Il manganese elettrolitico è una forma pura dell’elemento metallico manganese, Mn. È chiamato “elettrolitico” perché una fase importante del processo di raffinazione comporta l’elettrolisi, una reazione chimica guidata da una corrente elettrica. Forme meno pure, come ferromanganese e silicomanganese, sono derivate da metodi più economici. Il metallo puro viene utilizzato principalmente come lega nella produzione di acciaio inossidabile e alluminio. Il manganese elettrolitico è anche ampiamente utilizzato come elemento nelle batterie agli ioni di litio progettate per i veicoli elettrici.
Le fasi iniziali della lavorazione del manganese comportano il riscaldamento del minerale e l’utilizzo di trattamenti chimici per rimuovere la maggior parte delle impurità. L’elettrolisi viene quindi utilizzata per raffinare ulteriormente il metallo. Una soluzione del materiale viene posta in una cella elettrolitica e viene fatta passare una corrente elettrica continua. La corrente continua induce una reazione chimica che separa il manganese dai contaminanti naturali.
L’elettricità entra nella cella attraverso l’anodo, un elettrodo negativo, ed esce attraverso il catodo, un elettrodo positivo. Il passaggio di una corrente continua attraverso la soluzione di manganese può causare sia ossidazione, una perdita di elettroni, sia una riduzione, un guadagno di elettroni. Ciò si traduce in un accumulo elettrolitico di manganese metallico (EMM) sul catodo positivo e di biossido di manganese elettrolitico (EMD) sull’anodo negativo. Gli elettrodi vengono rimossi periodicamente ei depositi di manganese raccolti sotto forma di scaglie. Riscaldando i fiocchi a 925°F (500°C) si rimuove l’idrogeno latente e si ottiene una polvere di manganese con una purezza superiore al 99.9%.
La grande maggioranza del manganese raffinato ogni anno viene utilizzata come lega nella lavorazione di altri metalli. La produzione di acciaio rappresenta la maggior parte del totale con il manganese elettrolitico più puro utilizzato nella produzione di acciaio inossidabile di alta qualità. Viene anche utilizzato nella produzione di alluminio resistente alla corrosione.
Il biossido di manganese elettrolitico è utilizzato prevalentemente nella fabbricazione del catodo, o polo positivo, delle batterie a secco. I nuovi design e le applicazioni delle batterie si basano maggiormente sul manganese. Le batterie agli ioni di litio che alimentano molti veicoli elettrici in genere utilizzano l’EMM nella produzione del catodo e l’EMD nella produzione dell’anodo della batteria.
Il manganese è un elemento comune, ma la maggior parte dei suoi depositi è sotto forma di noduli sul fondo del mare. I depositi commercialmente redditizi sulla terra non sono distribuiti uniformemente, con Cina, Australia e Sud Africa che hanno significative capacità di estrazione e produzione. I paesi che fanno molto affidamento sulle importazioni del metallo a volte vedono la concentrazione dell’estrazione e della lavorazione in così poche mani come una minaccia strategica per la loro economia.