マンガンは,鋼(はがね)の強度や硬度など諸性質の向上に欠くことのできない重要な金属で,粗鋼生産の際,マンガンの中間製品であるフェロマンガン(高炭素および中・低炭素)やシリコマンガンの形で,脱酸・脱硫剤として必ず添加される。マンガンの最大の用途はこれであり,20数年前までは野田玉川(岩手),大江,上岡,稲倉石,石崎(以上北海道),加蘇(栃木),浜横川(長野)などをはじめ,中小多数の鉱山が全国的に存在し,マンガン鉱を出荷していた(下図)。
マンガン鉱の鉱石鉱物は付表のように多数あるが,主なものは酸化鉱物のハウスマン鉱Mn3O4,軟マンガン鉱MnO2,クリプトメレンK(Mn2+,Mn4+)8O16,炭酸塩鉱物の菱マンガン鉱MnCO3,珪酸塩鉱物のテフロ鉱Mn2SiO4,バラ輝石MnSiO3,ブラウン鉱Mn2+Mn3+Si8O12 などである。
分類名 | ||||
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鉱物名(和) | 鉱物名(英) | 結晶系 | 化学組成 | 含Mn量 (重量%) |
硫化鉱物 | ||||
閃(せん) マンガン鉱 | Alabandite | 等軸 | MnS | 63.1 |
酸化鉱物 | ||||
ハウスマン鉱 | Hausmannite | 正方 | Mn3O4 | 72.0 |
軟マンガン鉱 | Pyrolusite | 正方 | β-MnO2 | 63.2 |
ラムスデル鉱 | Ramsdellite | 斜方 | γ-MnO2 | 63.2 |
緑マンガン鉱 | Manganosite | 等軸 | MnO | 77.4 |
ビクスビ鉱 | Bixbyite | 等軸 | Mn2O3 | 69.6 |
轟(とどろき)石 | Todorokite | 単斜 | (Mn2+,Ca)Mn4+3O7・2H2O (Ca,Mg=0.0) | 62.8 |
クリプトメレン | Cryptomelane | 単斜 | K(Mn4+,Mn2+)8O16 | 59.8 |
万次郎鉱 | Manjiroite | 正方 | (Na,K)(Mn4+,Mn2+)8O16 | |
キミマン鉱 | Pyrochroite | 三方 | Mn(OH)2 | 61.8 |
水マンガン鉱 | Manganite | 単斜 | MnO(OH) | 62.5 |
炭酸塩鉱物 | ||||
菱マンガン鉱 | Rhodochrosite | 三方 | MnCO3 | 47.8 |
珪酸塩鉱物 | ||||
テフロ石 | Tephroite | 斜方 | Mn2SiO4 | 54.4 |
バラ輝石 | Rhodonite | 三斜 | CaMn4Si5O15 | 34.3 |
パイロックス マンガン | Pyroxmangite | 三斜 | (Mn0.8,Fe0.2)SiO3 | 33.5 |
ブラウン鉱 | Braunite | 正方 | Mn2+Mn3+6SiO12 | 63.6 |
満礬柘榴 (まんばんざくろ)石 | Spessartine | 等軸 | Mn3Al2(SiO4)3 | 33.3 |
バスタム石 | Bustamite | 三斜 | (Mn,Ca)3Si3O9 (Mn/Ca=3.0) 【1】 | 32.4 |
アレガニー石 | Alleghanyite | 単斜 | Mn5(SiO4)2(OH)2 | 55.7 |
イネス石 | Inesite | 三斜 | Ca2Mn7Si10O28(OH)2 ・5H2O | 36.1 |
マンガン酸化鉱物である軟マンガン鉱やクリプトメレンは,古・中生代の珪岩やチャート中に層状をなして産出する。 概して小規模な鉱床が多いが,その分布は全国的である。 炭酸塩鉱物である菱マンガン鉱は通常,脈状をなし,閃亜鉛鉱や方鉛鉱,ときには銀鉱物を伴う。 北海道西南部後志地方にある大江,稲倉石,檜山地方にある上国,石崎,青森県尾太,山形県森や大泉などの鉱山がそれで,いずれも新第三紀のグリーンタフ地域にみられる。 一方,珪酸塩鉱物のテフロ石,バラ輝石,ブラウン鉱などは野田玉川をはじめ北上山北部の接触変成帯や中生代の晶質珪岩中層状に産し,ハウスマン鉱,キミマン鉱MnO(OH)2,閃マンガンMnSを伴う。 これらの鉱山も1986年頃まで稼行されたが,それ以降は閉山し,マンガン鉱はすべて輸入に頼ることになった。
輸入鉱は南アフリカ,オーストラリア,ガボン,ガーナ,中国,ベトナムより輸入されたマンガン鉱はフェロマンガン,シリコマンガン,または電解二酸化マンガンなどの中間生産物になり,普通鋼,特殊鋼(工具鋼,構造用鋼,マンガン鋼),乾電池および二次電池,フェライト(磁気材料),酸化剤(過マンガン酸カリなど)の製品として利用されている。
上記のマンガン鉱のほかに,金属マンガン,フェロマンガン,シリコマンガン,電解二酸化マンガン,四三酸マンガンなどの加工品が輸入され,マンガンの不足を補っている。
マンガンは製鋼の必需品であるため,産業界に重要な金属である。もしこれが不足すれば非常な事態を招くので,国内消費量の最低60日分を国家備蓄するように定められている。
世界のマンガン鉱の生産量と埋蔵量は下図のようである。
マンガン鉱床は,(1)熱水鉱床(鉱脈鉱床),(2)中・古生代の珪岩やチャート中の層状鉱床,(3)ラテライト型マンガン鉱床があり,また(4)層状鉱床が後の時代に広域変成作用を受けた変成マンガン鉱床がある。
(1)熱水鉱床は比較的小規模であるが,炭酸塩の菱マンガン鉱を主として,閃亜鉛鉱や方鉛鉱,ときには銀鉱物を伴う。
(2)層状鉱床は,堆積岩中に局部的にMn 20~30%という高濃度で含まれていることがあり,轟石(とどろきいし),軟マンガン鉱(MnO2),サイロメレーンが採掘される。
玄武岩と珪質岩とに挟まれていることから,玄武岩噴出に伴う海底熱水活動によって沈殿したものと考えられている。
マンガン鉱床は鉱層としてウクライナ,ルーマニア,ハンガリーの黒海周辺地域,ブラジル,ガボン,ガーナ等の南半球大西洋圏と,中国,南アフリカ,オーストラリア,インド等大陸移動前のゴンドワナ大陸と呼ばれる地域に分布している。
(3)ラテライト型マンガン鉱床はマンガンに富む風化土壌でアフリカの象牙海岸では鉱床として稼行されている。
(4)変成マンガン鉱床は,(2)のタイプの層状マンガン鉱床が地下深部で広域変成作用(熱や圧力の影響)を受けたもので,マンガンの酸化鉱物が変成してバラ輝石,テフロ石,ハウスマン鉱(Mn3O4),緑マンガン(MnO)などとして産する。