망간의 개발, 용도, 처리

[知己]

  개발및처리

 

가. 채광

ｏ 용도별 채굴 방식 : 노천 및 갱내 채굴이 모두 사용된다.

- 제철용 : 인도를 제외한 대부분의 국가에서는 기계화된 노천채굴과 갱도채굴(붕락식, 주방식, 충전식 또는 장벽식) 시행된다.

- 배터리 및 화학용 : 대부분 선별채굴에 의한다.

ｏ 주요 노천 채굴 광산 : 호주의 Groote Eylandt 광산, 남아공의 Mamatwan 광산 및 가봉의 Moanda 광산 등

ｏ 주요 갱내 채굴 광산 : 모로코의 Imini 광산과 남아공의 Wessels, Gloria 및 Nchwaning 광산 등

ｏ 망간을 함유한 원광석은 아래와 같이 분류된다.

구분	품위
망간광석	>35% Mn
함망간광석
- 함철망간광석	10-35% Mn
- 함망간 철광석	5-10% Mn

나. 선광

ｏ 파쇄-스크린-세광 : 선광의 일반적인 공정으로, 품위가 1~3% 향상된다.

ｏ 중액선광 : SiO2 및 Al2O3 함유량이 많은 광석을 선광할 때 실시하며 주로 화학용 및 건전지용 광석의 선광에 사용된다.

ｏ 소결 및 단괴화 : 탄산염 광석에 적용(품위 12~15% 향상)된다.

ｏ 파쇄 및 스크린된 광석은 판매용 정광을 생산하기 위하여 여러 방법을 통해 선광 처리된다.

- 선광방법 : 세광, 부침법, 지그, 테이블링, 부선법, 중액선별법, 고강도 자력선별법 등. 탄산망간 광석은 하소되기도 한다.

* 고품위 분광은 단괴화, 소결 또는 펠릿을 제조한다.

* 저품위 광석, 분광 및 미립의 복합광은 부선할 수도 있다.

* 망간이 다른 금속과 함께 함유되어 있을 경우 : 솔벤트 추출법과 같은 습식야금 공정이 사용되기도 하고, 때로는 배소 또는 소결 후에 용해성을 높이기도 한다.

ｏ 정광의 규격 : 광석의 특성이나 목표 시장에 따라 상이하다.

- 호주의 Woodie Woodie 광산

* 고객에 따라 혼합되기 전에 품위별로 저장

* 이후 호퍼(hopper), 파쇄 및 스크리닝 시설로 운반되어 이곳에서 괴광 및 분광으로 파쇄

* 괴광은 스크리닝되고 취급과정에서 발생한 분광은 제거

* 광석은 중액선별(ferro-sillicon)기로 급광되어 규소성분은 부선을 통하여 제거되고, 점토성분 등 다른 오염물질들은 스크러버(scrubber)에서 세척되거나 실리콘과 함께 제거

* Cone이라 불리는 곳에 500톤 단위로 저장되고 고객의 규격에 맞게 혼합

ｏ 브라질 CVRD사의 망간광석 및 정광의 규격별 분석 결과

구분	규격
Mn	≥48%
Fe	≤6%
Al2O3	≤7%
Al2O3+SiO2	≤11%
As	≤0.18%
P	≤0.19%
Cu+Pb+Zn	≤0.30%

ｏ 망간광석과 정광의 주요 용도 : 야금용, 배터리 및 화공용

- 야금용 정광 :

* 망간정광의 큰 부분을 차지하는데 화학성분에 다라 구분되며 최소 망간 함량은 48% 이상이어야 한다.

* 철분에 대한 망간의 함유비율과 알루미나, 실리카 및 석회성분과 같은 불순물의 함량 또한 중요하다.

* 제련과정에서 인은 제거되지 않으므로 야금용 광석은 인 함량이 0.2% 이하여야 한다. 야금용 정광의 공업규격은 다음과 같다.

- 배터리용 정광 : 망간함량이 75-85%(44-54% Mn)이어야 한다.

- 화공용 광석 : 최소 망간 함량이 35%이어야 하나 최종 사용 목적에 따라 불순물과 산화능력 등 여러 가지 다양한 규격을 맞추어야 한다.

다. 제련 및 정련

ｏ 망간은 다음과 같은 판매용 산물로 제련된다.

- 고탄소 페로망간(때로 미 정련된 페로망간으로 부른다)

- 중 및 저탄소 페로망간(때로 정련페로망간으로 부른다)

- 페로실리코망간(역시 실리코망간으로 부른다)

- 페로망간실리콘

- 화학적 및 전해적 이산화망간

- 망간화학제품

- 망간금속

1) 망간철합금

- 전기 서브머지드 아크로에서 주로 생산되나 CIS국가에서는 아직도 용광로를 사용한다.

