Was ist elektrolytisches Mangan?
Elektrolytisches Mangan ist eine reine Form des metallischen Elements Mangan, Mn . Es wird als "elektrolytisch" bezeichnet, da ein Hauptschritt des Raffinationsprozesses die Elektrolyse umfasst, eine chemische Reaktion, die von einem elektrischen Strom angetrieben wird. Weniger reine Formen wie Ferromangan und Silicomangan werden mit wirtschaftlicheren Methoden gewonnen. Das reine Metall wird hauptsächlich als Legierung bei der Herstellung von Edelstahl und Aluminium verwendet. Elektrolytisches Mangan wird auch häufig als Element in Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge verwendet.
Die anfänglichen Stufen der Manganverarbeitung umfassen das Erhitzen des Erzes und die Verwendung chemischer Behandlungen, um den Großteil der Verunreinigungen zu entfernen. Die Elektrolyse wird dann verwendet, um das Metall weiter zu verfeinern. Eine Lösung des Materials wird in eine Elektrolysezelle gegeben und ein elektrischer Gleichstrom wird durchgeleitet. Der Gleichstrom induziert eine chemische Reaktion, die das Mangan von natürlich vorkommenden Verunreinigungen trennt.
Strom gelangt durch die Anode, eine negative Elektrode, in die Zelle und durch die Kathode, eine positive Elektrode, in die Zelle. Das Leiten eines Gleichstroms durch die Manganlösung kann entweder Oxidation, einen Elektronenverlust oder eine Reduktion, einen Elektronengewinn, verursachen. Dies führt dazu, dass sich elektrolytisches Manganmetall (EMM) an der positiven Kathode und elektrolytisches Mangandioxid (EMD) an der negativen Anode ansammeln. Die Elektroden werden periodisch entfernt und die Manganablagerungen in Form von Flocken gesammelt. Durch Erhitzen der Flocken auf 925 ° F (500 ° C) wird latenter Wasserstoff entfernt und ein Manganpulver mit einer Reinheit von mehr als 99,9% erhalten.
Der größte Teil des jedes Jahr raffinierten Mangans wird als Legierung für die Verarbeitung anderer Metalle verwendet. Die Stahlerzeugung macht den größten Teil des gesamten rein elektrolytischen Mangans aus, das bei der Herstellung von hochwertigem Edelstahl verwendet wird. Es wird auch zur Herstellung von korrosionsbeständigem Aluminium verwendet.
Elektrolytisches Mangandioxid wird hauptsächlich zur Herstellung der Kathode oder des positiven Pols von Trockenbatterien verwendet. Neue Batteriedesigns und -anwendungen sind stärker auf Mangan angewiesen. Die Lithium-Ionen-Batterien, die viele Elektrofahrzeuge antreiben, verwenden normalerweise EMM zur Herstellung der Kathode und EMD zur Herstellung der Anode der Batterie.
Mangan ist ein weit verbreitetes Element, aber die meisten seiner Ablagerungen liegen in Form von Knötchen auf dem Meeresboden vor. Kommerziell tragfähige Lagerstätten an Land sind nicht gleichmäßig verteilt, da China, Australien und Südafrika über erhebliche Bergbau- und Produktionskapazitäten verfügen. Länder, die stark auf Importe des Metalls angewiesen sind, sehen die Konzentration des Bergbaus und der Verarbeitung in so wenigen Händen manchmal als strategische Bedrohung für ihre Wirtschaft an.