Content
- Què és el manganès?
- De què està fabricat l’acer?
- Altres usos del manganès
- D’on prové el manganès?
- Minerals de manganès
- Nòduls de manganès
- Oferta i demanda de manganès
- Garantir un subministrament domèstic de manganès
- Mineria de manganès marí
Manganès: El manganès té un nombre atòmic de 25 i un símbol químic de Mn.
Què és el manganès?
El manganès és un element metàl·lic de plata amb un nombre atòmic de 25 i un símbol químic de Mn. No es troba com un element a la natura. Es presenta en molts minerals com la manganita, la purpurita, la rodonita, la rodocrosita i la pirolusita. També es troba en molts mineraloides com el psilomelà i la wad.
Utilitzem manganès: L’ús més important del manganès és en la fabricació d’acer. El manganès proporciona resistència i duresa a l’acer. Sense manganès, l’acer que s’utilitza per fabricar plaques d’armadura, mandíbules trituradores i eines d’impacte no seria tan durador. Copyright de la imatge iStockphoto / Huyangshu.
De què està fabricat l’acer?
Molta gent respondria correctament que l’acer està fet de ferro. Molt menys saben que també està feta de manganès. Tot i que la quantitat de manganès que s’utilitza per fabricar una tona d’acer és petita, és tan essencial com el ferro per produir aquest fonament fonamental de les societats modernes.
En termes més senzills: no es pot fer acer sense manganès. El consum intern de manganès és d’unes 500.000 tones mètriques cada any, principalment per la indústria siderúrgica. Els Estats Units depenen totalment de les importacions d'aquesta quantitat de manganès.
El manganès constitueix aproximadament el 0,1 per cent de l'escorça terrestre, cosa que el converteix en el dotzè element més abundant. El seu ús precoç va ser principalment en pigments i oxidants en processos químics. La importància del manganès per a les societats humanes va esclatar amb el desenvolupament de la moderna tecnologia siderúrgica a la dècada de 1860. El manganès és essencial i insubstituïble en la siderúrgia, i la seva indústria minera mundial està dominada per poques nacions. Es considera, doncs, una de les mercaderies minerals més importants dels Estats Units.
El 90% del consum de manganès, tant als Estats Units com a nivell mundial, el compta la indústria siderúrgica. El manganès elimina l’oxigen i el sofre quan el mineral de ferro (un compost de ferro i oxigen) es converteix en ferro. També és un aliatge essencial que ajuda a convertir el ferro en acer.
Com a aliatge, disminueix la fragilitat de l’acer i aporta força. La quantitat de manganès emprat per tona d'acer és bastant petita, oscil·lant entre els 6 i els 9 quilograms. Al voltant del 30% d’aquest s’utilitza durant el perfeccionament del mineral de ferro, i el 70 per cent restant s’utilitza com a aliatge en el producte final d’acer.
Vidre de manganès pot acolorir: Antics egipcis i romans utilitzaven la pirolusita, un mineral de diòxid de manganès, per controlar el color del vidre. Petites addicions van descolorar el vidre eliminant la decoloració de color groc verdós causada per les impureses de ferro, mentre que les addicions més grans acolorien el vidre de color rosa, morat o negre. El diòxid de manganès encara s’utilitza avui dia com a colorant. Foto de Scott Jackson, enquesta geològica dels Estats Units.
Altres usos del manganès
El manganès s'utilitza també com a aliatge amb metalls com l'alumini i el coure. Entre els usos no metal·lúrgics importants s’inclouen càtodes de bateries, ferrites suaus que s’utilitzen en l’electrònica, micronutrients en fertilitzants, micronutrients en l’alimentació animal, productes químics per al tractament d’aigües, colorant per a l’envestiment automobilístic, maons, frits, vidre, tèxtil i rajoles. El producte "violeta de manganès" s'utilitza per a la coloració de plàstics, recobriments en pols, vidres d'art i cosmètics.
