Получение. Наиболее чистый М. получают в промышленности по способу советского электрохимика Р. И. Агладзе (1939) электролизом водных растворов MnSO4 с добавкой (NH4 )2 SO4 при pH = 8,0—8,5. Процесс ведут с анодами из свинца и катодами из титанового сплава АТ-3 или нержавеющей стали. Чешуйки М. снимают с катодов и, если необходимо, переплавляют. Галогенным процессом, например хлорированием руды Mn, и восстановлением галогенидов получают М. с суммой примесей около 0,1 %. Менее чистый М. получают алюминотермией по реакции:
3Мn3 O4 + 8Al = 9Mn + 4Al2 O3 ,
а также электротермией .
Применение. Основной потребитель М. — чёрная металлургия, расходующая в среднем около 8—9 кг М. на 1 т выплавляемой стали. Для введения М. в сталь применяют чаще всего его сплавы с железом — ферромарганец (70—80 % М., 0,5—7,0 % углерода, остальное железо и примеси). Выплавляют его в доменных и электрических печах (см. Ферросплавы ). Высокоуглеродистый ферромарганец служит для раскисления и десульфурации стали; средне- и малоуглеродистый — для легирования стали. Малолегированная конструкционная и рельсовая сталь содержит 0,9—1,6 % Mn; высоколегированная, очень износоустойчивая сталь с 15 % Mn и 1,25 % C (изобретена английским металлургом Р. Гейрилдом в 1883) была одной из первых легированных сталей. В СССР производится безникелевая нержавеющая сталь, содержащая 14 % Cr и 15 % Mn.
М. используется также в сплавах на нежелезной основе (см., например, Манганин ). Сплавы меди с М. применяют для изготовления турбинных лопаток; марганцовые бронзы — при производстве пропеллеров и других деталей, где необходимо сочетание прочности и коррозионной устойчивости. Почти все промышленные алюминиевые сплавы и магниевые сплавы содержат М. Разработаны деформируемые сплавы на основе М., легированные медью, никелем и другими элементами. Гальваническое покрытие М. применяется для защиты металлических изделий от коррозии.
Соединения М. применяют и при изготовлении гальванических элементов; в производстве стекла и в керамической промышленности; в красильной и полиграфической промышленности, в сельском хозяйстве (см. Микроудобрения ) и т. д.
Ф. Н. Тавадзе.
Марганец в организме. М. широко распространён в природе, являясь постоянной составной частью растительных и животных организмов. Содержание М. в растениях составляет десятитысячные — сотые, а в животных — стотысячные — тысячные доли процента. Беспозвоночные животные богаче М., чем позвоночные. Среди растений значительное количество М. накапливают некоторые ржавчинные грибы, водяной орех, ряска, бактерии родов Leptothrix, Crenothrix и некоторые диатомовые водоросли (Cocconeis) (до нескольких процентов в золе), среди животных — рыжие муравьи, некоторые моллюски и ракообразные (до сотых долей процента). М. — активатор ряда ферментов, участвует в процессах дыхания, фотосинтезе, биосинтезе нуклеиновых кислот и др., усиливает действие инсулина и других гормонов, влияет на кроветворение и минеральный обмен . Недостаток М. у растений вызывает некрозы , хлороз яблони и цитрусовых, пятнистость злаков, ожоги у картофеля, ячменя и т. п. М. обнаружен во всех органах и тканях человека (наиболее богаты им печень, скелет и щитовидная железа). Суточная потребность животных и человека в М. — несколько мг (ежедневно с пищей человек получает 3—8 мг М.). Потребность в М. повышается при физической нагрузке, при недостатке солнечного света; дети нуждаются в большем количестве М., чем взрослые. Показано, что недостаток М. в пище животных отрицательно влияет на их рост и развитие, вызывает анемию, так называемую лактационную тетанию, нарушение минерального обмена костной ткани. Для предотвращения указанных заболеваний в корм вводят соли М.
Г. Я. Жизневская.