- 망간철합금의 ASTM 규격

(단위 : %)

종 류	Mn	C(최대)	Si(최소)
고탄소페로망간
grade A	78-82	7.5	1.2
grade B	76-78	7.5	1.2
grade C	74-78	7.5	1.2
중탄소페로망간
grade A	80-85	1.5	1.5
grade B	80-85	1.5	1
저탄소페로망간
grade A	85-90	0.07-0.50	2
grade B	80-85	0.75	5.0-7.0
페로실리코망간
grade A	65-68	1.5	18.5-21.0
grade B	65-68	2	16.0-18.5
grade C	65-68	3	12.5-16.0
페로망간실리콘	63-66	0.08	28.0-32.0

※ 자료원: Roskill, Economics of Manganese the 11th edition, 2008.

가) 고탄소 페로망간

- 탄소열 또는 규소열 반응을 이용하여 생산되며, 철광석, 망간광석 및 코크스가 노 내에 장입되어 1,300℃까지 가열된다.

- 광석에 부착되어 있는 산소는 코크스의 탄소와 결합하여 일산화탄소가 되며 용융된 금속합금과 슬래그에서 이탈된다.

- 합금은 노로부터 출탕되고 주조되어 파쇄되고 스크리닝된다.

- 석회석과 광석 불순물의 혼합체인 슬래그도 역시 출탕되고 주조용 베이로 흘러들어간다.

- 제련과정에서 발생한 배기가스는 분진 및 미립자 제거를 위한 노 배기가스 스크러버를 사용하여 제거한다.

- 망간광석과 함께 철분도 감소되었으므로 망간광석 중의 철분에 대한 망간성분 비율은 생산된 페로망간의 급수를 결정하게 된다.

- 칼슘과 규소 함량은 석회석 용제를 사용하거나 망간광석을 혼합하여 조절할 수 있다.

- 가장 이상적인 망간 대 철의 비율은 7.5 : 1이다.

나) 중, 저탄소 페로망간

- 중탄소와 저탄소 페로망간은 탄소성분 함량이 조절되어야 하고 철 합금이 더해진 후에는 감소될 수 없는 강(鋼)에 사용된다.

- 탄소성분이 1.0-1.5% 함유된 중탄소페로망간은 망간광석과 석회석을 용융하는 반응 내에서 고카본페로망간을 산소정련하거나 실리코망간을 탈황하여 생산한다. 저탄소페로망간은 광석-석회석 용융반응 내에서 실리코망간보다는 페로망간실리콘을 사용해 생산하고 있다.

다) 페로실리코망간

- 규소와 망간을 함께 가해 탈산효과가 필요한 강 생산 시 사용되며, 제련은 서브머지드 아크로에서 고탄소페로망간의 생산과 유사한 공정으로 처리된다.

- 페로실리코망간의 생산 시 실리카 함유량이 많은 광석 또는 석영이나 석회석이 첨가된 물질을 사용해 더 많은 실리카 성분을 장입한다. 통합작업에 있어서, 고탄소 및 중탄소 페로망간 생산 시 생성된 슬래그는 페로실리코망간 생산 시에 재생되어 잔여 망간을 추출한다.

- 페로실리코망간의 함량은 레이들에 금속을 담아두고 탄화규소를 슬래그로 떠오르도록 함으로써 낮출 수 있다. 페로실리코망간 생산 시에 발생하는 슬래그는 토목공사 시 골재로 사용할 수 있다.

2) 망간금속

- 고급 망간금속

* 황산 제1망간 용액으로부터 전해채취에 의하여 생산된다.

* 이 공정에서, 환원된 산화물 또는 능망간광, 또는 페로망간 생산 시에 발생한 망간성분이 많이 함유된 슬래그를 배소하여 망간을 가용성 Mn2+로 환원한다. 이후 망간은 전해채취 회로에서 회수된 희석황산으로 침출한다. 암모니아를 첨가해 철분과 알루미나 불순물을 침전시킨다. 비소, 동, 아연, 연, 코발트 및 몰리브덴 같은 다른 불순물은 황화수소로 침전시켜 제거한다.

* 정제된 액체는 스테인레스 스틸 음극과 불용성 연 양극을 포함하는 격실에서 전해된다. 아크릴섬유 격막은 양극액과 음극액을 분리하여 Mn2+_ Mn4+ 산화환원 반응을 최소화 한다. 얇고(1.5-4.0mm) 부스러지기 쉬운 전해 망간금속 막이 음극에 축적된다.