Manganès en pedres precioses: Una sèrie de pedres precioses contenen quantitats importants de manganès i sovint deriven el seu color de l’element. Rellotge des de la part superior esquerra: rodocrosita (carbonat de manganès), rodonita (òxid de manganès), purpurita (fosfat de manganès), espessartina (granat d'alumini de manganès).
Pigment de manganès: Una vista mirant cap avall cap a un pot de pigment pigrolusita. La pirolusita en pols es pot barrejar amb oli o amb diversos vehicles per utilitzar-los com a pigment negre permanent.
Vernís del desert: El "vernís del desert" negre és un revestiment prim d'òxid de manganès que cobreix les cares exposades d'algunes roques en zones àrides. Es creu que els microbis que concentren manganès faciliten la seva formació. La foto de dalt mostra petroglifes produïts quan els nadius americans van escorcollar amb cura el vernís del desert per produir els seus símbols artístics. Aquest aflorament es denomina "Newspaper Rock" i es troba al Newspaper Rock State Park a prop de Monticello, Utah. Copyright de la imatge iStockphoto / Geir-Olav Lyngfjell.
D’on prové el manganès?
El manganès elemental es combina fàcilment amb oxigen, carboni i silici per formar una llarga llista de minerals de manganès. Els minerals de manganès contenen generalment de 25 a 45 per cent de manganès, principalment en òxids (o hidròxid) i minerals de carbonat.
Els minerals de manganès són generalitzats, però la major part de l’oferta mundial prové d’un nombre reduït de districtes miners de manganès. La majoria dels minerals de manganès provenen d'extenses capes de roques sedimentàries riques en manganès que es van formar en els oceans antics en condicions especialitzades. Això es va produir quan els canvis en l’estat d’oxidació de l’aigua de l’oceà van provocar en primer lloc elevades concentracions de manganès dissolt i després van precipitar diversos minerals de manganès que es van concentrar al fons marí. Aquestes capes es troben actualment a la base dels continents.
Mineral de manganès Nodular: El psilomelà nodular es troba en argiles residuals formades a partir de la meteorització de la pedra calcària i la dolomita al sud de Virgínia de l'Oest. Aquests minerals van ser extrets durant la Segona Guerra Mundial quan les importacions de minerals de manganès de fora dels Estats Units no eren possibles.
Minerals de manganès
Alguns minerals i mineraloides de manganès es consideren “minerals primaris”, ja que són prou rics en manganès com per obtenir-ne el mineral. Uns altres són "minerals secundaris". Es produeixen en zones on el contingut original de manganès dels sediments s'ha enriquit naturalment per processos geològics més joves.
Gairebé tots els minerals de manganès es beneficien a prop dels jaciments de la mina per millorar el gra de manganès abans de processar-lo. La majoria també són foses per formar els aliatges ferromanganès i silicomanganès. Es tracta d’aquests aliatges, més que del mineral de manganès, els que s’utilitzen en la majoria d’aplicacions metal·lúrgiques.
Mineral de mar de manganès: Nòdul de manganès recollit el 1982 des de l’oceà Pacífic. Els nòduls de manganès són sovint rics en manganès, ferro, níquel, coure i cobalt. El nòdul té aproximadament quatre centímetres de llarg. Imatge de Creative Commons de Walter Kölle.
Nòduls de manganès
Una font potencial addicional de manganès són els nòduls de ferromanganès i les crostes que es produeixen a la vora del mar en moltes parts dels oceans del món. Aquests nòduls de grana de patata són actualment l’objectiu d’exploració i investigació, principalment centrats en l’oceà Pacífic equatorial. Si la producció d’aquests nòduls es demostra viable tècnicament, econòmicament i legalment, podrien esdevenir una font important de manganès.
