Для того, чтобы познакомиться с рудами различных металлов, не обязательно идти в геологический музей. Иногда достаточно проехаться на общественном транспорте.
Если вы бывали на одной из самых красивых станций московского метрополитена под названием "Маяковская" - наверняка обратили внимание на вставки из розового камня внизу стальных колонн.
Это уральский поделочный камень родонит (от греческого слова «родон» - «роза»), который использовался для украшения множества знаковых зданий в нашей стране, от мавзолея Владимира Ильича Ленина до питерского Эрмитажа.
Вот только родонит можно использовать не только для украшения. При желании из него можно выплавить металл, поскольку родонит - это минерал, содержащий марганец.
Но, разумеется, основной рудой для производства марганца является не полудрагоценный розовый родонит, а гораздо более невзрачный, но куда чаще встречающийся пиролюзит.
Марганца вообще на планете довольно много - это восьмой по распространенности металл, в земной коре его 0,095% - и это очень высокий показатель. Чтобы было понятно: если марганца 0,1%, то золота, например, в земной коре — 0,0000004%.
Но вернемся к пиролюзиту.
Этот невзрачный черный камень, представляющий собой двуокись марганца, был известен человечеству с первобытных времен.
Археологи, исследовавшие стоянки неандертальцев, нашли там куски пиролюзита, которые явно терли друг о друга. Предполагается, что получившимся порошком конкуренты "гомо сапиенс" посыпали дрова в очаге – дело в том, что добавление MnO2 снижает температуру воспламенения примерно на 100° C.
Во времена Древнего Египта марганцевой руде нашли другое применение - подданные фараона заметили, что если оксиды марганца добавить в смесь, предназначенную для изготовления стекла, то стекло получится не зеленое и мутное, а прозрачное и почти бесцветное. В качестве добавки стеклодувы активно используют марганец и сегодня.
Кстати, название "пиролюзит" минерал получил сравнительно недавно, а до этого много столетий его называли "черной магнезией".
Мы уже рассказывали вам, как один и тот же город по имени Магнезия дал название сразу трем чрезвычайно распространенным веществам: притягивающим железо магнитам и двум химическим элементам. Из так называемой "белой магнезии" был выделен магний, а из магнезии черной - металл, который назвали марганец.
Произошло это в конце 18 века. Все тот же "невезучий гений" Карл Вильгельм Шееле, которого мы многократно упоминали в этих заметках, решил заняться изучением "черной магнезии". Три года он издевался над пиролюзитом в своей лаборатории, и только после этого, в 1774 году, представил в Стокгольмскую академию доклад под названием «Относительно марганца и его свойств».
Этот доклад стал очень значимым рубежом в истории химии, достаточно сказать, что в нем Шееле объявил о существовании двух металлов (бария и марганца), а также дал описание двух газообразных элементов (которых вскоре назовут хлором и кислородом).
А металлический марганец в том же самом 1774 году выплавил знаменитый химик и металлург Юхан Готлиб Ган, которого попросил об этом все тот же Шееле на правах старого друга.
Марганец стал пятнадцатым металлом, открытым человечеством.
Надо сказать, что довольно долго люди не знали, что делать с этим новым приобретением, и марганец не имел работы. Дело в том, что чистый марганец - довольно хрупкий металл, вот он и считался "неспособным для самостоятельной деятельности".
И лишь с течением времени люди узнали про главный козырь марганца. Как выяснилось, это самый дружелюбный металл, безотказный, как трехлинейка, который идет на контакт со всеми.
Марганец оказался единственным химическим элементом, который при нагревании вступает в соединения практически со всеми неметаллами и образует сплавы почти со всеми металлами.
Но судьбоносной стала "дружба" марганца всего с одним элементом.
С железом.
Его судьба навсегда изменилась в 1882 году, после того, как великий английский металлург Роберт Гадфильд выплавил сталь с высоким содержанием марганца - около 13%.
Запатентованная им "сталь Гадфильда" благодаря высокой износостойкости стала легендарной, а марганец навсегда получил титул "лучшего друга железа".
Сегодня марганец используется практически во всех марках стали и многих - чугуна, и является одним из самых "специализированных" элементов. По сути, он работает только по своей основной специальности, практически не отвлекаясь на "побочные промыслы".
Известная всем обеззараживающая "марганцовка", то есть перманганат калия, является редким исключением.
Потому что более 95% добываемого на Земле марганца сразу уходит металлургам и используется ими в качестве ингредиента для сплавов, прежде всего - для сталей.
Но не только. Марганец также активно применяется, к примеру, в алюминиевых сплавах, именно благодаря марганцу алюминиевая банка имеет очень тонкие стенки, но при этом остается прочной.
Но в целом марганец - это прежде всего сталь.
Современная черная металлургия невозможна без трех вещей - железа, угля и марганца.
Все остальное - опционально.
Но есть нюанс.
Если железо и уголь распространены на планете практически повсеместно, то про марганец такого не скажешь.
Да, марганца на планете много, но распределен он весьма неравномерно. Есть страны, очень богатые марганцем, есть страны, где его почти нет.
Неравномерность распространения и абсолютная необходимость для тяжелой промышленности все чаще делают марганец не только персонажем из учебников химии или экономики, но и героем геополитических пьес.
