Le manganèse électrolytique est une forme pure de l’élément métallique manganèse, Mn. Il est appelé électrolytique car une étape majeure du processus de raffinage implique l’électrolyse, une réaction chimique entraînée par un courant électrique. Des formes moins pures, telles que le ferromanganèse et le silicomanganèse, sont dérivées par des méthodes plus économiques. Le métal pur est principalement utilisé comme alliage dans la production d’acier inoxydable et d’aluminium. Le manganèse électrolytique est également largement utilisé comme élément dans les batteries lithium-ion conçues pour les véhicules électriques.
Les premières étapes du traitement du manganèse consistent à chauffer le minerai et à utiliser des traitements chimiques pour éliminer la majorité des impuretés. L’électrolyse est ensuite utilisée pour affiner davantage le métal. Une solution du matériau est placée dans une cellule électrolytique et un courant électrique continu est passé à travers. Le courant continu induit une réaction chimique qui sépare le manganèse des contaminants naturels.
L’électricité entre dans la cellule par l’anode, une électrode négative, et sort par la cathode, une électrode positive. Le passage d’un courant continu à travers la solution de manganèse peut provoquer soit une oxydation, une perte d’électrons, soit une réduction, un gain d’électrons. Il en résulte une collecte électrolytique de manganèse métallique (EMM) sur la cathode positive et une collecte électrolytique de dioxyde de manganèse (EMD) sur l’anode négative. Les électrodes sont retirées périodiquement et les dépôts de manganèse collectés sous forme de paillettes. Le chauffage des flocons à 925°F (500°C) élimine l’hydrogène latent et donne une poudre de manganèse avec une pureté supérieure à 99.9%.
La grande majorité du manganèse raffiné chaque année est utilisé comme alliage dans le traitement d’autres métaux. La sidérurgie représente la majeure partie du total avec le manganèse électrolytique plus pur utilisé dans la production d’acier inoxydable de haute qualité. Il est également utilisé dans la fabrication d’un aluminium résistant à la corrosion.
Le dioxyde de manganèse électrolytique est principalement utilisé dans la fabrication de la cathode, ou pôle positif, des piles sèches. Les nouvelles conceptions et applications de batteries reposent davantage sur le manganèse. Les batteries lithium-ion qui alimentent de nombreux véhicules électriques utilisent généralement l’EMM pour fabriquer la cathode et l’EMD pour produire l’anode de la batterie.
Le manganèse est un élément commun, mais la majorité de ses dépôts se présentent sous forme de nodules sur le fond marin. Les gisements terrestres commercialement viables ne sont pas répartis uniformément, la Chine, l’Australie et l’Afrique du Sud disposant d’importantes capacités d’extraction et de production. Les pays qui dépendent fortement des importations de métal considèrent parfois la concentration de l’extraction et de la transformation entre si peu de mains comme une menace stratégique pour leur économie.