Mangan
Mn • Ordnungszahl 25
Mangan
Mangan ist ein silberweißes, hartes, sehr sprödes Übergangsmetall. Es ähnelt in seinen physikalischen und chemischen Eigenschaften dem Eisen, ist jedoch härter und spröder. Das Element besitzt eine hohe biologische Bedeutung. In Pflanzen spielt Mangan ein Rolle bei der Sauerstoffproduktion in photosynthetischen Bakterien, Algen und Pflanzen.
Mangan zeichnet sich durch eine große Vielfalt an Oxidationsstufen aus.
Es ist ein zentraler Rohstoff für die Stahlindustrie und hat eine wachsende Bedeutung in Lithium-IOnen-Batterien für E-Autos.
Mangan kommt in der Natur vorwiegend als Braunstein vor und wird in großen Mengen abgebaut.
Die wichtigsten Produktionsländer sind Südafrika, Gabun und Australien.
Der bedeutendenste Player ist South32 aus Australien.
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Geschichte
Der Name leitet sich von der lateinischen Bezeichnung für Braunstein „magnesia nigra“ ab, und teilt so mit dem Element Magnesium den geographischen Bezug auf den Bezirk Magnisia in der ostgriechischen Region Thessalien, wo Vorkommen von Mineralien beider Elemente seit dem Altertum bekannt sind.
Mangandioxid, auch als Braunstein bekannt, wurde aufgrund seiner Farbe bereits in vorzeitlichen Höhlenmalereien als Pigment verwendet. Seit dem Altertum diente dieses Mineral auch als Zusatz in der Herstellung von Glas, da es den grünen Farbstich aus natürlichem Glas entfernen hilft, der auf Spuren von Eisenionen zurückzuführen ist.
Erst 1740 konnte der Berliner Arzt und Chemiker Johann Heinrich Pott zeigen, dass Pyrolusit nicht, wie ursprünglich angenommen, Eisen enthält, sondern ein anderes, noch unbekanntes Element.
Erst ein Vierteljahrhundert später gelang es dem schwedischen Chemiker Johan Gottlieb Gahn elementares Mangan durch Reduktion von Braunstein mit Kohlenstoff herzustellen.
1839 wurde entdeckt, dass Mangan die Formbarkeit von Eisen verbessert. 1856 zeigte Robert Forester Mushet, dass durch Zusatz von Mangan eine Massenproduktion von Stahl im Bessemer-Verfahren möglich ist. Dies führte dazu, dass Mangan in kurzer Zeit in großen Mengen für die Stahlproduktion verwendet wird.
Ab Mitte des 18. Jahrhunderts wurde Manganoxid auch zur Herstellung von Chlor verwendet.
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Verwendung
90 Prozent des abgebauten Mangans gehen in die Stahlindustrie in Form von Ferromangan als Legierungsbestandteil. Dabei entzieht es dem Stahl Sauerstoff und Schwefel und verbessert gleichzeitig die Durchhärtung. Während normaler Stahl etwa ein Prozent Mangan enthält, liegt der Anteil bei Manganstahl bei etwa 13 Prozent. Diese extrem harte Legierung wird unter anderem in Eisenbahnschienen, Panzerschränken und Lagern verwendet.
Wirtschaftlich wachsende Bedeutung hat Mangan in der Batterieindustrie. Es ist Kathodenmaterial in Lithium-Ionen-Batterien von E-Autos und wird in Kathoden von Alkali-Mangan-Batterien eingesetzt.
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Vorkommen, Abbau, Gewinnung
Die jährliche Fördermenge lag 2023 bei etwa 20 Millionen Tonnen pro Jahr.
Mangan ist in vielen Lagerstätten weltweit zu finden. Mit geschätzten weltweiten Vorkommen in Höhe von mehr als 3 Milliarden Tonnen ist mit einem Mangel an Mangan nicht zu rechnen.
Die wirtschaftlich wichtigsten Mineralien sind Braunstein, Manganit und Hausmannit.
In größeren Mengen kommt Mangan in sogenannten Manganknollen in der Tiefsee vor.
Südafrika ist mit Abstand führendes Abbauland für Manganerze. Der Marktanteil beträgt etwa 60 Prozent. Mehrere Minen liegen im sehr rohstoffreichen Kalahari-Becken wo das australische Unternehmen South32 mehrere Minen betreibt.
South32, das 2015 durch eine Abspaltung von BHP Billion entstand betreibt in Australien mit Gemco, eine der kostengünstigsten Manganminen der Welt und gehört zu den größten Manganproduzenten der Welt.
An zweiter Stelle der Manganproduktion liegt Gabun, wo Eramet (Frankreich) die Moanda-Mine betreibt.
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Substitution
Für Mangan gibt es keinen geeigneten Ersatz.
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