17 de outubro de 2018

Manganês: aplicações, reservas e produção

por Marco Gonzalez

Em 1774, o químico sueco Carl Wilhelm Scheele, enquanto trabalhava com pirolusita, basicamente um dióxido de manganês, conseguiu reconhecer o manganês como elemento químicoNo mesmo ano, o metalúrgico, também químico e sueco, Johan Gottlieb Gahn descobriu que o dióxido de manganês podia ser reduzido ao metal manganês, usando carbono, e foi o primeiro a isolar este elemento em sua forma metálica.

Constituindo cerca de 0,1% da crosta terrestre, o manganês é amplamente distribuído em toda a superfície do planeta, tornando-se o 12º elemento e o 5º metal em abundância. Seu nome tem origem na palavra latina magnes, que significa ímã, pois quando se associa com outros metais como alumínio, cobre e antimônio, o produto final é magnético.


Massa botrioidal brilhante de pirolusita de Três Cruzes, Brasil (Crédito: Aram Dulyan)

O manganés é um metal muito duro, quebradiço, de cor cinza esbranquiçada, encontrado na natureza em uma grande variedade de minerais, mas nunca de forma isolada. É vital nas funções metabólicas para a vida humana e animal e tem utilização em ligas na produção de aço e até em latas de refrigerante mais finas e resistentes.


Aplicações

Há registros de uso deste metal desde a Idade da Pedra, quando os artistas de pinturas rupestres usavam dióxido de manganês em suas artes. Nos períodos egípcios e romanos antigos, compostos de manganês já eram utilizados para dar cor ao vidro e, durante os séculos XVI a XIX, estudos químicos constataram que ele conferia mais dureza ao aço.

O Serviço Geológico dos EUA (USGS) considerou o manganês um "mineral crítico" por ser essencial para a economia e existir riscos na interrupção no seu fornecimento. Além de ter importância crescente por sua utilização cada vez maior em tecnologias emergentes, o manganês não tem substituto satisfatório em suas principais aplicações. 

Ele é o quarto metal mais negociado no mundo, após alumínio, ferro e cobre. Cerca de 90% do consumo mundial de manganês é destinado à indústria siderúrgica. Entre as suas principais aplicações atualmente é utilizado:
  • na produção do aço, para lhe conferir maior dureza e flexibilidade;
  • em outras ligas ferromagnéticas;
  • em despolarização de pilhas secas;
  • no controle da coloração através da eliminação de impurezas do vidro e na coloração de plásticos, revestimentos em pó, esmaltes artísticos e cosméticos;
  • como bactericida e algicida no tratamento de água e efluentes e como oxidante na síntese química orgânica;
  • em alguns fertilizantes;
  • em suplementos multivitamínicos e
  • em tecnologias para energias limpas.
Na produção do aço, o manganês remove oxigênio e enxofre quando o ferro é processado. A quantidade utilizada por tonelada de aço varia de 6 a 9 quilos, sendo aproximadamente 30% desta quantidade usados durante o refinamento do minério de ferro e o restante ​​como liga no produto final.

Veículos elétricos e aplicações para armazenamento de energia exigirão cada vez mais quantidades significativas de manganês de alta qualidade.

Reservas

Geralmente com teores que variam de 15% a aproximadamente 50%, os minérios de manganês, para se formarem, requerem um sistema geoquímico que concentre o manganês em cerca de 150 a 500 vezes a sua quantidade crustal média. Para tanto, são necessárias condições que evitem a concentração do ferro com o qual o manganês compartilha muitas semelhanças químicas. Praticamente todos os corpos de minério de manganês resultaram de transporte em soluções de água.