* 유황성분은 주 불순물이고 수소성분은 500℃로 가열하여 제거한다. 이 공정으로 생산된 망간의 순도는 99.9% 이상이다.

- 전해 망간금속

* 망간광석의 용융염 전해법으로 생산하는데, 철분 제거를 위하여 화학적으로 예비 처리되어 불화칼슘과 석회가 포함된 전해조에서 전해한다.

* 형석은 원하는 용융염 성분을 유지하기 위하여 필요하고 석회는 광석에 포함된 실리카를 중화하기 위하여 첨가된다.

* 이 공정으로 생산된 금속은 망간 순도가 92-98%이고, 주 불순물은 철분이다. 저급 망간금속은 일부 강(鋼)에서 망간철합금 대신에 사용되는 경향이 있고, 반면에 고순도 금속은 비철합금에 더 사용되는데, 주로 알루미늄 합금에 사용된다.

3) 이산화망간

- 천연 이산화망간 뿐 아니라, 화학 이산화망간(CMD)과 전해 이산화망간(EMD)의 두 가지 합성 이산화망간이 생산된다.

* 화학 이산화망간(CMD)

** Sedema공정에 의해 얻어지는데, 비산화 망간화합물의 열분해작용으로서, 미세하게 분리된 고형 산화물이 생산된다.

** 환원된 배터리용 천연이산화망간은 가용성 아미노탄산망간으로 전환되고 탄산염으로서 재침전된다. 이것은 산소가 충분한 환경에서 200-300℃로 가열되어 75% 이산화망간을 생산한다.

** 잔류탄산염을 용해시킨 후 이산화망간을 줄이고, 염화나트륨으로 산화시킨 뒤에 약 90% MnO2의 고활성 산물이 얻어진다.

* 전해 이산화망간(EMD)

** 배터리용 망간광석이 일차적으로 파쇄되고 배소된 후 황산에서 용해되어 용액에서 망간을 추출한다.

** 불순물은 분말석회석으로 침전시켜 분리한다. 대형 전해조에서 전해 시에 망간은 이산화망간의 형태로 양극에 부착된다.

** 전해에서 생산된 물질은 분말화, 액화, 건조의 과정을 거쳐 200mesh(74μm) 이하의 입자크기로 다시 분말로 만든다.

** 1톤의 EMD생산을 위해서는 약 1.7톤의 산화광과 3.2톤의 탄산염광석이 필요하다. 황산용액에서 직접 용해될 수 있기 때문에 천연 탄산염 광석이 선호된다.

4) 망간 화학제품

- 과망간산칼륨(KMnO4)과 황산망간(MnSO4)

* 배터리용 이산화물에 이어 두 가지의 주요 망간 화학제품이다. 과망간산칼륨은 알려진 것 중 가장 강력한 산화제중 하나로, 유기와 무기 및 산과 알칼리의 산화제로 모두 사용된다. 황산망간은 망간금속과 화학제품 제조과정의 중간산물이다.

- 탄산망간(MnCO3)

* 탄산알칼리로 황산망간은 침전시켜 제조한다. technical-grade 탄산망간 제조 시 하이드로퀴논 생산물의 부산물로서 형성된 황산염과 탄산염을 사용할 수 있다.

* 고품질의 아철산염 생산에 사용되는 electronic-grade 물질은 산화칼슘과 산화나트륨 함량이 각각 0.1%를 초과할 수 없고 탄산망간은 망간금속과 중탄산 암모늄으로부터 제조된다. 침전 후에 탄산망간은 여과, 세척 되어 최고온도 120℃에서 주의하여 건조된다.

- 염화망간(MnCl2)

* 망간금속, 산화물, 수산화물 또는 탄산염을 염산으로 반응시켜 생산한다. 고순도 염화망간 생산에 망간금속 또는 고순도 산화망간이 원료로 사용된다.

- 산화망간(MnO)

* 비료와 가축사료의 성분이고 많은 상업적 망간화합물의 선구물질이다.

* 이 물질은 이산화망간(MnO2)을 환원하여 생산하는데 환원방법으로는 진공상태에서 탄산망간이나 옥살산망간을 열분해하는 방법 혹은 공기와 천연가스 또는 메탄가스의 비율을 일정하게 하여 산화망간의 열상을 통과하게 하고 여기서 생성된 기체상태의 물질을 망간광석 층으로 통과시키는 방법 등이다.