В медицине некоторые соли М. (например, KMnO4 ) применяют как дезинфицирующие средства (см. Перманганат калия ). Соединения М., применяемые во многих отраслях промышленности, могут оказывать токсическое действие на организм. Поступая в организм главным образом через дыхательные пути, М. накапливается в паренхиматозных органах (печень, селезёнка), костях и мышцах и выводится медленно, в течение многих лет. Предельно допустимая концентрация соединений М. в воздухе — 0,3 мг/м3 . При выраженных отравлениях наблюдается поражение нервной системы с характерным синдромом марганцевого паркинсонизма .
Лечение: витаминотерапия, холинолитические средства и др. Профилактика: соблюдение правил гигиены труда.
Лит.: Салли А. Х., Марганец, перевод с английского, М., 1959; Производство ферросплавов, 2 изд., М., 1957; Пирсон А., Марганец и его роль в фотосинтезе, в сборнике: Микроэлементы, перевод с английского, М., 1962.
Марганцевые руды
Ма'рганцевые ру'ды , природные минеральные образования, содержание марганца в которых достаточно для экономически выгодного извлечения этого металла или его соединений. Важнейшие рудообразующие минералы: пиролюзит MnO2 (63,2 % Mn), псиломелан mMnO×MnO2 ×nH2 O (45—60 % Mn), манганит MnO×Mn(OH)2 (62,5 % Mn), вернадит MnO2 ×H2 O (44—52 % Mn), браунит Mn2 O3 (69,5 % Mn), гаусманит Mn3 O4 (72 % Mn), родохрозит MnCO3 (47,8 % Mn), олигонит (Mn, Fe)CO3 (23—32 % Mn), манганокальцит (Ca, Mn)CO3 (до 20—25 % Mn), родонит (Mn, Ca)(Si3 O9 ) (32—41 % Mn), бустамит (Ca, Mn)(Si3 O9 ) (12—20 % Mn). В М. р. почти всегда присутствуют минералы железа. По генезису наибольшее значение имеют осадочные месторождения, представленные пластовыми и линзообразными залежами, сформировавшимися в древних морских или озёрных бассейнах (Никопольское, Чиатурское и Полуночное в СССР; месторождения Марокко). Эти руды имеют наибольшее промышленное значение; среди них различают следующие главные типы: а) окисные псило-мелано-пиролюзитовые и манганитовые руды, образующиеся на небольшой глубине, в зоне максимального насыщения вод растворённым кислородом; содержание Mn по отдельным месторождениям 19—36 %; б) карбонатные, преимущественно родохрозитовые, олигонитовые, мангано-кальцитовые руды, формирующиеся на больших глубинах, в условиях недостатка кислорода в сопровождении сероводородного брожения; содержание Mn от 16 до 25 %, отличаются от окисных руд повышенным содержанием фосфора. Метаморфические месторождения образуются за счёт изменения осадочных месторождений в недрах Земли под действием высоких температур и давлений (Усинское в Западной Сибири, месторождения Атасуйского района в Центральном Казахстане); обычно представлены плотными разновидностями руд, в составе которых принимают участие безводные окислы (браунит, гаусманит) и силикаты марганца (родонит и другие); среди них развиты железо-марганцевые руды с содержанием Mn около 10 %, включающие промышленные концентрации минералов Fe (магнетита, гематита и других). Месторождения выветривания представлены мощными древними и современными корами выветривания с вторичной концентрацией в них марганца (месторождения Индии, Бразилии, Ганы, ЮАР); это рыхлые окисленные руды так называемых марганцевых шляп, сложенные пиролюзитом, псило-меланом и другими гидроокислами марганца и железа.
На дне современных океанов находятся скопления железо-марганцевых конкреций, составляющие крупные ресурсы М. р.
О распространении, добыче, обогащении и применении М. р. см. статьи Марганец ; Марганцоворудная промышленность .
Лит.: Оценка месторождений при поисках и разведках, в. 14 — Авалиани Г. А., Марганец, М. — Л., 1953; Быховер Н. А., Экономика минерального сырья, М., 1971.