Alguns investigadors especulen que es podrien recol·lectar parcel·les marines, deixar-se guaret i, després, recol·lectar-les de nou dècades en el futur. Algunes parts del món del mar podrien produir un rendiment sostenible de mineral de ferromanganès.
Mina de manganès: Foto de la mina de manganès de Mamatwan al districte de Kalahari de Sud-àfrica. D’aquesta mina a cel obert s’explica una gruixuda capa de mineral de manganès. Els bancs de les mines segueixen la capa sedimentària del cos del mineral. Foto de William Cannon, enquesta geològica dels Estats Units.
Oferta i demanda de manganès
La majoria del mineral de manganès és produït per alguns països que inclouen Sud-àfrica, Austràlia, Xina i Gabon. El 90% de les reserves de manganès provades també es troben en aquests quatre països, a més del Brasil i Ucraïna.
Els Estats Units no tenen reserves de manganès, com és el cas de molts altres països industrialitzats, especialment a Europa. Tot el mineral de manganès que es consumeix als Estats Units s’importa de fonts que inclouen Gabon, Austràlia, Sud-àfrica i Brasil.
Tot i que hi ha productors químics de ferro i aliatges de manganès als Estats Units, el país continua important grans quantitats d'aliatges de manganès, productes químics i metall per satisfer les seves necessitats de consum.
Les importacions importants de ferromanganès són de Sud-àfrica, Xina, Ucraïna i la República de Corea. El silicomanganès s’importa de Sud-àfrica, Geòrgia, Noruega i Austràlia. La demanda de manganès segueix històricament la producció d'acer i s'espera que ho faci en el futur.
Mineral de manganès: El mineral siliciós de manganès es va formar com a bretxa dins de la falla de St. Clair, al sud de Virgínia de l'Oest. Aquests minerals van ser extrets durant la Segona Guerra Mundial quan les importacions de minerals de manganès de fora dels Estats Units no eren possibles. Els dipòsits coneguts de manganès als Estats Units són petits i contenen mineral de baixa qualitat. No són econòmics a preus actuals.
Garantir un subministrament domèstic de manganès
Tot i que les reserves totals del món són adequades per satisfer la demanda previsible, hi ha hagut una preocupació als Estats Units, a causa de la seva confiança total a les importacions de mineral de manganès, per un subministrament continuat de manganès a causa de possibles interrupcions polítiques o militars de la producció. o cadenes de subministrament.
Tot i que hi ha grans recursos de roca enriquida amb manganès als Estats Units, principalment a Maine i Minnesota, el seu contingut en manganès es troba substancialment per sota dels minerals de manganès fàcilment disponibles d'altres parts del món, per la qual cosa actualment no són econòmics per a la meva.
A nivell mundial, no hi ha escassetat de mineral de manganès. Els dipòsits terrestres de manganès estan dominats pel gran districte de manganès de Kalahari de Sud-àfrica, que representa aproximadament el 70 per cent dels recursos de manganès coneguts del món (reserves més material identificat que encara no s'ha demostrat plenament econòmic). Com a resultat, s'espera que Sud-àfrica continuï jugant un paper dominant en el subministrament global de manganès fins al futur.
Nòduls de manganès al mar: Fotografia de nòduls de ferro-manganès a la vora del mar al nord de la trinxera de Puerto Rico. Els nòduls fan uns 2-4 centímetres de diàmetre. La profunditat de l’aigua és de 5339 metres. Imatge de l'enquesta geològica dels Estats Units
Mineria de manganès marí
Si la mineria de fons marins esdevingués econòmica, les fonts de mineral de manganès podrien passar significativament de la terra a l’oceà. El recurs estimat de nòduls de mangana nanes els recursos basats en la terra i podria diversificar considerablement les fonts de manganès a tot el món. Bona part del recurs es troba en aigües internacionals. Els recursos de manganès de fons marins també es troben dins de la Zona Econòmica Exclusiva dels Estats Units i estan totalment sota la jurisdicció dels Estats Units.