- 삼산화망간(Mn2O3)

* 질산망간, 탄산망간, 옥살산망간 또는 염화망간을 500~800℃에서 열분해하여 제조한다. 아주 순수한 삼산화망간은 전해 망간금속으로부터 제조된 탄산망간을 하소하여 얻는다. 삼산화망간은 주로 아철산염 제조에 사용된다.

- 황산망간(MnSO4)

* 환원된 탄산망간 광석(능망간석)을 황산에서 용해하여 직접 제조한다. 또한 황산아닐린과 이산화망간으로부터 하이드로퀴논 제조 및 귀금속 침출 시에 부산물로 얻어진다.

* 주 용도는 비료와 가축사료이다. 가축사료용 원료는 최소 74-79%의 MnSO4(27-28% Mn)를 함유한다.

라. 국별 선광 및 제련 용량

ｏ 주요 망간 광산

(단위 : 백만톤)

국가	광산	‘09년 생산량	소유 업체
호주	Groote Eylandt Manganese Mine	2.33	BHP Billiton Gr, Anglo American
	Woodie Woodie Manganese Mine	-	Palmary
브라질	Azul Manganese Mine	1.38	Vale
	Urucum Manganese Mine	0.17	Vale
가봉	Moanda Manganese Mine	2.00	Eramet, 가봉정부, Areva
남아공	Black Rock Manganese Mine	-	ARM, AssOre
	Hotazel Manganese Mines	1.60	BHP Billiton Gr, Anglo American

주) 생산량은 광석 및 정광 생산량임

※ 자료원 : Raw Materials Group, Raw materials data, 2010. 8.

ｏ 주요 망간철합금 제조회사 및 생산용량

(단위 : 천톤)

국가	회사	소유권	연간 생산용량
남아공	Assmang	African Rainbow 50% Assore 50%	200
	Transalloys	Highveld (ultimately Renova)	230
	Samancor	BHP Billiton 60% Anglo American 40%	520
노르웨이	Eramet	Eramet	360
	Tinfos Jernverk	-	190
	RDMN
			110
		CVRD
멕시코	Minera Autlan	Grupo Ferrominero	220
미국	Eramet Marietta	Eramet	180
	Felman	Privat	200
브라질	RDM/Uracum	CVRD	390
스페인	Ferroatlantica	Villar Mir Group	310
	Hidro Nitro Espanola	Ferroatlantica	130
우크라이나	Nikopol	Privat	1,300
	Stakhanovsky	Privat	150
	Zaporozh'e	Privat	260
이탈리아	Italghisa	민간기업	100
인도	MEL	정부	100
	Maithan	민간기업	120
	NBV	민간기업	130
	Srinivasa	민간기업	100
	Universal	민간기업	110
일본	Chuo Denki	Sumitomo	130
	Kobe Steel	-	100
	Mizushima	JFE Steel	230
	Nippon Denko	-	270
중국	100 largest	정부 및 민간기업	4,970
카자흐스탄	JAksu	Eurasian Natural Resources	210
프랑스	Eramet	Eramet	100
	RDME	CVRD	140
한국	Dongbu	-	140
	Hannong	-	-
	Dongil Industries	-	100
	Han Hap	-	100
호주	Temco	BHP Billiton 60% Anglo American 40%	250
전 세계 총계			12,950

※ 자료원: Roskill, Economics of Manganese the 11th edition, 2008.

ｏ 주요 망간 금속 제조회사 및 생산용량

(단위 : 천톤)

국가	회사	연간생산용량
남아공	Manganese Metal Co(Pty) Ltd.	44.0
멕시코	Nitocor SA de CV	1.0
미국	Kerr-McGee Chemical	11.5
스페인	Hidro Nitro Espanola SA	7.7
우크라이나	Zaporozhye Ferro-Alloy Works	11.5
중국	Luxi Pushi Chemical Works	4.0
	Xiangtan Manganese Mine	6.5
	China Triangles Manganese Metal	5.0
	Zunyi Ferroalloys Co. Ltd	5.0
	Sichuan Minjiang Electrolytic Manganese Works	10.0
	Huayuan No.1 Manganese Works(Donfang)	25.0
	Zinyi Ferroalloy Generally Factory	10.0
	Sichuan Minjiang Electrolytic Manganese Works	10.0
	Daxin Manganese Mine	4.0
	Hengyang Manganese Product Works	2.0
	Jianshui Manganese Mine	2.0
	Ningxia Metal Magnesium Works	1.4
	Baheti Metal & Ferro Alloys Ltd	1.0
	Hunan Hongjiang Tengfei Group Co	4.0
	Huna Jishou Chemical Works	4.0
	Hunan Taojiang Manganese Mine	0.5
총계		180.6

※ 자료원: Roskill, Economics of Manganese the 10th edition, 2003.

