Τι είναι το ηλεκτρολυτικό μαγγάνιο;

Το ηλεκτρολυτικό μαγγάνιο είναι μια καθαρή μορφή του μεταλλικού στοιχείου μαγγάνιο, Mn. Ονομάζεται «ηλεκτρολυτικό» επειδή ένα σημαντικό βήμα στη διαδικασία διύλισης περιλαμβάνει την ηλεκτρόλυση, μια χημική αντίδραση που προκαλείται από ηλεκτρικό ρεύμα. Λιγότερο καθαρές μορφές, όπως το σιδηρομαγγάνιο και το σιλικομαγγάνιο, παράγονται με πιο οικονομικές μεθόδους. Το καθαρό μέταλλο χρησιμοποιείται κυρίως ως κράμα στην παραγωγή ανοξείδωτου χάλυβα και αλουμινίου. Το ηλεκτρολυτικό μαγγάνιο χρησιμοποιείται επίσης ευρέως ως στοιχείο σε μπαταρίες ιόντων λιθίου που έχουν σχεδιαστεί για ηλεκτρικά οχήματα.

Τα αρχικά στάδια της επεξεργασίας του μαγγανίου περιλαμβάνει θέρμανση του μεταλλεύματος και χρησιμοποιώντας χημικές επεξεργασίες για να απομακρυνθεί το μεγαλύτερο μέρος των ακαθαρσιών. Ηλεκτρόλυση στη συνέχεια χρησιμοποιείται για την περαιτέρω βελτίωση του μετάλλου. Ένα διάλυμα του υλικού τοποθετείται σε ένα ηλεκτρολυτικό κύτταρο και μια άμεση ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται διαμέσου. Το συνεχές ρεύμα προκαλεί μία χημική αντίδραση η οποία διαχωρίζει το μαγγάνιο από φυσικώς απαντώμενα μολυντές.

Ο ηλεκτρισμός εισέρχεται στο στοιχείο μέσω της ανόδου, ενός αρνητικού ηλεκτροδίου, και εξέρχεται μέσω της καθόδου, ενός θετικού ηλεκτροδίου. Η διέλευση συνεχούς ρεύματος μέσω του διαλύματος μαγγανίου μπορεί να προκαλέσει είτε οξείδωση, απώλεια ηλεκτρονίων ή μείωση, αύξηση ηλεκτρονίων. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη συλλογή ηλεκτρολυτικού μετάλλου μαγγανίου (EMM) στη θετική κάθοδο και ηλεκτρολυτικού διοξειδίου του μαγγανίου (EMD) στην αρνητική άνοδο. Τα ηλεκτρόδια αφαιρούνται περιοδικά και οι εναποθέσεις μαγγανίου συλλέγονται με τη μορφή νιφάδων. Η θέρμανση των νιφάδων στους 925°F (500°C) αφαιρεί το λανθάνον υδρογόνο και καταλήγει σε σκόνη μαγγανίου με καθαρότητα άνω του 99.9%.

Η μεγάλη πλειοψηφία των μαγγανίου εξευγενισμένου κάθε έτος χρησιμοποιείται ως κράμα στην επεξεργασία άλλων μετάλλων. Χαλυβουργία αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο μέρος της συνολικής με τον πιο καθαρό ηλεκτρολυτικό μαγγανίου που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή υψηλής ποιότητας ανοξείδωτο χάλυβα. Χρησιμοποιείται επίσης για την παρασκευή ενός ανθεκτικού στη διάβρωση του αλουμινίου.

Το ηλεκτρολυτικό διοξείδιο του μαγγανίου χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή της καθόδου, ή του θετικού πόλου, των μπαταριών ξηρής κυψέλης. Τα νέα σχέδια και εφαρμογές μπαταριών βασίζονται περισσότερο στο μαγγάνιο. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου που τροφοδοτούν πολλά ηλεκτρικά οχήματα συνήθως χρησιμοποιούν EMM για την κατασκευή της καθόδου και EMD για την παραγωγή της ανόδου της μπαταρίας.

Το μαγγάνιο είναι ένα κοινό στοιχείο, αλλά η πλειονότητα των εναποθέσεων του είναι με τη μορφή οζιδίων στον πυθμένα της θάλασσας. Τα εμπορικά βιώσιμα κοιτάσματα στη γη δεν κατανέμονται ομοιόμορφα, με την Κίνα, την Αυστραλία και τη Νότια Αφρική να έχουν σημαντικές δυνατότητες εξόρυξης και παραγωγής. Οι χώρες που βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στις εισαγωγές του μετάλλου θεωρούν μερικές φορές τη συγκέντρωση της εξόρυξης και της επεξεργασίας σε τόσο λίγα χέρια ως στρατηγική απειλή για την οικονομία τους.