金屬百科——錳

王軍義

錳，元素符號Mn，原子序數25，是一種灰白色、質堅而脆、有光澤的黑色金屬。它廣泛存在于自然界中，與我們的生活息息相關，但在我們的生活中卻并不常見，這是為什么呢？那是因為錳在自然界中均以元素的形式存在于化合物之中，人類是無法通過肉眼直觀的看到它的存在，需要借助于光學顯微鏡去觀察。那這些錳元素都存在于自然界的哪些物質中呢？比如軟錳礦和硬錳礦，其中含有大量錳元素；我們日常吃的谷類、堅果類、葉菜類、肉類和奶類等中都含有少量錳元素；人和動物體內也含有微量的錳元素，是人和動物組織的成分之一，而且是人和動物體內必需的微量元素之一。

錳是怎樣被人類發現的呢？早在很久以前，錳的氧化礦物（軟錳礦）就被古人知悉和利用，但是，在18世紀70年代以前，西方化學家們仍認為軟錳礦是含錫、鋅和鈷等的礦物。直到18世紀后半葉，瑞典化學家T.O.伯格曼研究了軟錳礦，認為它是一種新的金屬氧化物。之后，她曾多種方法試圖分離出這個金屬，但都沒有成功。瑞典著名化學家舍勒也同樣沒有從軟錳礦中提取出金屬，便求助于他的好友伯格曼的助手—甘恩。在1774年，甘恩用軟錳礦和木炭在坩堝中共熱，分離出了一紐扣大小的錳粒，伯格曼將它命名為manganese（錳）。它的拉丁名稱manganum和元素符號Mn便是由此而來。

既然古人很早就用到了錳礦石，那么錳礦在中國的儲量和分布是怎樣的呢？根據《國家礦產資源報告（2020）》數據顯示，截至2019年底，全國錳礦新增礦產資源為1億噸，相比2018年全國錳礦新增礦產資源0.7億噸增長了42.9%。其中貴州、廣西、湖南、云南、重慶等省區是錳礦主要的儲存地，貴州和廣西儲量最多，湖南、云南和重慶次之。根據貴州省自然資源廳公布的數據顯示，截止2019年底，貴州省錳礦保有資源儲量為8.35億噸，相比2018年7.57億噸處于增長趨勢，且增長量在全國排名第一。能有這樣好的成果主要歸功于貴州省內的4個超大型錳礦床（礦資源儲量大于1億噸），使它們提升了貴州省錳礦儲量的整體實力。它們分別是松桃普覺（西溪堡）超大型錳礦床、松桃道坨超大型錳礦床、松桃高地超大型錳礦床和松桃桃子坪超大型錳礦床，其中松桃普覺（西溪堡）超大型錳礦床資源量達2.03億噸，位居亞洲第一。

錳作為重要的礦產資源，它是怎么形成的呢？它是在動蕩、貧氧、深水的環境中，黑色頁巖吸附海底熱液中及少量的陸源成礦物質（有機作用）形成礦源層，而后通過菌藻生物作用（因具球狀結構而推測）使錳富集成礦。

錳在物理方面的性質很像鐵，但比鐵要軟一些。如果錳中含有少量的雜質—碳或硅，它便會變得既堅硬又很脆。不過，純凈的金屬錳的用途并不廣泛，那是因為在潮濕的空氣中，它極易生銹，不用多久時間其表面便會生成了一層氧化錳薄膜而變得灰蒙蒙的，從而失去光澤。但這并不影響錳在現代化鋼鐵制造業首屈一指的重要地位。

由于鋼鐵在煉制過程中含有很多雜質，會降低鋼鐵的性能，以錳作為化渣劑、脫氧劑、脫硫劑和合金元素，可以去除鋼鐵在冶煉過程中的有害雜質，改善鋼鐵冶煉的操作和加工，提高鋼鐵的質量和性能。比如說錳鋼，它的脾氣就十分的古怪而有趣：如果在煉鋼過程中加入2.5%～3.5%的錳，那么所制得的低錳鋼會像玻璃一樣一敲即碎。但是，如果加入13%以上的錳，制成的高錳鋼，就會變得和低錳鋼的性質相反，既堅硬又富有韌性。當高錳鋼加熱到淡橙色時，它又會變得十分柔軟，很容易進行各種加工和改造。另外一方面，它不含磁性，磁鐵無法對它產生吸引。現在，人們大量用錳鋼制造各種耐磨損的機械構件，比如：鋼磨、滾珠軸承、掘土機的鏟斗、鐵軌、橋梁等。

在軍事上，高錳鋼可用于制造鋼盔、坦克防護鋼甲、穿甲彈的彈頭等。錳在其他方面的用途也有很多，比如在有色冶金工業上，與銅、鋁、鎂生成許多有工業價值的合金，提高這些合金的強度、耐磨性和耐腐蝕性。在電池工業上，制造的鋅-錳電池，使用方便，價格低廉，至今仍是電池中使用最廣，產值、產量最大的一種電池。在電子工業上，用錳鋅鐵氧體磁芯制成的各種電感器件、變壓器、線圈、扼流圈等，提高電子產品的性能。在農業上，用錳制成植物化肥、殺菌劑和飼料添加劑等，改善植物的生長環境以及生長狀態。在環保方面上，錳可以應用到污水、廢氣的處理以及天然飲用水的凈化中，改善環境質量。在醫學領域上，錳主要用作消毒劑、制藥氧化劑、催化劑等。

雖然錳的用途都很廣泛，為人類的生活做出了很多貢獻，但它并不是百利而無一害的。如果長期吸入含錳度較高的錳煙及錳塵，會導致職業性慢性錳中毒，多見于錳鐵冶煉、電焊條的制造與電焊作業以及錳礦石的開采、粉碎或干電池生產等作業的工人。職業性慢性錳中毒是以神經系統改變為主的疾病，早期表現為神經衰弱綜合征和植物神經功能紊亂。中毒較明顯時，出現錐體外系損害，并可伴有精神癥狀。嚴重時可表現為帕金森氏綜合癥和中毒性精神病。

如果被確診為慢性錳中毒時，我們應該怎樣應對呢？首先應脫離錳作業，然后到醫院進行驅錳治療，直至康復。看到這些或許你會問，我們每天的飲食中都含有錳，那我們是不是很容易患慢性錳中毒呢？答案是否定的，因為人類正常的飲食所攝入的錳元素非常的少，而且人體對錳元素的吸收率也不高，比如像非精制的谷類食物，綠葉蔬菜和茶，錳元素的通常攝入量為每天2～5mg，吸收率僅為5%～10%，所以我們不用擔心正常飲食會導致錳中毒。

（編輯/張峰）