Elektrolytisches Mangan ist eine Reinform des metallischen Elements Mangan, Mn. Es wird als „elektrolytisch“ bezeichnet, weil ein wichtiger Schritt im Raffinationsprozess die Elektrolyse ist, eine chemische Reaktion, die durch elektrischen Strom angetrieben wird. Weniger reine Formen, wie Ferromangan und Silicomangan, werden mit kostengünstigeren Methoden gewonnen. Das reine Metall wird hauptsächlich als Legierung bei der Herstellung von Edelstahl und Aluminium verwendet. Mangan wird auch in großem Umfang als Element in Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge verwendet.
Die Anfangsstadien der Manganverarbeitung beinhalten das Erhitzen des Erzes und die Verwendung chemischer Behandlungen, um die meisten Verunreinigungen zu entfernen. Elektrolyse wird dann verwendet, um das Metall weiter zu veredeln. Eine Lösung des Materials wird in eine Elektrolysezelle gegeben und ein elektrischer Gleichstrom durchgeleitet. Der Gleichstrom induziert eine chemische Reaktion, die das Mangan von natürlich vorkommenden Verunreinigungen trennt.
Elektrizität tritt durch die Anode, eine negative Elektrode, in die Zelle ein und verlässt sie durch die Kathode, eine positive Elektrode. Das Durchleiten eines Gleichstroms durch die Manganlösung kann entweder eine Oxidation, einen Elektronenverlust oder eine Reduktion, einen Elektronengewinn, verursachen. Dies führt dazu, dass sich elektrolytisches Manganmetall (EMM) an der positiven Kathode und elektrolytisches Mangandioxid (EMD) an der negativen Anode ansammelt. Die Elektroden werden periodisch entfernt und die Manganablagerungen in Form von Flocken gesammelt. Das Erhitzen der Flocken auf 925 °F (500 °C) entfernt latenten Wasserstoff und führt zu einem Manganpulver mit einer Reinheit von über 99.9 %.
Der überwiegende Teil des jährlich raffinierten Mangans wird als Legierung bei der Verarbeitung anderer Metalle verwendet. Den größten Anteil daran hat die Stahlerzeugung mit dem reineren elektrolytischen Mangan, das bei der Herstellung von hochwertigem Edelstahl verwendet wird. Es wird auch bei der Herstellung von korrosionsbeständigem Aluminium verwendet.
Elektrolytisches Mangandioxid wird hauptsächlich bei der Herstellung der Kathode oder des positiven Pols von Trockenzellenbatterien verwendet. Neue Batteriedesigns und -anwendungen setzen stärker auf Mangan. Die Lithium-Ionen-Batterien, die viele Elektrofahrzeuge antreiben, verwenden typischerweise EMM bei der Herstellung der Kathode und EMD bei der Herstellung der Anode der Batterie.
Mangan ist ein häufig vorkommendes Element, aber die meisten seiner Ablagerungen liegen in Form von Knollen am Meeresboden vor. Kommerziell tragfähige Vorkommen an Land sind nicht gleichmäßig verteilt, wobei China, Australien und Südafrika über bedeutende Bergbau- und Produktionskapazitäten verfügen. Länder, die stark auf Importe des Metalls angewiesen sind, betrachten die Konzentration von Bergbau und Verarbeitung in so wenigen Händen manchmal als strategische Bedrohung für ihre Wirtschaft.