manganèse

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Présentation

manganèse, élément chimique métallique cassant, blanc argenté, de symbole Mn et de numéro atomique 25. C'est un élément de transition.

Le manganèse fut pour la première fois identifié comme élément en 1774 par le chimiste suédois Carl Wilhelm Scheele et isolé la même année par Johann Gottlieb Gahn, par réduction du dioxyde de manganèse sous l'action du carbone.

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État naturel et propriétés

Le manganèse est le 12^e élément par son abondance dans la nature : il constitue près de 0,1 p. 100 en masse de la croûte terrestre. Il est largement répandu sous la forme de minerais, tels que la pyrolusite MnO₂, minerai principal, et la rhodochrosite, la franklinite, la psilomélane et la manganite.

Chimiquement analogue au fer, le manganèse est très réactif. Il est corrodé à l'air humide et se dissout dans les acides. Il fond vers 1 245 °C, bout vers 1 960 °C, sa densité est de 7,2 et sa masse atomique de 54,938.

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Préparation et production

Le manganèse pur est obtenu soit par réduction aluminothermique de la pyrolusite en présence de poudre d'aluminium (procédé Goldschmidt), soit par électrolyse de chlorure ou de sulfate de manganèse, ce qui conduit à un métal pur à 99,8 p. 100.

La production mondiale de manganèse a longtemps stagné. En 1995, elle s'élevait à 22,7 millions de tonnes, les principaux producteurs étant l'ex-URSS, avec 6,2 millions de tonnes (soit 27,3 p. 100 de la production totale), la Chine, avec 4,7 millions de tonnes (soit 20,7 p. 100), l'Afrique du Sud, avec 3,2 millions de tonnes et le Brésil, avec 2,3 millions de tonnes.

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Utilisations

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Alliages

Le manganèse utilisé sous forme d'alliages ferreux sert principalement à améliorer les qualités mécaniques de l'acier. Ces alliages sont obtenus en traitant la pyrolusite dans un haut-fourneau, par du coke et un minerai de fer. Les alliages les plus importants sont le ferromanganèse et la fonte spiegel. Le premier contient de 30 à 80 p. 100 de manganèse et de 7 à 8 p. 100 de carbone ; le second contient moins de 25 p. 100 de manganèse et 5 p. 100 de carbone. On ajoute de faibles quantités de manganèse à l'acier pour le désoxyder, des quantités plus importantes permettant d'accroître la dureté de l'alliage, ainsi que sa résistance à l'usure. Par exemple, les coffres-forts sont en acier au manganèse, l'alliage contenant 12 p. 100 de ce dernier.

Parmi les alliages non ferreux du manganèse, on peut citer le bronze au manganèse (alliage constitué des éléments manganèse, cuivre, étain et zinc), résistant à la corrosion de l'eau de mer et donc utilisé dans les pales des hélices de bateaux et dans les torpilles ; la manganine (manganèse, cuivre et nickel) dont la conductivité électrique varie peu avec la température et qui, sous forme de fils, sert aux mesures électriques de précision.