Kas ir elektrolītiskais mangāns?

Elektrolītiskais mangāns ir metāliskā elementa mangāna Mn tīra forma. To sauc par “elektrolītisku”, jo galvenais posms rafinēšanas procesā ietver elektrolīzi, ķīmisku reakciju, ko vada elektriskā strāva. Mazāk tīras formas, piemēram, feromangāns un silikomangāns, iegūst ar ekonomiskākām metodēm. Tīrs metāls galvenokārt tiek izmantots kā sakausējums nerūsējošā tērauda un alumīnija ražošanā. Elektrolītisko mangānu plaši izmanto arī kā elementu litija jonu akumulatoros, kas paredzēti elektriskajiem transportlīdzekļiem.

Mangāna apstrādes sākuma posmi ietver rūdas karsēšanu un ķīmisku apstrādi, lai noņemtu lielāko daļu piemaisījumu. Pēc tam metāla tālākai attīrīšanai izmanto elektrolīzi. Materiāla šķīdumu ievieto elektrolītiskajā šūnā un caur to tiek izvadīta tiešā elektriskā strāva. Līdzstrāva izraisa ķīmisku reakciju, kas atdala mangānu no dabiski sastopamiem piesārņotājiem.

Elektrība ieplūst šūnā caur anodu, negatīvo elektrodu, un iziet caur katodu, pozitīvo elektrodu. Tiešās strāvas novadīšana caur mangāna šķīdumu var izraisīt oksidāciju, elektronu zudumu vai samazināšanos, elektronu pieaugumu. Tā rezultātā elektrolītiskais mangāna metāls (EMM) uzkrājas uz pozitīvā katoda un elektrolītiskais mangāna dioksīds (EMD) uzkrājas uz negatīvā anoda. Elektrodi tiek periodiski noņemti, un mangāna nogulsnes tiek savāktas pārslu veidā. Karsējot pārslas līdz 925°F (500°C), tiek noņemts latentais ūdeņradis un iegūts mangāna pulveris ar tīrību, kas pārsniedz 99.9%.

Lielākā daļa katru gadu attīrītā mangāna tiek izmantots kā sakausējums citu metālu apstrādē. Tērauda ražošana veido lielāko daļu no tīrāka elektrolītiskā mangāna, ko izmanto augstas kvalitātes nerūsējošā tērauda ražošanā. To izmanto arī korozijizturīga alumīnija ražošanā.

Elektrolītisko mangāna dioksīdu galvenokārt izmanto, lai izgatavotu sauso elementu bateriju katodu jeb pozitīvo polu. Jaunās akumulatoru konstrukcijas un lietojumprogrammas ir vairāk atkarīgas no mangāna. Litija jonu akumulatori, kas darbina daudzus elektriskos transportlīdzekļus, parasti izmanto EMM, veidojot katodu, un EMD, veidojot akumulatora anodu.

Mangāns ir izplatīts elements, bet lielākā daļa tā nogulšņu ir mezgliņu veidā jūras dibenā. Komerciāli dzīvotspējīgas atradnes uz zemes nav vienmērīgi sadalītas, jo Ķīnai, Austrālijai un Dienvidāfrikai ir ievērojamas ieguves un ražošanas iespējas. Valstis, kas lielā mērā ir atkarīgas no metāla importa, dažkārt uzskata, ka ieguves un pārstrādes koncentrēšanās tik mazos rokās ir stratēģisks drauds savai ekonomikai.