Wat is elektrolytisch mangaan?
Elektrolytisch mangaan is een pure vorm van het metaalelement mangaan, Mn . Het wordt "elektrolytisch" genoemd omdat een belangrijke stap in het raffinageproces elektrolyse inhoudt, een chemische reactie aangedreven door een elektrische stroom. Minder zuivere vormen, zoals ferromangaan en silicomangaan, worden verkregen door meer economische methoden. Het pure metaal wordt voornamelijk gebruikt als legering bij de productie van roestvrij staal en aluminium. Elektrolytisch mangaan wordt ook veelvuldig gebruikt als element in lithium-ionbatterijen die zijn ontworpen voor elektrische voertuigen.
De eerste stadia van mangaanverwerking omvatten het verwarmen van het erts en het gebruik van chemische behandelingen om de meeste onzuiverheden te verwijderen. Elektrolyse wordt vervolgens gebruikt om het metaal verder te verfijnen. Een oplossing van het materiaal wordt in een elektrolytische cel geplaatst en een directe elektrische stroom wordt doorgelaten. De gelijkstroom veroorzaakt een chemische reactie die het mangaan scheidt van natuurlijk voorkomende verontreinigingen.
Elektriciteit komt de cel binnen via de anode, een negatieve elektrode, en verlaat via de kathode een positieve elektrode. Het doorgeven van een gelijkstroom door de mangaanoplossing kan oxidatie, verlies van elektronen of reductie, een toename van elektronen veroorzaken. Dit resulteert in het verzamelen van elektrolytisch mangaan metaal (EMM) op de positieve kathode en elektrolytisch mangaandioxide (EMD) verzamelt zich op de negatieve anode. De elektroden worden periodiek verwijderd en de mangaanafzettingen worden verzameld in de vorm van vlokken. Het verwarmen van de vlokken tot 925 ° F (500 ° C) verwijdert latente waterstof en resulteert in een mangaanpoeder met een zuiverheid van meer dan 99,9%.
Het overgrote deel van het geraffineerde mangaan wordt elk jaar gebruikt als legering bij de verwerking van andere metalen. De staalproductie is goed voor het grootste deel van het zuiverdere elektrolytische mangaan dat wordt gebruikt bij de productie van hoogwaardig roestvrij staal. Het wordt ook gebruikt bij het maken van een corrosiebestendig aluminium.
Elektrolytisch mangaandioxide wordt voornamelijk gebruikt bij het maken van de kathode of positieve pool van droge cellen. Nieuwe batterijontwerpen en -toepassingen zijn meer afhankelijk van mangaan. De lithium-ionbatterijen die veel elektrische voertuigen van stroom voorzien, gebruiken meestal EMM voor het maken van de kathode en EMD voor het produceren van de anode van de batterij.
Mangaan is een veel voorkomend element, maar de meeste afzettingen zijn in de vorm van knobbeltjes op de zeebodem. Commercieel levensvatbare stortingen op land zijn niet gelijk verdeeld, waarbij China, Australië en Zuid-Afrika aanzienlijke mijnbouw- en productiemogelijkheden hebben. Landen die sterk afhankelijk zijn van de invoer van het metaal, zien de concentratie van mijnbouw en verwerking in zo weinig handen als een strategische bedreiging voor hun economie.