四氧化锰_四氧化锰离子

MANGANESEMANGANESE
“锰是一种重要的金属元素，它在自然界中广泛存在，并且对于人类和生态系统的健康至关重要,用途也几乎涉及人类生产生活的方方面面全球每年的锰

 

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 “锰是一种重要的金属元素，它在自然界中广泛存在，并且对于人类和生态系统的健康至关重要,用途也几乎涉及人类生产生活的方方面面全球每年的锰消耗量中，约90%用于钢铁工业，10%用于有色冶金、化工、电子、电池、农业等部门。

”今天，我们将一起探索锰在我们生产生活中的广泛应用一、锰在工业中的用途1. 钢铁工业锰在炼钢中的主要作用就是脱氧、脱硫和作为合金元素（1）用作脱氧剂炼钢过程中，为了提高钢的质量，需要除去铁水中的碳、硫等有害杂质，最简便的工艺就是用氧化的方法，可是有一部分铁和杂质元素一同被氧化，生成氧化亚铁，而氧化亚铁在钢液中溶解度大，使钢液中含氧量增高，而氧含量的增高会对钢的性能产生不良影响，所以钢对含氧量有严格的要求，一般不准超过0.02%，甚至更严。

锰是活性好的金属，将锰加入钢液中时，可以与氧化亚铁反应形成不溶于钢水中的氧化物渣，飘浮于钢水液面，使钢中含氧量降低（2）用作脱硫剂硫在钢液中以硫化铁形式存在，钢中含硫高容易产生热脆，降低钢的机械性能因此，炼钢过程必须控制硫的含量。

当加入锰合金之后，钢水中的硫很容易与锰生成熔点高的硫化锰而转入炉渣中，从而降低了钢中的硫含量，提高钢的可锻性和可轧性（3）用作合金元素锰之所以能成为各种钢的重要合金元素，是因为它可以强化铁素体和细化珠光体，提高钢的强度、淬透性、硬度和耐磨性。

例如，在低合金钢中加人0.8%-1.7%的锰，钢的强度就能比普通碳钢提高20%-30%

图源网络2. 有色冶金工业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氧化剂，使溶于酸溶液中的二价铁氧化成三价，调整溶液pH值，使铁沉淀而除去。

另一个是与铜、铝、镁生成许多有工业价值的合金，如黄铜、青铜、白铜、铝锰合金、镁锰合金等，锰可以提高这些合金的强度、耐磨性和耐腐蚀性，如在镁中加人1.3%-1.5%的锰形成的合金具有更好的耐蚀性和耐温性能，被广泛应用于在航空工业中。

目前电解锰行业都开展了氨氮废水处理的工作（采用吹脱＋气态膜相结合的工艺），做到了清洁排放的要求。锰行业湿法冶金产品的加工将会往绿色环保的方向健康发展。

图源网络3. 电池工业锰最重要的非冶金用途是以二氧化锰的形式充当干电池中的去极化剂传统的锌-锰电池主要使用电解二氧化锰（EMD）作为正极，并且在动力电池正极材料如锰酸锂、镍钴锰酸锂中，锰也是重要的组成元素。

随着国家新能源产业的发展，锰产品实现了新的用途，主要有高纯硫酸锰、电池用四氧化三锰、高纯电解锰等高纯硫酸锰主要作为镍钴锰（NCM）三元系正极材料的原料，随着三元材料爆发式增长，高纯硫酸锰的市场容量也随之扩大。

电池用四氧化三锰（Mn3O4）因杂质少、纯度高、粒度均匀的优势，开始逐步替代部分电解二氧化锰，制备电池正极材料锰酸锂，并在动力型锂离子电池上有更好的性能表现，高温和常温循环性能明显优于其它前驱体合成的材料。

高纯电解锰由于低锌（Zn≤20ppm），是电池级高纯硫酸锰的理想原材料

图源网络4. 电子工业随着电子技术的快速发展，电子工业对锰的需求量也不断增加电子工业的基础材料是磁性材料，尤其是软磁材料，而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。

例如，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

图源网络二、锰在农业中的用途肥料＋杀菌剂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锰严重缺乏时，农作物就会出现枯黄，生长不良，产量下降的情况。

所以，锰常被添加在肥料中用于农业生产，如含硫酸锰的锰肥被用作种子催芽剂随着我国农业现代化发展，未来农业、畜牧业对饲料级硫酸锰的需求将呈增长态势除了用作肥料之外，锰在农业上还被用作杀菌剂（如：乙撑双二硫代氨基甲酸锰）和饲料添加剂等。

图源网络三、锰在医学中的用途消毒剂锰在医学领域主要是用作消毒剂、制药氧化剂、催化剂等如高锰酸钾是医药上最常用的消毒剂之一，因为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

图源网络四、锰在食品中的用途生物必需锰是所有生物所必需的元素它在保护细胞免受超氧自由基（O2-）侵害的机制中起着关键作用——锰超氧化物歧化酶（Mn-SOD）可以将超氧自由基转化为双氧水同时锰也是其它一些酶所必需的元素，它参与了葡萄糖代谢、对维生素B1的利用和RNA的运作过程。

迟至20世纪50年代，人们才认识到人体需要锰这其中一部分原因是我们对锰的需求量实在太小了：人体内一般只有12毫克左右而我们每天的锰摄入量平均约为4毫克，远超所需许多食物都能提供这种元素，尤其是坚果、粗粮、贝类海鲜和茶叶。

虽然人体对锰的需求量很小，但锰缺乏也会引起生长发育迟缓、骨质疏松、糖尿病、贫血、动脉硬化等。

五、锰在环保中的用途净化污水近年来，我国已成为世界上最大的电解锰生产、 消费和出口国，伴随着电解锰行业的迅猛发展所引发的相关的环境问题也愈发受到广泛关注目前应用较为广泛的电解锰废水处理方法主要是先通过预处理工艺（如：絮凝沉淀法、铁屑微电解法、还原—中和沉淀法附法等），将废水中可溶性金属离子形成难溶性沉淀物过滤净化后，再采用脱除氨氮的方法（如：空气吹脱法、离子交换法、折点氯化法等）以达到排放标准要求 。

图源网络结语通过了解锰矿和锰产品的相关知识，我们可以更好地理解锰在我们日常生产生活中的重要性锰的广泛应用不仅推动了工业的发展，也为我们的生活带来了便利和舒适让我们珍惜和善用这一宝贵资源，同时也关注其合理使用和环境保护。

参考资料：1. 李维健.我国锰行业湿法产品发展趋势[J].中国锰业,2021(6):1-4.2. 农富钧,闭伟宁,罗铭耀,等.电解锰废水资源化预处理工艺研究[J].中国锰业,2021(2):56-58,66.

3. 覃德亮,陈南雄.2020年全球锰矿及我国锰产品生产简述[J].中国锰业,2021(4):10-12,21.4. 李磊,许燕.锂离子动力电池发展现状及趋势分析[J].中国锰业,2020(5):9-13,21.

5. 锰的用途及应用领域介绍 - 知乎 (zhihu.com)https://zhuanlan.zhihu.com/p/449251476?utm_id=06. 锰在新能源锂离子电池中的应用_材料 (sohu.com)

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