ارزيابي توليد سنگ منگنز و فرومنگنز جهان

منگنز به صورت فرومنگنز از سنگ منگنز بدست می‌آيد. فرومنگنز در فولاد سازي به منظور اكسيژن زدایي، خنثی سازي تاثير منفي ترك گرم گوگرد در حين نورد گرم، بالابردن عمق سختي پذيري و افزايش مقاومت سايشي، کششی فولاد و جايگزين فلز نيكل در فولادهاي ضد زنگ به كار برده می‌شود. عامل اصلی ترک گرم فولاد، تشکیل ترکیب اتکتیک (Fe-FeS) با نقطه ذوب 988 درجه سانتی گراد است. با افزودن فرومنگنز ترکیب تبدیل به MnS پلاستیک با نقطه ذوب 1650 درجه سانتی گراد می‌شود.

منگنز برای بالا بردن سیالیت سرباره نیز کمک می‌کند. به ترکیب فولاد تا 13% منگنز افزوده می‌شود (فولاد هادفیلد). میانگین درصد فلز منگنز فولاد تولیدی دنیا در سال قبل 0.7 بوده است. میزان سرمایه گذاری برای تاسیس واحدهای تولید فرومنگنز تا 100 هزار تن ظرفیت تولید در سال به ازای هر تن تولید در سال به طور تقریبی 350 دلار است. میزان تولید آلیاژهای فرومنگنز در سال 2019 جهان با 11.2% افزایش تولید نسبت به سال 2018 بالغ بر 24.06 میلیون تن شد.

میزان مصرف فرومنگنز جهان در سال قبل بالغ بر 24 میلیون تن به ثبت رسیده است. 91% منگنز تولیدی دنیا در ساخت فولادهای کربنی، ضد زنگ و ضد سایش مورد استفاده قرار می‌گیرد. ضمناً میزان تولید سنگ منگنز دنیا نیز با 9% افزایش در سال 2019 نسبت به سال 2018 به 64.5 میلیون تن رسید. به طور میانگین برای تولید یک تن فولاد نیاز به 28.6 کیلوگرم سنگ منگنز است.

میزان تولید سنگ منگنز دنیا در سال 1921، 113 هزار تن بوده است. شایان ذکر است برای تولید یک تن Fe-Si-Mn و Fe-Mn به ترتیب 3800 و 2200 کیلو وات ساعت انرژی برق مصرف می‌شود. این نرخ‌ها در کشور هند بیشتر است.

تولید منگنز و فرومنگنز

میزان نیاز به منگنز به عنوان عنصر استحکام بخش در فولاد، با افزایش میزان تولید فولاد کشور چین و جهان به اوج خود رسید. شایان ذکر است میزان تولید فولاد خام جهان و کشور چین در سال 2019 به ترتیب 1870 و 996.3 (53.2% جهان) میلیون تن بوده است. در سال 2019 میزان تولید فروسیلیکومنگنز جهان با 14% افزایش نسبت به سال 2018 به 18.2 (75.6% کل تولید فرو منگنز) میلیون تن رسید. میزان مصرف فروسیلیکو منگنز جهان 18 میلیون تن گزارش شده است. در شکل زیر روند تولید فروسیلیکو منگنز جهان مشاهده می‌گردد.

در شکل زیر روند تولید و مصرف فروسیلیکو منگنز کشور چین دیده می‌شود. میزان تولید فرومنگنز پرکربن دنیا با 0.2% کاهش به 4.4 میلیون تن (17.9% کل تولید فرومنگنز) رسیده است.
در شکل زیر روند تولید و مصرف فروسیلیکو منگنز کشور چین دیده می‌شود. میزان تولید فرومنگنز پرکربن دنیا با 0.2% کاهش به 4.4 میلیون تن (17.9% کل تولید فرومنگنز) رسیده است.

روند تولید سنگ منگنز در جهان

روند افزایش نیاز فرومنگنز، بازار سنگ منگنز نیز تحت الشعاع قرار داده است. میزان تولید سنگ منگنز جهان با 8.3% افزایش به 65.4 میلیون تن رسیده است. 29 میلیون تن سنگ منگنز دنیا از سنگ منگنز با عیار متوسط (بیشتر از 30% و کمتر از 44%) بدست آمده است. در شکل زیر روند تولید سنگ منگنز جهان و سهم سنگ منگنزهای با عیارهای مختلف نشان داده شده است.

بزرگترین تولید کننده سنگ منگنز کم عیار جهان کشور چین است (کمتر از 30% منگنز و مرطوب). کشور آفریقای جنوبی بیشترین سنگ منگنز عیار متوسط جهان را تولید می‌کند (کمتر از 44% و بیشتر از 30% منگنز و مرطوب). گابون، آفریقای جنوبی استرالیا و تا حدی برزیل تولید کننده اصلی سنگ منگنز پر عیار جهان هستند (بیش از 44% Mn و مرطوب). در سال 2019 میزان تولید سنگ منگنز با عیار کم، متوسط و بالای جهان به ترتیب 17، 29، 19 میلیون تن بوده است. کل رزرو سنگ منگنز دنیا در سال قبل 810 میلیون تن منگنز خالص بوده است.

تقاضای فرومنگنز جهان

تقاضای فرومنگنز جهان مستقیما به نیاز صنعت فولاد بستگی دارد. در سطح جهان انواع فولاد تولید می‌شود که هرکدام آنها به مقدار مشخصی منگنز نیاز دارند. مصرف ویژه منگنز به ازای هر تن فولاد تولیدی تعیین می‌گردد. مقداری از منگنز مورد نیاز فولاد از چدن بدست می‌آید که ناشی از بارگیری سنگ آهن و یا سنگ منگنز در کوره بلند می‌باشد. این مقدار منگنز قسمت کوچکی از نیاز کل منگنز را در برمی‌گیرد و بخشی از آن در حین اکسیداسیون در فرایندهای مختلف تبدیل چدن مذاب به فولاد می‌سوزد. لذا مقدار اصلی منگنز در کارگاه فولاد سازی به صورت فرومنگنز و گاهی نیز به صورت سنگ منگنز افزوده می‌شود.

قسمتی از فرومنگنز در فرایند فولاد سازی در نتیجه اکسیداسیون می‌سوزد. در دهه 70-60 هنگامی که کنورتور اکسیژنی جایگزین فرایند های زیمنس مارتین، بسمر و توماس شد افزایش بازدهی منگنز باعث کاهش مصرف کل منگنز گردید. با ادامه بهینه سازی فرایند فولاد سازی در دهه 80 (دمش ترکیبی) بازدهی منگنز باز افزایش یافت. امروزه در کشورهای صنعتی میزان مصرف منگنز در فولاد سازی 7.5 کیلوگرم بازای هر تن فولاد است، در حالی که در سال 60 و 80 این مقدار به ترتیب 7 و 6.5 کیلوگرم بوده است.