К примеру, в США марганец не добывается с 1970 года - из-за очень низкого качества американских руд. Поэтому примерно 2/3 поставок ферромарганцев на американский рынок осуществляется из Габона - и в свете этого знания недавние перевороты в этой центральноафриканской стране обретают очень интересные нюансы и последствия.
Что касается России, то у нас история марганцевой промышленности вообще представляет собой геополитический детектив.
Добыча марганца началась еще во времена Российской империи, после того, как были открыты Чиатурское месторождение в Грузии (1846 год) и Никопольское месторождение на Украине (1883 г.).
Оба месторождения очень крупные. Чиатурское, например, расположено в бассейне реки Квирила, притока Риони, и, как подсчитали советские ученые, вместе с водами реки Черное море ежегодно «приобретает» свыше ста тысяч тонн марганца.
Оба месторождения начали разрабатывать еще в XIX веке - добыча чиатурских руд началась еще в 1879 году, а освоение никопольского марганца - в 1886-му. Но при этом свой марганец царская Россия практически не использовала: из 1245 тысяч тонн марганцевой руды, добытой в 1913 году, 1195 тысяч тонн было вывезено за границу.
Все изменилось в Советском Союзе с началом индустриализации и резкого подъема металлургической промышленности в стране. Марганец был объявлен стратегическим сырьем, и его добыча была признана вопросом национальной безопасности.
В довоенный период СССР создал мощную марганцевую промышленность, основанную на этих двух гигантах, полностью обеспечивая марганцем потребности своей промышленности.
Однако в Великую Отечественную войну советская металлургия получила страшный удар после того, как нацисты оккупировали Украину, а войска Вермахта на Северном Кавказе перекрыли путь в Грузию. Отечественным горнякам пришлось в пожарном порядке запускать добычу в разведанных месторождениях на востоке страны: Полуночного на Урале и Джездинского в Казахстане.
И это был настоящий трудовой подвиг - уже в конце 1941 года на уральские сталеплавильные заводы пошел первый марганец из новых месторождений.
После войны СССР обеспечивал дефицитным металлом не только себя, но и других, став крупнейшим экспортером марганца в мире. Однако после распада СССР российская металлургия попала в катастрофическую ситуацию: оба центра марганцевой промышленности оказались за границей, а уральское Полуночное месторождение к тому времени давно было выработано.
Как следствие, сегодня марганцевые руды — один из стратегических видов минерального сырья, импортозависимость от которого в России достигает 100%.
Проще говоря, практически весь марганец мы закупаем за границей, и без импортных поставок российская металлургия встанет намертво. Сначала покупали на Украине, а после того, как в 2014 году поставки украинского марганца в РФ были прекращены - импортируем марганец из ЮАР, Габона и Индии.
При этом, по данным Минприроды, в России собственная промышленная добыча марганцевых руд вообще не велась с 2013 по 2020 годы. А черная металлургия в стране все эти годы стабильно росла, и потребность в марганце увеличивалась в среднем на 6-7% ежегодно. В 2021 году емкость российской сталелитейной промышленности составила 1,47 млн тонн марганцевых руд и концентратов.
Разведанные российские запасы марганца столь масштабные потребности вряд ли покроют - в большинстве своем страна располагает небольшими месторождениями с низкокачественными труднообогатимыми рудами со средним содержанием марганца от 6,6%. При этом запасы самого перспективного месторождения - Усинского в Кемеровской области оцениваются в 70 млн тонн, что весьма немного. К тому же тамошние руды характеризуются повышенным содержанием фосфора (0,2–0,3%) и сравнительно низким содержанием марганца (19,7%).
И эта геополитическая пьеса про зигзаги судьбы "лучшего друга железа" до сих пор далека от кульминации. Как писали в пионерских журналах: "Приключения продолжаются!".
В июне 2024 года в 14-м пакете санкций Европейский Союз ударил по больному, законодательно запретив экспорт в Россию марганцевых руд.
Но этот выпад не остался без ответа. Советник главы "Роснедр" Дмитрий Олейник, комментируя санкции, заявил буквально следующее: «Если говорить о планах, то в первую очередь хочется отметить Больше-Токмакское месторождение марганцевых руд, запасы которого превышают 1,7 млрд тонн. В перспективе его разработка могла бы обеспечить промышленность России собственным марганцевым сырьем».
И это действительно так. Один из крупнейших на планете Никопольский марганцеворудный бассейн состоит из двух районов — Никопольского и Великотокмацкого.
Вот уже полтора столетия основная добыча шла в Никопольском районе, расположенном на правом берегу Днепра. Город, находящийся напротив Запорожской атомной электростанции в Энергодаре так и называется - Марганец.
А вот Великотокмацкое месторождение на левом берегу, открытое в 1932 году, практически не разрабатывалось - промышленное освоение началось только на излете СССР, в 1980-х годах и продолжалось не более десяти лет. Уже в 1995-м добыча была остановлена из-за отсутствия у Украины средств на устранение затопления шахты.
По оценкам специалистов, начав разработку этого месторождения на новых территориях, Россия сможет полностью обеспечить себя собственным марганцем, ликвидировав злосчастную "ахиллесову пяту" своей тяжелой промышленности.