Физико-химические основы производства металлического марганца аналогичны выплавке рафинированного ферромарганца.
Производство металлического марганца ведут периодическим процессом. После выпуска очередной плавки проводят заправку ванны ферросплавной печи отходами от разливки и разделки сплава и известью, которые задают в наиболее разрушенные места. Затем по всей плошади подины задают с шихтой около 30—40% силикомарганца и заливают 8—10 т шлака. После поднятия мощности на шлак загружают оставшуюся часть извести в соответствии с массой залитого шлака.
После расплавления шихты и прогрева расплава постепенно загружают силикомарганец в твердом или жидком виде. За 30 мин до конца производства металлического марганца расплав продувают сжатым воздухом для ускорения рафинирования металла от кремния в результате его перемешивания. Окончание плавки определяется расходом электроэнергии [на тонну залитого шлака расходуется 3,60—4,32 ГДж (1000— 1200 кВт-ч)], состоянием ванны ферросплавной печи и анализом металла.
Распределение элементов между продуктами плавки приведено в таблице
Таблица 1. Распределение элементов между продуктами плавки металлического марганца
С целью получения плотного слитка марганца и уменьшения отходов металла при разделке после слива шлака металл можно вакуумировать в течение 5—10 мин при остаточном давлении 33,3—52,3 Па (250—400 мм рт. ст.). Затем металлический марганец охлаждают в течение — 3 ч в ковше и разливают в металлические изложницы.
В конечном шлаке содержится примерно 15,1% Mn; 28,8% SiO2; 46,5% СаO; 1,7% Аl2O3; 2,8 MgO и 0,3% FeO.
Особо чистый электролитический марганец производят электролизом сернокислых солей марганца. Способ позволяет даже из бедных руд получить весьма чистый металлический марганец. В качестве исходного материала используют как окисленные, так и карбонатные руды.
При электролизе марганец осаждается на катоде в виде тонкого блестящего и хрупкого слоя, его снимают с катода, изгибая последний в противоположных направлениях. Полученные чешуйки переплавляют в Индукционной печи и разливают в чушки. Металл содержит примерно 99,77% Mn, 0,04% С и 0,014% S.
Расход материалов и электроэнергии на 1 базовую тонну металлического марганца при производстве его различными методами приведен выше.
