Co to jest mangan elektrolityczny?

Mangan elektrolityczny jest czystą formą metalicznego pierwiastka manganu, Mn. Jest określany jako „elektrolityczny”, ponieważ główny etap procesu rafinacji obejmuje elektrolizę, reakcję chemiczną napędzaną prądem elektrycznym. Formy mniej czyste, takie jak żelazomangan i krzemomangan, uzyskuje się bardziej ekonomicznymi metodami. Czysty metal jest używany przede wszystkim jako stop w produkcji stali nierdzewnej i aluminium. Mangan elektrolityczny jest również szeroko stosowany jako pierwiastek w akumulatorach litowo-jonowych przeznaczonych do pojazdów elektrycznych.

Początkowe etapy przeróbki manganu polegają na podgrzaniu rudy i zastosowaniu obróbki chemicznej w celu usunięcia większości zanieczyszczeń. Elektroliza jest następnie wykorzystywana do dalszego uszlachetniania metalu. Roztwór materiału umieszcza się w ogniwie elektrolitycznym i przepływa przez niego stały prąd elektryczny. Prąd stały indukuje reakcję chemiczną, która oddziela mangan od naturalnie występujących zanieczyszczeń.

Energia elektryczna wchodzi do ogniwa przez anodę, elektrodę ujemną, i wychodzi przez katodę, elektrodę dodatnią. Przepuszczanie prądu stałego przez roztwór manganu może spowodować utlenienie, utratę elektronów lub redukcję, czyli przyrost elektronów. Powoduje to gromadzenie się elektrolitycznego metalicznego manganu (EMM) na dodatniej katodzie i elektrolitycznego dwutlenku manganu (EMD) na ujemnej anodzie. Elektrody są okresowo usuwane, a osady manganu gromadzone w postaci płatków. Ogrzanie płatków do 925 ° F (500 ° C) usuwa utajony wodór i daje proszek manganu o czystości przekraczającej 99.9%.

Zdecydowana większość rafinowanego każdego roku manganu jest wykorzystywana jako stop w obróbce innych metali. Produkcja stali odpowiada za większość całości dzięki czystszemu elektrolitycznemu manganowi używanemu do produkcji wysokiej jakości stali nierdzewnej. Jest również używany do wytwarzania aluminium odpornego na korozję.

Elektrolityczny dwutlenek manganu jest głównie używany do wytwarzania katody lub bieguna dodatniego baterii z suchymi ogniwami. Nowe projekty baterii i aplikacje w większym stopniu opierają się na manganach. Akumulatory litowo-jonowe, które zasilają wiele pojazdów elektrycznych, zwykle wykorzystują EMM do wytwarzania katody i EMD do produkcji anody akumulatora.

Mangan jest powszechnym pierwiastkiem, ale większość jego złóż ma postać grudek na dnie morskim. Komercyjnie opłacalne złoża na lądzie nie są równomiernie rozmieszczone, a Chiny, Australia i Republika Południowej Afryki mają znaczne możliwości wydobycia i produkcji. Kraje, które w dużym stopniu polegają na imporcie metalu, czasami postrzegają koncentrację wydobycia i przetwórstwa w tak niewielu rękach jako strategiczne zagrożenie dla ich gospodarki.