ｏ 중국의 주요 망간 금속 제조회사 및 생산용량(2006년 말)

- 세계 망간 금속 생산국으로 중국이 독보적. 중국은 세계 망간금속 공급의 약 95%를 차지.

- ‘06년 중국의 망간금속 생산량은 720만톤에 이름.

제조회사 및 제조시설	연간생산용량
chongqing Xiushan Manganese Works	11
Chongqing Xiushan Xinfa Manganese Works	10
Guangxi Sanmenglong Mining	5
CMC Cameng Mining	23
Yuping Dalong Manganese	10
Zunyi Tianci Manganese Group	21
Guizhou Sanhe Songtao Manganese Group	62
Tongren Jinfeng Manganese	11
Tongren Tongxin Manganese	11
Guizhou Dalong Yongsheng Manganese	10
Jishou Rongjiang Manganese Chemical Works	12
Jishou Xinshiji Manganese	9
Jinge Manganese	10
Hunan Dongfang Manganese Group	20
Huayuan Xingying Manganese	12
Huayuan Zhongfa Manganese	8
Huayuan Hengmin Manganese	10
Huayuan Fengyun Manganese	10
Huayuan Jida Manganese	10
Huayuan Wenhua Manganese	13
Huayuan Manganese & Zinc Hi-Tech Development	20
Luxi Xinxing Yehua	10
Luxi Jinxu Yehua	10
Luxi Zhongli Manganese	10
Sichuan Minjiang Electrolytic Manganese Works	6

※ 자료원: Roskill, Economics of Manganese the 11th edition, 2008.

ｏ 주요 EMD(전해 이산화망간) 제조회사 및 생산용량(2006년 6월)

(단위 : 톤/년)

국가	회사	연간생산용량
호주	Delta	27,000
브라질	SBEL	6,000
	EML	5,800
중국	15개 업체	200,000
그리스	Tosoh	19,000
인도	MOIL	1,000
일본	Tosoh	34,000
남아공	Delta	30,000
스페인	Cegasa	6,000
미국	Erachem	25,000
	Eveready	11,000
	Tronox	27,000
총 계		367,800

※ 자료원: Roskill, Economics of Manganese the 11th edition, 2008.

 

  용도

 

가. 개요

  ｏ 합금용(또는 제련용)과 비합금용(또는 비 제련용)으로 구분

    - 합금용

      1) 제강부문(탄소강, 전합금강, HSLA강, 스테인레스강과 공구강)

      2) 비 제강부문(비철합금, 초합금 및 주철 등)으로 나눌 수 있음.

    - 비합금용 : 배터리 및 도자기와 유리에 주로 사용되며, 그 외에도 페라이트, 용접, 농업, 정수, 습식야금, 연료첨가제 등으로 사용됨.

나. 용도

 1. 합금용

  1) 제철, 제강부문

  ｏ 제강부문이 세계 망간 수요량의 약 90%를 차지한다. 따라서 망간 수요량은 조강 생산량에 따라 우선적으로 좌우된다.

  ｏ 모든 철강의 구성 성분임

    - 스테인리스강 : 망간 2% 함유

    - 일부 특수강 : 망간 19% 함유

    - 탄소(혹은 비합금)강 : 망간 1.6% 함유, 망간의 주 시장임.

  ｏ 제철, 제강 시 망간의 역할

    - 유황과 결합하여 유황성분 제거

    - 환원제 역할

    - 황화물의 조직 제어

    - 합금의 요소로서 강도, 인성, 경도 등을 가함

   ① 선철

    - 고로 내에 1%의 망간이 존재하면 다음과 같이 선철의 물리적 성질 및 생산 공정의 향상을 가져온다.

   - 특성 : 탈황제로서 경쟁상대 없는 독보적 원재료, 단위 소요량의 지속적 감소 추세 및 고품위 망간을 선호하는 경향

    - 용선(溶銑) 시 첨가되는 망간의 역할

      * 탈황제로서의 역할

      * Basic Oxygen 제강 공정에서 산출량 증대

      * 용제 소비량의 감소

      * 로 내화물 수명 연장

   - 망간 소비량의 결정요인

      * 선철 내의 인 함량

      * 사용되는 철광석의 유황 및 망간 함량(많은 철광석이 망간 불순물을 함유하고 있고, 선철 내에 존재하는 모든 망간이 망간 광석으로 서로 장입물에 첨가된 것은 아니다)

