锰

锰发现过程：
发现人：甘恩 发现年代：1774年
1774年，瑞典的甘恩，用软锰矿和在坩埚中共热，发现一纽扣大的锰粒。
锰是在地壳中广泛分布的元素之一。它的氧化物矿——软锰矿早为古代人们知悉和利用。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。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——甘英。在1774年，甘英分离出了金属锰。柏格曼将它命名为managnese(锰)。它的拉丁名称manganum和元素符号Mn由此而来。
元素描述：
银白色金属，质坚而脆。密度7.20克/立方厘米。熔点1244℃，沸点2097℃。化合价+2、+3、+4、+6和+7。其中以+2（Mn2+的化合物）、+4（二氧化锰，为xx矿物）和+7（高锰酸盐，如KMnO4）、+6（锰酸盐，如K2MnO4）为稳定的氧化态。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。在空气中易氧化，生成褐色的氧化物覆盖层。它也易在升温时氧化。氧化时形成层状氧化锈皮，最靠近金属的氧化层是MnO，而外层是Mn3O4。在高于800℃的温度下氧化时，MnO的厚度逐渐增加，而Mn3O4层的厚度减少。在800度以下出现第三种氧化层Mn2O2。在约450℃以下最外面的第四层氧化物MnO2是稳定的。能分解水，易溶于稀酸，并有氢气放出，生成二价锰离子。
元素来源：
重要的矿物是软锰矿、辉锰矿和褐锰矿等。可用铝热法还原软锰矿制得。
元素用途：
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。
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）。

1875年以后,欧洲各国开始用高炉生产含锰15～30%的镜铁和含锰达80％的   锰有四种同素异形体,锰(体心立方)，锰(立方体),γ锰(面心立方),锰(体心立方)；转变温度为:， γ，γ
              
