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Mangan

 

[gekürzt aus älter Manganesium, von mittellateinisch magnesia, vergleiche Magnesium] das, -s, chemisches Symbol Mn, ein chemisches Element aus der siebenten Nebengruppe des Periodensystems. Mangan ist ein silbergraues (an der Luft meist bunt anlaufendes), hartes und sehr sprödes Schwermetall; es löst sich leicht in verdünnten Säuren und verbindet sich bei höheren Temperaturen mit den meisten Nichtmetallen. An der Luft verbrennt es zu Mangan(II, III)-oxid, Mn₃O₄ (Manganverbindungen). Mangan ist nach Eisen das zweithäufigste Schwermetall der festen Erdkruste und steht in der Häufigkeit der chemischen Elemente an 14. Stelle. Es kommt v. a. in den oxidischen Mineralen (»Braunsteine«) Braunit, Manganit, Psilomelan, Pyrolusit und Hausmannit sowie (als Carbonat) im Rhodochrosit vor und findet sich ferner als Nebenbestandteil in Eisenerzen. Auf dem Boden der Ozeane lagern große Mengen von Manganknollen.

 

Mangan wird aus den oxidischen Ausgangsmaterialien zum großen Teil in Form von Eisen-Mangan-Legierungen gewonnen, die sich aus Gemischen von Eisen- und Manganerzen mit Koks im Hochofen oder im elektrischen Schmelzofen herstellen lassen; man unterscheidet u. a. die Legierungen Ferromangan und Spiegeleisen (Manganlegierungen). Reines Mangan lässt sich z. B. durch Reduktion von hochwertigem Mangandioxid mit Aluminium oder durch Elektrolyse von Mangansulfatlösung gewinnen. Die manganhaltigen Legierungen werden v. a. zur Desoxidation und zur Entschwefelung von Eisen sowie zum Legieren von Stählen verwendet. Auch bei anderen Metallen verbessert Mangan als Legierungskomponente die mechanischen Eigenschaften. Mangan wird deshalb auch zur Herstellung von Kupfer-, Nickel-, Aluminium-, Magnesiumlegierungen u. a. verwendet (z. B. Heusler-Legierungen, Manganin).

 

Mangan ist ein wichtiges Spurenelement. Es kommt in den Geweben zahlreicher Tierarten vor. Hautflügler z. B. speichern Mangan zusammen mit anderen Metallverbindungen in Mitteldarmzellen. Die biologische Bedeutung von Mangan liegt v. a. in der Aktivierung von Enzymen. Der tägliche Bedarf des Menschen beträgt etwa 5 mg je Tag. Die Inhalation von Mangandämpfen oder Mangandioxidstaub kann zu schweren Störungen des Zentralnervensystems (Manganvergiftung) führen. Bei Pflanzen ist Mangan (in Form von Mn²⁺-Ionen) an der Sauerstofffreisetzung im Rahmen der Photosynthese beteiligt. Mangel an Mangan löst bei Pflanzen nekrotische Flecken auf den Blättern aus (z. B. die Dörrfleckenkrankheit des Hafers).

 

Wirtschaft:

 

Mangan gilt als strategisch überaus wichtiger Rohstoff, etwa 95 % des weltweit gewonnenen Mangan werden zur Stahlherstellung verwendet. Nach Angaben der UNO wurden 1995 weltweit 22,7 Mio. t Manganerz gefördert, davon entfielen auf die westliche Welt 11,7 Mio. t, auf die ehemals planwirtschaftlichen Staaten sowie China 11,0 Mio. t. Die wichtigsten Förderländer sind Russland (1995: 6,2 Mio. t), China (4,7 Mio. t), die Republik Südafrika (3,2 Mio. t), Brasilien (2,3 Mio. t) und Australien (2,2 Mio. t). Die wirtschaftlich verwertbaren Manganreserven werden auf 680 Mio. t geschätzt; sie konzentrieren sich auf die Republik Südafrika (circa 54 % der Reserven) und die Ukraine (20 %).

 

Geschichtliches:

 

Manganerze wurden schon im Altertum zum Entfärben von Glas (als »Glasmacherseife«) verwendet; später stellte man aus oxidischen Manganerzen braune Glasuren auf Tonwaren her. Elementares Mangan wurde 1774 von J. G. Gahn entdeckt und isoliert. Bedeutung als Stahlveredler erhielt Mangan erst mit Beginn des 20. Jahrhunderts.

 

Literatur:

 

Geology and geochemistry of Manganese, hg. v. I. M. Varentsov u. a., 3 Bde. (Stuttgart 1980);

 H. Gebert: Schichtgebundene M.-Lagerstätten (1989);

 

Manganese mineralization, hg. v. K. Nicholson u. a. (London 1997).