      * 사용되는 연료의 유황 함량

      * 탈황공정의 효율

      * 망간 광석의 망간 함량

      * 슬래그로 버려지는 망간의 양(절반가량의 망간이 슬래그에 잔류하게 됨으로 장입되는 망간의 양은 최종 생산물 내의 망간 양보다 더 많이 필요하다)

   - 선철 생산 톤당 망간 소비량

      * 일본 : 톤당 0.5kg 이하(1990년대 말, 1985년의 톤당 2.2kg에서 감소)

      * 미국 및 유럽 : 톤당 0.2kg 이하(1990년대 말, 1985년의 톤당 0.9kg에서 감소)

        ** 저품위 망간광석 및 고유황분 코크스용탄을 사용하는 경우에는 망간 사용량이 높아짐(과거 소련에서 톤당 45kg까지 사용된 적이 있음)

   ② 조강

   - 조강이 로 내에서 또는 레이들에 옮겨진 후 망간과 기타 합금철이 첨가되는데, 망간은 탈황제로서 모든 제강공정에 필수적인 첨가제이다. 망간은 또한 강도, 인성, 경도를 더해주는 합금 첨가제이기도 하다.

   - 제강 공정별 특징

      * 베서머법(Bessemer Process) : 가장 오래된 재래식이며 망간 소비량이 큼. 점유율이 0.1%로 브라질에서만 채택

      * 평로법(Open Hearth Process) : 재래식으로 망간 소비량이 큼. 점유율 16.6%로 인도, 미국, 러시아, 동유럽 국가에서 채택하며 선철, 스크랩에 장입

      * 염기성 산소제강법(Basic Oxygen Process) : 망간 저소비형으로 60%를 점유. 제철과정과 연속 공정으로 이어지며 Hot Metal, 스크랩을 장입

      * 전기로아크법(Electric Arc Process) :망간의 손실이 1%에 불과한 망간 저소비형으로 26.3% 점유. 스크랩을 주 장입재로, 선철을 부장입재로 처리. 주로 특수강 생산에 사용

   - 망간의 사용 목적

      * 정련 시 과산화 방지

      * 정련된 강철의 탈황, 탈산작용과 실리콘의 작용을 증가시킴

      * 유황과 결합하여 열연시의 크랙킹을 방지함

      * 강철이 잘 부스러지지 않도록 탄화철 침강을 제어함

   - 공정상 이유로 광석 대신 망간 합금을 투입하는 경우 투입재별 특성

      * 고탄소 함량(C 7.5%까지) 페로망간(Mn 74%-82%) : 비교적 저렴하여 가장 많이 사용. 제품의 탄소 함량이 중요 요소가 아닌 경우에 사용

      * 중, 저탄소 함량(C 1.5%까지) 페로망간(Mn 80-85%) : 제품의 탄소 함량이 제한될 경우에 사용

      * 페로실리코망간(Mn 65-68%, Si 12.5-21%, C 1.5-3.0%) : 실리콘과 망간의 결합된 탈산작용이 요구되는 경우에 선택

      * 망간 금속 : 가격이 비싸 특수강에 국한하여 사용. 제품의 불순물이 중요 요소일 경우에 사용

   ③ 탄소강

   - 조강의 약 80%가 탄소강 제조에 사용되며 세계 망간 수요량의 65-70%를 탄소강이 차지한다.

    - 물성은 일차로 탄소 함량에 의하여 결정된다. 주 그룹은 연강으로서 0.12-0.25%의 탄소를 함유하고 압연제품으로 생산된다. 쾌삭 탄소강은 0.15%의 탄소, 1.2%까지의 망간 및 0.35%의 유황과, 0.3%의 연이 선택적으로 함유된다.

   - 용도 : 자동차산업, 건설, 액체 저장용 탱크, 건조재 저장용 빈(bin)과 호퍼(hopper), 슬러리 및 물 운반용 파이프라인, 송전탑, 백색가전제품(냉장고, 난로, 세탁기 등), 파이프 및 도관 등

   ④ 합금강

   - 합금강이란 용어는 탄소강과 스테인레스강 이외의 완성된 강철을 말한다.

   - 합금강의 종류 : 전합금강, HSLA강, 스테인레스강, 공구강 및 고속도강

     * 전합금강 : 스테인레스강, 내역강, HSLA강, 공구강 및 탄소강 이외의 완성된 강철을 말하는데, 특히 탄소 0.1-0.45%, 망간 0.45-1.5% 및 크롬, 니오븀, 몰리브덴, 바나듐 등의 합금 첨가제가 함유된 합금강을 지칭한다.

