Месторождения марганца

Основные месторождения марганца в Красноярском крае сосредоточены в Туруханском и Ачинском районах

Марганец (Mn) — твердый, хрупкий металл серебристо-белого цвета, элемент таблицы Менделеева с атомным номером 25. После железа марганец — самый распространенный из тяжелых металлов и пятнадцатый среди всех элементов периодической системы.

Основой минерально-сырьевой базы марганца в Красноярском крае является Порожинское месторождение в южной части Туруханского района, в 370 км севернее Лесосибирска. Месторождение было открыто в 1974 г. На данный момент здесь выявлено более 60 рудных тел общей протяженностью до 6 км и мощностью от 1,0 до 37,5 м. Содержание марганца в рудах варьируется от 10 до 48 %. Прогнозные ресурсы — 132 млн тонн.

Районом широкого развития марганцевого оруденения в корах выветривания является хребет Арга, расположенный к югу и юго-западу от Ачинска. Здесь находятся отработанное Мазульское месторождение, а также многочисленные непромышленные рудопроявления. Район перспективен на выявление месторождений окисленных марганцевых руд.

Марганец был обнаружен Плинием Старшим в I в. н. э. Неизвестное ранее вещество было найдено в минерале пиролюзите. Плиний считал его разновидностью магнитного железняка, не притягиваемого магнитом. Такую особенность римский ученый объяснял «женским полом» минерала и следующим из этого «равнодушием» магнита. Примерно с того же времени «черную магнезию» (название пиролюзита в ту эпоху) начали использовать при варке стекла для его осветления. Уже в рукописях знаменитого алхимика Альберта Великого (XIII в.) этот минерал называется «магнезия». В XVI в. встречается уже название «манганезе», которое, возможно, дано стеклоделами и происходит от слова «манганидзейн» — чистить.

Официально марганец был открыт только в 1774 г. шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле. Ученому не удалось выделить новый элемент в чистом виде, он лишь описал его присутствие в исследованном минерале пиролюзите и отправил образцы своему другу Юхану Готлибу Гану. Ган, выдающийся химик своего времени, скатывал из пиролюзита шарики, добавляя к руде масло, и сильно нагревал их в тигле, выложенном древесным углем.

Получались металлические шарики, весившие втрое меньше, чем шарики из руды. Это и был марганец. Новый металл называли сначала «магнезия», но так как в то время уже была известна белая магнезия — окись магния, металл переименовали в «магнезиум»; это название и было принято Французской комиссией по номенклатуре в 1787 г.

Но в 1808 г. Хэмфри Дэви открыл магний и тоже назвал его «магнезиум», тогда во избежание путаницы марганец стали называть «манганум».

В России марганцем долгое время называли пиролюзит, пока в 1807 г. А. И. Шерерне предложил именовать марганцем металл, полученный из пиролюзита, а сам минерал в те годы называли черным марганцем. 

Внешне чистый марганец похож на железо, однако отличается от него большей твердостью и хрупкостью. Это серебристо-белый металл, приобретающий серый цвет от примеси углерода. Плотность марганца — 7 200 кг/м куб.  — близка к плотности железа, однако температура плавления его существенно ниже, чем у железа, и составляет 1 247 °С.

Марганец в слитках в сухом воздухе покрывается слоем оксида, предохраняющим от дальнейшего окисления. В мелкораздробленном состоянии марганец окисляется легко, а при некоторых условиях становится пирофорным (самовоспламеняющимся на воздухе). Реакционная способность металлического марганца существенно зависит от его чистоты.

Так 99,9-процентный марганец практически не взаимодействует с водой и медленно реагирует с водяным паром.

С кислотами марганец реагирует быстро, с азотом образует нитриды, с углеродом — карбиды.

Марганец немагнитен, однако некоторые сплавы немагнитного марганца с немагнитными медью и несколькими другими металлами обладают ферромагнитными свойствами.

Содержание марганца в земной коре составляет 0,1 % по массе или 0,03 % от общего числа атомов. Марганец не встречается в природе в чистом виде.

В рудах он присутствует в виде окислов, гидроокисей и карбонатов.

Основной минерал, содержащий марганец, пиролюзит, относительно мягкий темно-серый камень, содержащий порядка 60 % марганца.

Есть и другие марганцевые руды: псиломелан, браунит, гаусманит, манганит.

Также из осадочных горных пород со дна океанов и морей добываются конкреции — минеральные образования округлой формы. Их главными компонентами являются железо (15 %), кристаллизационная вода (25 %) и марганец (25 %).

Месторождения марганцевых руд есть на всех континентах. На долю России приходится около 50 % мировой добычи марганцевых руд. Богаты марганцем также Индия, Гана, Марокко, Бразилия, Южно-Африканская Республика.

Марганцевые руды делят на химические и металлургические. Первые содержат не меньше 80% МnO₂. Их используют в гальванических элементах, в производстве стекла, керамики, минеральных красителей, «марганцовки» и некоторых других продуктов химической промышленности.

Руды, содержащие меньше 80% пиролюзита, называются металлургическими и используются в черной металлургии. В общей добыче марганцевых руд на долю металлургических приходится более 90%. В металлургии марганец используется для связывания и удаления серы из сплавов чугуна, серы и кислорода — при производстве стали. Ферромарганец — сплав марганца с железом — отлично раскисляет сталь, делая ее гибкой и упругой. Также этот сплав широко применяют для производства марганцовистых сталей.

Марганец вводят в сталь вместе с другими элементами — хромом, кремнием, вольфрамом. Марганцем улучшают свойства не только железа. Сплавы марганца с медью обладают высокой прочностью и коррозионной стойкостью. Из этих сплавов делают лопатки турбин, а из марганцовистых бронз — винты самолетов и другие авиадетали. Сплавы марганца с медью также могут поглощать энергию колебаний, это находит применение там, где необходимо уменьшить вредные производственные шумы. В технике широко применяются тройные сплавы марганец — медь — никель, манганины. Они обладают большим электрическим сопротивлением, не зависящим от температуры, но зависящим от давления. Поэтому манганины используются при изготовлении электрических манометров.

Калиевая соль марганцовой кислоты НMnО₄ более известна как «марганцовка». Ее широко применяют в медицине и ветеринарии, в органическом синтезе (как окислитель) и лабораторной практике (как реактив).

Марганец относится к важнейшим из жизненно необходимых микроэлементов для человека и участвует в регуляции важнейших биохимических процессов.