金屬錳物理性質(zhì)

銀白色金屬?質(zhì)堅(jiān)而脆。屬于VIIB族元素。密度7.44克/立方厘米。熔點(diǎn)1244℃?沸點(diǎn)1962℃。化合價(jià)+2 +3 +4 +6和+7。其中以+2 Mn2+的化合物、+4 二氧化錳為天然礦物和+7?高錳酸鹽 如KMnO4、+6錳酸鹽如K2MnO4為穩(wěn)定的氧化態(tài)。在固態(tài)狀態(tài)時(shí)它以四種同素異形體存在 α錳 體心立方 β錳 立方體 γ錳 面心立方 δ錳 體心立方。電離能為7.435電子伏特。在空氣中易氧化生成褐色的氧化物覆蓋層。它也易在升溫時(shí)氧化。氧化時(shí)形成層狀氧化銹皮 最靠近金屬的氧化層是MnO而外層是Mn3O4。在高于800℃的溫度下氧化時(shí)MnO的厚度逐漸增加 而Mn3O4層的厚度減少。在800度以下出現(xiàn)第三種氧化層Mn2O2。在約450℃以下最外面的第四層氧化物MnO2是穩(wěn)定的。能分解水 易溶于稀酸 并有氫氣放出 生成二價(jià)錳離子。

錳，是瑞典化學(xué)家、氯氣的發(fā)現(xiàn)者社勒于1774年從軟錳礦中發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)，這種軟錳礦通稱為"Manganese"，社勒就用這名字作為新元素的名字，即"錳"。

1.2生理作用及危害

錳?Mn?是幾種酶系統(tǒng)包括錳特異性的糖基轉(zhuǎn)移酶和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶的一個(gè)成分并為正常骨結(jié)構(gòu)所必需。其攝入量差別很大 主要取決于是否食入含量豐富的食品如非精制的谷類食物 綠葉蔬菜和茶.此微量元素的通常攝入量為每天2~5mg 吸收率為5%~10%.

1.2.1錳的生理功能

1)可促進(jìn)骨骼的生長(zhǎng)發(fā)育。2)保護(hù)細(xì)胞中細(xì)粒體的完整。3)保持正常的腦功能。4)維持正常的糖代謝和脂肪代謝。5)可改善肌體的造血功能。

1.2.2錳的盈缺和健康

錳缺乏癥狀可影響生殖能力 有可能使后代先天性畸形 骨和軟骨的形成不正常及葡萄糖耐量受損。另外 錳的缺乏可引起神經(jīng)衰弱綜合癥 影響智力發(fā)育。錳缺乏還將導(dǎo)致胰島素合成和分泌的降低 影響糖代謝。

1.2.3 職業(yè)性錳中毒

由于長(zhǎng)期吸入含錳深度較高的錳煙及錳塵而致?慢性錳中毒是職業(yè)錳中毒的主要類型。多見(jiàn)于錳鐵冶煉、電焊條的制造與電焊作業(yè)以及錳礦石的開(kāi)采、粉碎或干電池的生產(chǎn)等作業(yè)的工人。

臨床表現(xiàn)?起病緩慢?發(fā)病工齡一般5-10年?也有工作20年以上無(wú)發(fā)病者 這可能與個(gè)體敏感有關(guān)。

早期輕度表現(xiàn)有精神差、失眠、頭昏、頭痛、無(wú)力、四肢酸痛、記憶力減退等癥狀?有的人易激動(dòng)、話多、好哭等情緒改變?常有食欲不好、惡心、流涎、上腹不適、性欲減退或陽(yáng)痿、多汗等 四肢有時(shí)麻木、疼痛、兩腿沉重?zé)o力。

中度中毒除上述癥狀外 感覺(jué)兩腿發(fā)沉、苯拙、走路速度減慢、易于跌倒、語(yǔ)言不清、口吃、做精細(xì)動(dòng)作困難。重度中毒以上癥狀加重 四肢僵直、說(shuō)知含糊不清 下頜、唇、舌出現(xiàn)震顫 寫字試驗(yàn)時(shí)字越寫越小 叫"書寫過(guò)小癥" 精神癥狀為自主的哭筆、記憶力減退、智能下降。 如被確診為慢性錳中毒 應(yīng)脫離錳作業(yè) 到醫(yī)院進(jìn)行驅(qū)錳治療 驅(qū)錳藥有依地酸鈣、二巰基丁二酸鈉 神經(jīng)衰弱癥狀用中藥調(diào)節(jié)。

礦山開(kāi)采、爆破、粉碎、篩選等過(guò)程用濕式作業(yè)?如水風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔、水封爆破、噴霧降塵減少粉塵飛揚(yáng)。車間采取機(jī)械通風(fēng)或自然通風(fēng) 減少空缺陷中錳塵濃度 焊劑、焊條、蓄電池生產(chǎn)過(guò)程中拌料、過(guò)篩等 采取密閉和吸塵裝置 避免錳塵飛揚(yáng)。加強(qiáng)個(gè)人防護(hù) 載濾膜口罩 飯前注意清洗 預(yù)防性體檢 早發(fā)現(xiàn)早治療