        ** 용도 : 내구성이 요구되는 엔지니어링, 기어 및 드릴 부품, 자동차 부품 등

      * HSLA강(High Strength Low Alloy Steel) : 탄소의 함량은 보통 0.6-2.0% 범위이다. 일반 탄소강보다 강도 및 내구성이 뛰어난 강으로서 응력을 많이 받는 구조물 등에 많이 사용된다.

        ** 용도 : 크레인, 파이프라인, 자동차 제조, 건설 및 구조물 등

      * 스테인레스강 : 스테인레스강과 내열강은 시장 비중은 작다. 스테인레스강의 망간 함량은 보통 2% 또는 그 이하이다.

        ** 용도 : 급식 시설, 화학 및 석유화학 시설, 수송 장비, 튜브 및 파이프, 건설부문, 기타 의약부문, 전기 전자부문 등

      * 공구강 및 고속도강 : 망간의 함량은 0.5% 이하.

        ** 용도 : 절삭공구, 드릴, 다이, 프레스, 게이지, 해머, 치즐 등 각종 공구

  2) 비제강 부문

ｏ 미국에서의 비철 합금부문은 합금철과 금속에서의 망간 수요량 중 약 7%를 차지하나, 대부분의 국가는 미국만큼 발달되어 있지 않기 때문에 훨씬 더 낮을 것이다.

ｏ 비철합금(대개 알루미늄을 기제로 한 합금), 주철, 초합금(또는 고성능 합금) 및 자석과 같은 소량의 합금 등으로 구성된다.

   ① 비철합금

   - 알루미늄, 동, 아연, 마그네슘, 티타늄, 금, 은, 창연 등과 합금을 형성하여 사용하며 알루미늄 기제 합금이 지배적이고 나머지는 주철이 대부분을 차지한다.

   - 용도 : 음식물 처리장비, 음료수 캔, 건물 벽 및 지붕, 자동차 라디에이터 튜브, 창틀, 도로 장애물 및 선로, 루핑, 수도관, 열교환기, 밸브시스템, 선박 프로펠라, 극저온장비, 컨덴서, 증발건조기, 스파크방지 공구(가스, 석유, 석탄, 광산 및 화약산업에서), 부싱, 베어링, 샤프트, 전열기, 항공, 우주산업 등

   - 종류

     * 페로망간 또는 망간 금속(Mn>99.5%) : 망간 금속 사용

     * 알루미늄-망간 합금

      * Mn 1% 함량의 합금

      * Si, Cu, Mg, Zn, Cr, Zr, Li, Vd, Ni, Fe 등과 합금 형성

     * 동-망간 합금 : 0.5%의 망간을 함유

       * 기타 합금 : 아연-망간(Mn 0.1-0.2%), 마그네슘-망간(Mn 0.1-0.2%), 티탄-망간(Mn 8%)

   ② 주철

   - 망간에 있어서 소규모이고 하락하는 시장이다. 1.2%까지의 망간이 주철에 첨가되는데, 이것은 고온에서 취약해지는 황화철의 형성을 방지하고 압연 및 고온 작업시의 크랙킹 현상을 방지하기 위함이다.

   - 용도 : Ductile cast iron(자동차의 기어 및 크랭크샤프트, 커넥팅로드, 스티어링 부문, 컨베이어벨트의 롤러, 자동차 엔진, 농업용 장비, 건설 기장비, 배기 매니폴드, 대형 엔진부품 등), Grey cast iron(경차, 중대형 트럭, Ingot mould, 위생용품 및 방열기 주조, 밸브 및 부품, 내연기관, 농기계, 건설장비, 광산기계, 기계용 공구, 펌프 및 컴프레서, 냉장 및 공기조절기, 가정용품 등), Malleable/White cast iron(펌프 임펠러, 파분쇄용 롤러 및 라이너, 연마성 슬러리 취급용 파이프 및 부품, 드렛지 및 펌프 부품 등).

   ③ 초합금(Superalloy)

   - '고성능 합금‘과 거의 동의어로 사용되는 용어로서 망간에 있어서는 아주 작은 시장이다. 강도 및 내부식성 증가를 위하여 보통 1% 이하의 망간이 첨가된다.

