Što je elektrolitički mangan?

Elektrolitički mangan je čisti oblik metalnog elementa mangana, Mn. Naziva se “elektrolitičkim” jer glavni korak u procesu rafiniranja uključuje elektrolizu, kemijsku reakciju koju pokreće električna struja. Manje čisti oblici, kao što su feromangan i silikomangan, dobivaju se ekonomičnijim metodama. Čisti metal se prvenstveno koristi kao legura u proizvodnji nehrđajućeg čelika i aluminija. Elektrolitički mangan se također intenzivno koristi kao element u litij-ionskim baterijama dizajniranim za električna vozila.

Početne faze prerade mangana uključuju zagrijavanje rude i korištenje kemijskih tretmana za uklanjanje većine nečistoća. Elektroliza se tada koristi za daljnje rafiniranje metala. Otopina materijala stavlja se u elektrolitičku ćeliju i kroz nju prolazi istosmjerna električna struja. Istosmjerna struja izaziva kemijsku reakciju koja odvaja mangan od prirodnih zagađivača.

Električna energija ulazi u ćeliju kroz anodu, negativnu elektrodu, a izlazi kroz katodu, pozitivnu elektrodu. Propuštanje istosmjerne struje kroz otopinu mangana može uzrokovati oksidaciju, gubitak elektrona ili redukciju, povećanje elektrona. To rezultira elektrolitički metal mangana (EMM) koji se skuplja na pozitivnoj katodi i elektrolitički manganov dioksid (EMD) koji se skuplja na negativnoj anodi. Elektrode se povremeno uklanjaju, a naslage mangana skupljaju u obliku pahuljica. Zagrijavanjem pahuljica na 925°F (500°C) uklanja se latentni vodik i rezultira manganovim prahom čistoće veće od 99.9%.

Velika većina mangana koji se rafinira svake godine koristi se kao legura u preradi drugih metala. Proizvodnja čelika čini većinu ukupne količine s čišćim elektrolitičkim manganom koji se koristi u proizvodnji nehrđajućeg čelika visoke kvalitete. Također se koristi za izradu aluminija otpornog na koroziju.

Elektrolitički manganov dioksid se uglavnom koristi u izradi katode ili pozitivnog pola baterija sa suhim ćelijama. Novi dizajn i aplikacije baterija više se oslanjaju na mangan. Litij-ionske baterije koje napajaju mnoga električna vozila obično koriste EMM u izradi katode i EMD u proizvodnji anode baterije.

Mangan je čest element, ali većina njegovih naslaga je u obliku nodula na morskom dnu. Komercijalno isplativa ležišta na kopnu nisu ravnomjerno raspoređena, a Kina, Australija i Južna Afrika imaju značajne rudarske i proizvodne mogućnosti. Zemlje koje se uvelike oslanjaju na uvoz metala ponekad vide koncentraciju rudarstva i prerade u tako malom broju ruku kao stratešku prijetnju njihovom gospodarstvu.