金屬錳采用傾動(dòng)式精煉電爐冶煉。上爐出爐后，先加部分石灰墊在爐底。石灰上面加入少量高硅錳硅合金。引弧后加入富錳渣與石灰的混合料。熔化過(guò)程逐漸加入錳硅合金以幫助熔化和降低爐渣堿度。全熔后加入全部錳硅合金，調(diào)整硅含量合格后出爐。金屬錳含Mn>93.5%，Si<1.8%，F(xiàn)e<2.8%，P<0.06%，C<0.20%。生產(chǎn)lt金屬錳(Mn95%~98%)消耗富錳渣(Mn4.8%)1.9~2.0t，高硅錳硅合金約0.62t，石灰(CaO>90%)約2.0t，螢石約0.2t。電能3000~3400kW·h。錳回收率72%~75%。

錳最重要的用途是制造合金--錳鋼。

錳鋼的脾氣十分古怪而有趣:如果在鋼中加入2.5-3.5%的錳，那么所制得的低錳鋼簡(jiǎn)直脆得象玻璃一樣，一敲就碎。然而，如果加入13%以上的錳，制成高錳鋼，那么就變得既堅(jiān)硬又富有韌性。高錳鋼加熱到淡橙色時(shí)，變得十分柔軟，很易進(jìn)行各種加工。另外，它沒(méi)有磁性，不會(huì)被磁鐵所吸引。現(xiàn)在，人們大量用錳鋼制造鋼磨、滾珠軸承、推土機(jī)與掘土機(jī)的鏟斗等經(jīng)常受磨的構(gòu)件，以及鐵軌、橋梁等。上海新建的文化廣場(chǎng)觀眾廳的屋頂，采用新穎的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，用幾千根錳鋼鋼管焊接而成。在縱76米、橫138米的扇形大廳里，中間沒(méi)有一根柱子。由于用錳鋼作為結(jié)構(gòu)材料，非常結(jié)實(shí)，而且用料比別的鋼材省，平均每平方米的屋頂只用45公斤錳鋼。1973年興健的上海體育館(容納一萬(wàn)八千人)，也同樣采用錳鋼作為網(wǎng)架屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)材料。在軍事上，用高錳鋼制造鋼盔、坦克鋼甲、穿甲彈的彈頭等。煉制錳鋼時(shí)，是把含錳達(dá)60一70%的軟錫礦和鐵礦一起混合冶煉而成的。

除了錳鋼外，錳鋼也是重要的錳合金，錳鋼含有30%的錳，具有很好的機(jī)械強(qiáng)度。由84%的鋼、12%的錳和4%的鎳組成的"孟加臬"合金(又名錳鎳銅齊)，它的電阻隨溫度的改變很小，被用來(lái)制造精密的電學(xué)儀器。

錳的重要化合物是二氧化錳。在大自然中，便有大量天然的二氧化錳--軟錳礦。人們?cè)缭谶h(yuǎn)古時(shí)代便知道軟錳礦了。二氧化錳是黑構(gòu)色的粉末。干電池中那些黑色的粉末，便是二氧化錳。二氧化錳能夠催化油類的氧化作用，人們常在油漆中加入它，以便加速油漆干燥的速度。人們?cè)谥圃觳Ａr(shí)，常往里加入二氧化錳，因?yàn)樗芟ＡУ木G色，使綠色玻璃變得無(wú)色透明。

錳的另一重要化合物是高錳酸鉀(俗稱"灰錳氧")。高錳酸鉀是紫色針狀晶體。只要加入一點(diǎn)兒高錳酸鉀，便足以使一大桶水變成紫色。高錳酸鉀是很強(qiáng)的氧化劑，能殺菌。在公共場(chǎng)所的茶缸旁，常放著一桶紫色的消毒用水，人們稱之為"灰錳水"，其實(shí)，這就是高錳酸鉀溶液，濃度為千分之一。不過(guò)，這種水不能喝進(jìn)肚里，因?yàn)樗写咄伦饔?，在醫(yī)學(xué)上用作洗胃劑和催吐劑。在分析化學(xué)上，高錳酸鉀常用作氧化劑，著名的高錳酸鉀法便是用它作滴定液進(jìn)行化學(xué)分析的。高錳酸鉀被還原后，常變成二氧化錳。"灰錳水"用完后，底下常有些黑色的渣子，那便是二氧化錳。

此外，碳酸錳是重要的白色顏料，俗稱"錳白"，而硫酸錳在農(nóng)業(yè)上，則用作種子催芽劑或作"錳肥"--微量元素肥料。

在動(dòng)植物體中，錳的含量一般不超過(guò)十萬(wàn)分之幾。但紅螞蟻體內(nèi)含錳竟達(dá)萬(wàn)分之五，有些細(xì)菌含錳甚至達(dá)百分之幾。人體中含錳為百萬(wàn)分之四，大部分分布在心臟、肝臟和腎臟。錳主要是影響人體的生長(zhǎng)、血液的形成與內(nèi)分泌功能。

在大自然中，錳是分布很廣的元素之一，約占地殼總原子數(shù)的萬(wàn)分之三。最重要的錳礦是軟錳礦和硬錳礦。雖然海水中含錳量很少，但在海洋深處的淤泥中，含錳卻達(dá)千分之三。有人預(yù)言，在不久的將來(lái)，人們將從海底開(kāi)采錳礦!