   - 용도

      * 항공 산업에서의 가스터빈 블레이드, 링, 디스크, 샤프트, 가이드 베인 및 기타 부품

      * 화력 및 핵 발전 시설

      * 석유 및 가스 산업

      * 제지 및 음식물 가공

      * 열교환기 및 고온 장비

      * 부식성 물질을 취급하는 석유화학 및 화학시설

      * 초합금은 또한 펌프 몸체, 로 부품, 고열작업 공구 및 스프링, 열처리 및 에나멜 작업 장비, 엔진 배기밸브 및 기타 초고온과 부식상황에 사용됨

   ④ 기타 비철 합금

   - 자석합금, 제어팽창 및 글라스 실링 합금, 동-니켈 합금 및 치과용 합금 등이 있다.

 2. 비합금용

  1) 배터리

   - 배터리는 최대의 비합금용 망간 시장으로서 망간 소비량의 4-5%를 차지한다. 배터리 시장은 전통적인 아연-탄소 배터리에 사용되는 천연 배터리급 광석(NMD)과 주로 고품질 알칼라인 배터리에 사용되는 인조 전해 이산화망간(EMD) 및 저품위에 사용되는 화학적 이산화망간(CMD)으로 나누어진다.

    - 이산화망간은 배터리 셀 양극으로서, 또는 배터리 전해질 내에서 충전이나 방전 시에 셀의 플레이트에 모아지는 가스를 제거하기 위한 소극제로서 사용된다.

    - 주 시장은 아연-탄소 및 알칼라인 전지이며, 리튬 전지의 중요성도 늘고 있다. 전지의 종류는 다음과 같으며, 양극 혹은 소극제, 혹은 양쪽 모두로 사용된다 :

      * 아연-탄소(Leclanche) 배터리

      * 마그네슘-이산화망간 배터리

      * 알칼라인 이산화망간 배터리

      * 리튬-이산화망간 배터리

   ｏ 망간의 사용 형태

구분	배터리 형태	MnO2 함유율
천연 배터리급 광석(NMD)	표준전지 및 리튬전지	MnO2 75-85%
인조 전해 이산화망간(EMD)	고성능 알칼리-망간 전지	MnO2 91.7-92.3%
화학적 이산화망간(CMD)	표준전지 및 리튬전지	MnO2 90.6%

  2) 기타 비합금

   - 망간은 광석 및 정광 또는 다양한 화학제품의 형태로 비합금 분야에서 다양하게 사용되고 있는데, 총 망간 수요량에서 차지하는 비율은 낮다.

   - 용도

      * 안료 : 벽돌 및 타일, 잿물, 유약, 유리 등

      * Ferrite : 전화기 스위치보드 및 필터, 텔레비전 수상기, 동조절연체, 상 이동장치 등

      * 용접용 용제 : coated electrode, flux-cored wores, submerged arc and lectro-slag welding fluxes

      * 농업용 : 망간황화물 또는 망간 산화물 상태로 가축 사료, 비료

      * 정수

      * 습식 야금 : 아연제련, 우라늄제련 등

      * 연료첨가제

      * 산화제, 촉매제

      * 냄새 조절제

      * 밀폐제

      * 금속 코팅제

      * 회로판

      * 이산화유황 제거

      * 하이드로퀴논 생산

다. 품위별 분류

  ｏ 광석

    - 망간광석 : Mn 35% 이상

    - 철망간광석 : Mn 10-35%

    - 함 망간 철광석 : Mn 5-10%

  ｏ 제철용 : Mn 48% 이상

  ｏ 페로망간용 : Mn/Fe = 7

  ｏ 제철용 광석의 표준 품위

(단위 %)

Mn	Fe	Al2O3	Al2O3+Al2O3	As	P	Cu+Pb+Zn
≥48	≤6	≤7	≤11	≤0.18	≤0.19	≤0.30

* 불순물 중 인은 제철과정에서 제거되지 않으므로 특히 중요함

  ｏ 건전지용 : MnO2 75-85%(Mn 44-54%)

  ｏ 화학용 : Mn ≤35%(용도에 따라 불순물 및 산화능력 등 기타의 다양한 규격을 충족시켜야 함)

  ｏ 남아공의 경우 저품위 광석은 우라늄 추출용으로 사용하기도 함

 

[정도현]

망간에 대하여 공부를 열심히 하고있슴다 감사

[제임스 딘]

카피합니다! 고맙습니다.

[이쁜오리]

헐~ 어려워....ㅠㅠ

[사이공]

감사합니다.

[퀘이사]

망간이 약방에 감초역할을 하는군요 좋은공부 였습니다 감사합니다

[donkey]

자료 감사합니다.

[바다의노다지]

아직 모르는 부분이 많아서 이해하기는 조금 어렵네요ㅠㅠ

[금음돌]

대충알고는 있지만 많은 도움이 되었네요
감사합니다,