Почему банка для газировки имеет тонкие стенки, что такое «кристаллы Конди», почему без марганца не было бы многих животных, какая древнеегипетская технология используется до настоящего времени, что находится на дне мирового океана, почему марганец является незаменимым металлом и ещё одна сторона военного переворота в Габоне.
История
Люди каменного века использовали соединения марганца (Mn) в виде красок для наскальной живописи и, как полагают некоторые антропологи, в качестве первых косметических средств ещё 30 тысяч лет назад.
Первое стекло, которое получили древние египтяне, было зелёного цвета, но, добавляя минералы, содержащие Mn, они добились его полного обесцвечивания (метод используемый до сих пор). Дальнейшее увеличение концентрации давало красивый фиолетово-розовый цвет, который очень ценился.
Самые богатые марганцевые руды того времени были найдены в греческой области Магнисия. Там же были обнаружены залежи магния и магнитного камня. Отсюда такая похожесть названий, особенно в английском языке (manganese, magnesium, magnet). Марганец, к слову, немагнитен.
Физическое выделение металла состоялось в 1774 году.
Применение
Первыми использовать марганец в качестве легирующей добавки, сами того не подозревая, стали древние спартанцы. Благодаря тому, что железо и марганец залегали в одних и тех же рудниках, их оружие становилось необычайно твёрдым.
Научное обоснование было оформлено во второй половине XIX века и с тех пор Mn стал неотъемлемой частью металлургического производства. Благодаря ему повышается прочность, устойчивость к износу, пластичность и коррозионная стойкость основного металла.
На сегодняшний день сталелитейная отрасль обеспечивает до 90% мирового потребления марганца. Почти вся современная сталь содержит Mn в различных концентрациях. Сталь с самым высоким его содержанием применяют для изготовления ружейных стволов, сейфов и тюремных решёток.
В этом же качестве он используется в алюминиевых сплавах. Именно благодаря марганцу алюминиевая банка для напитков имеет очень маленький вес и очень тонкие стенки, но при этом остаётся прочной.
Кроме того, Mn входит в состав некоторых исходных материалов для 3D-принтеров. Однако достаточно высокая температура плавления (1246°C) требует более высоких энергетических затрат при работе с ним.
Относительно недавно его начали добавлять в бензин для повышения октанового числа и снижения детонации двигателя.
Использование Mn в качестве удобрения интенсифицирует процесс фотосинтеза. Кроме того, животноводы добавляют его в кормовые смеси.
Перманганат калия, более известный в широких кругах как «марганцовка», а в благородном обществе как «кристаллы Конди» является универсальным дезинфицирующим средством, которое можно найти в любой аптеке. В этом же качестве используется аквариумистами.
Наконец, диоксид марганца применяется в качестве чёрно-коричневого пигмента.
Важно отметить, что в металлургии и некоторых других направлениях марганец не может быть замещён другими элементами.
Перспективы
Одним из самых перспективных направлений будущего является производство аккумуляторов: литий-марганцево-оксидных, литий-никель-марганец-кобальт-оксидных и других.
Ключевым преимуществом марганца для использования в этом качестве является его дешевизна.
Добыча
По распространённости в земной коре марганец занимает двенадцатое место среди всех элементов и пятое - среди металлов. Его можно обнаружить во многих минералах и никогда в чистом виде.
Распространён он неравномерно. При этом руды существенно отличаются по качеству. Кроме того, зачастую добыча марганца сопряжена с массовой вырубкой лесов и загрязнением воды. На сегодня около 38% подтверждённых запасов сосредоточено в ЮАР. Она же является главным мировым лидером по добыче Mn.
Другими важнейшими добытчиками являются: Кот-д'Ивуар (360 тыс. тонн), Малайзия (360 тыс. тонн), Мексика (230 тыс. тонн), Грузия (220 тыс. тонн), Мьянма (200 тыс. тонн), Вьетнам (150 тыс. тонн), Казахстан (110 тыс. тонн) и другие страны.
Всего в мире в 2022 году было добыто 20 млн. тонн. Как видим, основная добыча сосредоточена в странах БРИКС.
Крупнейшим мировым месторождением является Никопольский марганцеворудный бассейн на правом берегу Днепра.
Нестабильность с поставками Mn стала одной из причин сокращения мирового производства стали в 2022 году.
В США марганец не добывается с 1970 года (очень низкое качество руд). Порядка 2/3 поставок руды на американский рынок осуществляет Габон. МВД США в 2018 году составило список 35 важнейших минералов, по которым они отслеживают безопасность и надёжность поставок. Марганец в этот список входит.
Таким образом, в недавно осуществлённый военный переворот в Габоне добавляется новая краска.
Россия
После распада СССР основные месторождения оказались за пределами России. Незначительная добыча в Читинской и Иркутской областях, а также Республике Коми не обеспечивает внутренних потребностей отечественной металлургии.
Россия вынуждена импортировать марганцевую руду и концентраты в значительных количествах (на сотни миллионов долларов). Основные поставщики на внутренний рынок (в порядке убывания): ЮАР, Габон и Казахстан.
Цена и коммерческие формы
Средняя цена на обогащённую марганцевую руду (44%) в 2022 году составила $6,5 за 1 тонну, что на 23% выше, чем годом ранее.
На металлургические предприятия Mn поставляется, как правило, в двух коммерческих формах: ферромарганец (70–80% марганца и 6–7% углерода) и силикомарганец (65-75% марганца и 15-25% кремния).
Мировой океан
Около трёх триллионов (!) тонн марганца находится в конкрециях на дне мирового океана. Плотные шарообразные скопления соединений Mn залегают на глубине 4-6 тысяч метров. В настоящее время не существует рентабельных способов их извлечения.
Фотосинтез
Марганцу мы обязаны самой своей жизнью. Дело в том, что Mn является ключевым элементом в процессе фотосинтеза растений. Без него в атмосфере не было бы кислорода, а соответственно, многих животных, в том числе людей.
Роль в питании человека
В организме человека содержится порядка 12 мг марганца, и его необходимо постоянно пополнять (4 мг в сутки). Благодаря ему сохраняется скелет, вырабатываются пищеварительные ферменты, поддерживается иммунная система, осуществляется метаболизм углеводов и жиров.
В Бангладеш учёными из США проводились исследования на предмет зависимости между потреблением марганца и интеллектуальными способностями детей. Она оказалась значительной.
Источником Mn являются многие продукты, в первую очередь: орехи, цельнозерновые крупы, отруби, петрушка и чай.
Возможно, вам также будет интересно:
Если узнали что-то новое, просьба оставить лайк. Если есть что добавить, пишите комментарий. Подпишитесь на канал, и мы обещаем ещё много интересного.