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锰
Mn 25

Manganese

锰是一种化学元素,符号为 Mn,原子序数为 25。它是银灰色的脆性过渡金属。工业上,锰最大宗用途是钢的合金化——锰铁和硅锰合金用于炼钢的脱氧剂和合金元素。电池领域,二氧化锰是锌碳电池和碱性电池的核心阴极材料。

过渡金属 USGS 2025 银色
原子序数 25Z
原子量 54.938u
价电子数 2
电子排布 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5
密度
7.21g/cm³
熔点
1246°C
地壳丰度
950.0ppm
年产量
20000thousand metric tons
回收利用率

为什么用它

锰是炼钢不可或缺的脱氧脱硫剂,绝大多数钢种都含锰,同时高锰钢(如 Hadfield 钢)以加工硬化、耐磨著称,用于挖掘机与破碎机;锰的多价态化合物又使其成为锌锰电池与锂电池正极材料的重要原料。

应用

钢铁冶金
88%
其他
12%

应用详解单质与化合物用途

元素的主要用途

锰是继铁、铝之后在钢铁工业中用量很大的金属之一,几乎每一炉钢都离不开它。它最大的作用是炼钢脱氧和脱硫:生铁里残留的氧和硫会让钢变脆,加入锰把它们结合成炉渣浮出来,同时锰还能与铁形成合金提高强度、硬度和耐磨性,因此钢轨、破碎机衬板、挖掘机铲斗和耐磨铸件里都有高锰钢——这种钢受剧烈冲击时表面迅速加工硬化,越磨越硬。在电池领域,锰是碱性锌锰干电池和锂锰一次性电池的正极活性材料,也是锰酸锂电池和三元动力电池的重要金属,钠离子电池正极也在大量使用锰基材料。在有色金属方面,少量锰加入铝中可以提高铝合金的耐蚀性和强度,3000系防锈铝就是最常见的例子。此外锰还用于焊剂、植物微量元素肥料和食品添加剂。锰之所以在钢铁中不可或缺,是因为它是最便宜高效的脱氧脱硫剂,且能通过相变赋予钢优异的耐磨性能。

常见化合物及其用途

二氧化锰(MnO2)是软锰矿的主要成分,也是干电池和锂锰电池正极最核心的活性物质,在玻璃工业用作脱色剂把绿色二价铁氧化成浅色高价铁,环保上用作饮用水除铁除锰的滤料和烟气脱硝催化剂,实验室里则与氯酸钾共热制氧。高锰酸钾(KMnO4)是深紫色强氧化剂,稀溶液是家庭和医院常用的外用消毒和水处理剂,在有机合成中作氧化剂,分析化学中用作氧化还原滴定的基准试剂。三氧化二锰(Mn2O3)是一种棕黑色氧化物,主要作为制备其他锰化合物的中间原料,也用于软磁材料和电子陶瓷以及部分有机合成的催化剂,在锂电池前驱体研究中也有涉及。随着磷酸锰铁锂等新能源锰基正极材料兴起,二氧化锰和三氧化二锰作为前驱体原料的需求量正在快速上升。

元素小史

1774 年 Gahn 首次分离金属锰

相关元素

Sc · Ti · V · Cr · Fe · Co · Ni · Cu ·

常见问题长尾问答 · 数据驱动

锰的熔点是多少?
1246 °C
锰的沸点是多少?
2061 °C
锰的密度是多少?
7.21 g/cm³
锰的原子序数和元素分类是什么?
25 · 过渡金属
锰主要从哪种矿石中提取?
软锰矿,水锰矿
锰的全球储量是多少?
1700000 thousand metric tons
锰的年产量是多少?
20000 thousand metric tons
锰主要用在哪些领域?
锰是炼钢不可或缺的脱氧脱硫剂,绝大多数钢种都含锰,同时高锰钢(如 Hadfield 钢)以加工硬化、耐磨著称,用于挖掘机与破碎机;锰的多价态化合物又使其成为锌锰电池与锂电池正极材料的重要原料。
锰是谁在什么时候发现的?
Torbern Olof Bergman · 1774