率,便于长期储存和长距离运输,是锰资源战略储备的最佳选择。锰锭与电解金属锰都属于锰的单质产品,两者应用领域几乎相同。

 二氧化锰

二氧化锰有两种形式,天然二氧化锰和电解二氧化锰。天然二氧化锰在自然界以软锰矿形式存在,电解二氧化锰通常采用湿法冶金工艺生产,主要用于生产锰锌干电池、锂离子电池正极材料锰酸锂、化学试剂、净水滤料、脱色剂等。

四氧化三锰

四氧化三锰是一种黑色四方结晶,别名辉锰、黑锰矿、活性氧化锰,主要用于生产锰锌软磁铁氧体,电子计算机中存储信息的磁芯、磁盘和磁带,电话用变压器和高质量电感器、电视回扫变压器、磁记录用磁头、磁放大器、饱和电感器、天线棒等。

(高纯)硫酸锰

硫酸锰是重要的基础无机盐产品,主要通过锰矿石原料生产,含锰量32%。全球80%的锰化工产品是利用硫酸锰或者通过硫酸锰溶液生产出来的。硫酸锰除用于生产电解金属锰外,还用于化肥、饲料、油漆催干剂、合成脂肪催化剂、染色、印刷、造纸、陶瓷涂料等化工产品的生产。高纯硫酸锰除了应用于普通工业领域、食品医药行业外,还大量用于镍钴锰三元材料和锰酸锂正极材料的合成。

锰酸锂

锰酸锂含锰量60%,锰源为电解二氧化锰、四氧化三锰。锰酸锂正极材料具有锰资源丰富、成本低、合成工艺简单、热稳定性高、耐过充性好、放电电压平台高和环境友好等优点,广泛应用于新能源汽车动力电池、储能电池、电动两轮车、电动工具等领域。

镍钴锰酸锂

镍钴锰酸锂具有比锰酸锂更高的比容量,是锂电池正极材料主要的发展方向之一。锰含量约10%~20%,锰源为高纯硫酸锰。镍钴锰酸锂主要作为锂离子电池正极材料,是当前最重要的锂离子电池正极材料之一,主要用于新能源汽车动力电池领域。

磷酸锰铁锂

磷酸锰铁锂通过在磷酸铁锂中添加锰元素,可以显著提高电池电压,弥补磷酸铁锂能量密度低的短板,使电池能量密度较磷酸铁锂提升10%~20%。在低温性能、循环寿命和材料成本上,磷酸锰铁锂电池较磷酸铁锂电池或镍钴锰三元电池有更优表现,被视为最具竞争力的下一代电池材料。

富锂锰基材料

富锂锰基材料比容量高达300mAh/g,是目前已商业化正极材料实际容量的两倍,而且以锰元素为主,贵重金属含量少,具有成本低,安全性更好的优势,因此被视为下一代锂离子电池最有前景的正极材料之一。(稿件整理 赵佳 贾存发)

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