   纯锰在常温下不受氧、氮、氢的侵蚀，但在赤热温度以上与空气中的氧及硫起猛烈反应。
   锰是动植物机体中重要的微量组分，某些锰盐可作为植物的微量元素化肥和动物饲料添加剂。锰的毒性不大。但是锰矿粉尘和锰蒸气长期吸入肺部，可引起神经系统病害，甚至四肢瘫痪。
   锰是脆性金属，不能单独作结构材料使用。主要以n8Ni5)；含锰 12％的奥氏体型高锰耐磨钢具有极好的耐磨性能。在n1％)有良好的强度和韧性,广泛用作轮船螺旋桨和涡轮机叶片材料铜镍锰合金锰加宁(anganin)是温度系数很低的电阻材料。铸造锰铜合金(高阻尼合金)，具有良好的结构强度和减振、消声性能。弥散硬化型铝镁合金添加少量锰，可改善时效性能，并提高耐腐蚀性。此外二氧化锰及其他锰化合物广泛用于干电池、玻璃、陶瓷、医药、食品等工业。
   70年代用于钢铁工业的锰，占世界锰矿总开采量的95％以上（其中约98％用于炼钢），余额半数用于有色金属合金，半数用于电池、化学工业等。
      锰以氧化物、氢氧化物、硅酸盐和碳酸盐状态广泛分布于世界各地。具有工业价值的锰矿物主要有软锰矿(nO)、硬锰矿 (nOnOnHO)、水锰矿(nOHO)、褐锰矿(nO)和黑锰矿(nO)。另外还有菱锰矿(nCO)和蔷薇辉石(nOSiO)等由于锰的性质接近铁、钴、镍，一般锰矿伴生有铁、钴、镍等矿物，铁矿中多数也含锰。蕴藏于海底的锰结核为锰、镍、钴的复合矿物。冶炼用锰矿一般要求含锰40～50％，锰铁比大于7，磷锰比小于0.003。中国广西、湖南、贵州等地区有锰矿储藏，但以贫矿、难选矿居多，一般含锰仅30％左右，且含铁、磷或SiO较高，为选矿和生产优质锰合金带来一定困难。
   1979年世界各国锰的储量和产量（中国除外）见下表。
   世界金属锰的生产能力（1978年）为：日本9600吨，美国32000吨，南非（阿扎尼亚）41500吨，法国8500吨。1981年欧洲市场锰矿价格(品位48～50％锰,＜0.1％磷)为:每吨度1.70～1.73美元(折合81～86美元/吨矿)；金属锰(电解产品，含锰＞99.95％)每吨680～685英镑。
      应用最广的锰铁、镜铁和锰硅分别用高炉或电炉冶炼。
   金属锰的生产采用铝热法、电热法和电解法。铝热法必须采用优质锰矿作原料，且耗铝多，成本高；电热法工艺流程长，操作比较复杂；电解法则可用贫锰矿作原料获得高纯度的产品，得到广泛应用。
      冶炼时,nO、nO、nOnO还原反应的反应焓-分别为 106.885.375.6和62.0千卡/摩尔(铝) 通常反应才能自动地进行。可见以nO作原料时,热量不够,需要补充热量；而用nO作原料时,反应又过于激烈,不易控制。用nO和nO作原料,能释放足够的热量，且易于控制。冶炼时要用含杂质低的氧化锰矿，磨细后与约为理论需要量90％的铝粒和相当于10～20％铝量的石灰混合均匀后，用上部点火法冶炼。所得金属锰产品含锰93～96％，甚至更高。锰含量也因原料而异。
      先用锰矿配加少量焦炭在电炉中进行控制还原,炼得低铁、低磷的富锰渣(n45％,P0.030％，Fe0.80％)。富锰渣用木炭作还原剂,炼出低磷碳素锰铁,再加硅石、木炭,炼得高硅锰硅合金(Si30％)。{zh1}用高硅锰硅合金和富锰渣配加石灰，在电弧炉内进行脱硅精炼，得到含锰93～97％的金属锰。
      生产金属锰采用硫酸锰n +2HO－2e─→nO+4H反应产生nO，所以必须采用隔膜电解槽。硫酸锰电解的工业生产流程见图。
   采用菱锰矿作原料时，可直接溶解于稀硫酸。如用氧化锰矿则须先经还原焙烧,把锰转化为可溶的nO浸出（见nO(可用阳极泥）或石灰乳中和到 pH为6.5，沉淀出氢氧化铁、氢氧化铝、二氧化硅、砷、钼和镍等杂质。滤液加硫化铵[(NH)S]或硫化氢(HS),将剩余的微量铁、砷、铜、锌镍等再沉淀除去。同时加入少量硫酸亚铁(FeSO)除去胶体及硫化物。净化液经贮液槽导入电解槽。在贮液槽及输送管道上引入SO约0.1克／升以防止氧化。
   电解槽用不锈钢作阴极,用铅板(一般含Ag1％)作阳极电解液经阴极室通过隔膜流入阳极室。带有nO的阳极液从槽底流出操作电压约5伏,阴极电流密度450～500安/米，温度控制在34～37，

电解锰生产工艺
       目前，我国电解金属锰生产主要以99.7％的产品为主（现大部分厂家实际已达到99.8％以上），只有少数几个厂家生产99.9％的产品（因99.9％的产品市场需求量较小，但很多企业在作可行性研究报告时都号称生产99.9%的），主要原材料－锰矿为氧化锰矿和碳酸锰矿两大类，除前工序制液方式不尽相同外，电解生产工艺基本相同。
碳酸锰矿是直接利用硫酸与碳酸锰化合反应制取硫酸锰溶液，再通过中和、净化、过滤等一系列工艺制备为电解液，经加入添加剂如二氧化硒、亚硫酸铵等即可进入电解槽进行电解；利用二氧化锰生产电解锰的工艺与用碳酸锰生产工艺有所差别，主要是二氧化锰在一般条件下不与硫酸反应，必须经处理为二价锰后再与硫酸反应制备硫酸锰溶液，其处理方法一般为焙烧法，是将二氧化锰与还原性物质（一般为煤炭）共同混合后密闭加热，在一定温度下C将四价锰还原为二价锰，粉碎后与硫酸反应，这种方法称为焙烧法；另一种方法是称为两矿法的，即是用二氧化锰矿粉和硫铁矿在硫酸作用下发生氧化还原反应来制备硫酸锰。不过这两种方法由于成本较高，业内基本不与采用，其中，焙烧法较之于两矿法更为普遍，但由于很多的焙烧生产厂使用的焙烧炉是简单易制但能耗较高污染较大的反射炉，前几年，国家发改委已明令取缔反射炉用于生产电解锰生产工艺。
       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。

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。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