O manganês elementar se combina com oxigênio, carbono e silício para formar uma longa lista de minerais. Os mais comuns são óxidos e carbonatos. Entre os óxidos, a pirolusita e o criptomelano são os mais relatados, embora não necessariamente os mais volumosos. Os carbonatos mais comuns são rodocrosita e kutnohorita. Ainda podem ser citados, como minerais de manganês, o manganito e a braunita e ele também pode ocorrer em mineraloides como psilomelano e wad. 
Braunita
Criptomelano
Rodocrosita
Kutnohorita
Alguns exemplos de minerais de manganês 
(Clique em cada imagem para vê-la ampliada)

As imagens acima mostram os seguintes minerais de manganês:
  • Braunita: Amostra (1,7 x 1,6 x 1,1 cm) da mina de Wessels, África do Sul (Crédito: Rob Lavinsky).
  • Criptomelano: Amostra (aproximadamente 6 cm na maior dimensão) da mina de Genebra, Michigan, EUA (Crédito: Mike Beauregard).
  • Rodocrosita: Cristal (5,2 x 4,2 x 2,3 cm) da mina de Sweet Home, Colorado, EUA (Crédito: Rob Lavinsky).
  • Kutnohorita: Amostra (4.7 x 3.4 x 3.0 cm) com aglomerado de Kutnohorita da mina de Wessels, África do Sul (Crédito: Rob Lavinsky).
A maioria dos minérios de manganês é proveniente de extensas camadas de rochas sedimentares que se formaram em oceanos antigos, quando mudanças no estado de oxidação da água oceânica causaram altas concentrações de manganês dissolvido. Nódulos e crostas de ferromanganês do fundo de diversos oceanos podem se tornar fontes adicionais de manganês se se mostrarem econômica e legalmente viáveis, já que a maioria está depositada em águas internacionais. 

As reservas globais de manganês, nas condições atuais, podem atender o consumo mundial por muitas décadas. Essas reservas estão distribuídas de forma desigual geograficamente e relativamente poucos países têm elevadas produções. As maiores reservas de manganês no mundo estão localizadas na África do Sul, na Ucrânia e no Brasil.


Reservas mundiais de manganês (metal contido) por país em 2017 (USGS)

Produção

A mineração de manganês evoluiu de métodos primitivos para tecnologias avançadas, possibilitando progressos, como o aumento na produção e a redução de resíduos químicos.


Produção mundial de manganês (metal contido) por país em 2017 (USGS)

No Brasil

exportação brasileira de manganês somou, de janeiro a agosto de 2017, US$ 221,9 milhões, representando um acréscimo de 27,1% em relação ao mesmo período de 2016.

As principais mineradoras brasileiras de manganês, em 2016, estão listadas na tabela a seguir. 


Mineradora
UF
Participação*
Vale Mina do Azul S.A.
MG, PA
47,65%
Mineração Corumbaense Reunida S.A.
MS
23,93%
Mineração Buritirama S.A.
PA
23,02%
Brasil Manganes Corporation Mineração S.A.
RO
2,25%
Recursos Minerais do Brasil S.A.
PA
0,72%
Manganês Congonhal Ltda.
MG
0,56%
Ferlig Ferro Liga Ltda.
MT
0,51%
Principais mineradoras brasileiras em 2016 (DNPM)
*Participação percentual da mineradora no valor total do manganês comercializado no país.

Produção brasileira de manganês em 2016 (DNPM)

O manganês teve destaque no superávit da balança comercial brasileira em outubro de 2018. Porém, a produção de manganês da Vale sofreu uma redução de 8,3% em relação a 2016, alcançando 2,2 milhões de toneladas de metal contido em 2017. Na Mina Azul, da Vale, em Parauapebas, PA, a redução foi de 16,4%, tendo lavrado 1,4 milhão de toneladas. Esta queda foi ocasionada pela menor quantidade do metal contido no minério produzido.

Entretanto, o potencial mineral brasileiro e a nova regulamentação da mineração estão atraindo crescentes investimentos estrangeiros. Um exemplo, é o plano de expansão no Brasil da Maxtech Ventures. Esta empresa canadense desenvolve projetos de manganês em Santana do Pirapama, em Minas Gerais, e em Brasnorte, no Mato Grosso.

Olhando para o futuro, vemos na tabela a seguir os principais estados brasileiros quanto à quantidade de títulos minerários para manganês em 2018.


Estado
Concessões de lavras ativas
Requerimentos de pesquisa
Alvarás de pesquisa
MG
39
-
8
BA
37
10
38
RN
3
6
4
PA
-
7
6
RR
-
15
-
Outros
15
3
7
Total
94
41
63
Estados brasileiros com maior número de títulos minerários para manganês em 2018 (inthemine)

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