Gewinnung
Mangan bzw. Manganoxide werden zu nahezu gleichen Anteilen entweder direkt durch Bergwerksförderung oder als sogenanntes Raffinademangan als Nebenprodukt bei der Abtrennung von anderen Metallen gewonnen. Im Bergbau sind Südafrika, Australien und Gabun mit 58 % der weltweit gewonnenen Manganoxide die Hauptabbauländer. Ca. 90 % der gewonnen Manganoxide werden für die Stahlherstellung eingesetzt, der Rest hauptsächlich als Kathodenmaterial in Batterien.
Manganknollen, die neben Mangan und Nickel häufig auch Kupfer, Kobalt, Gold und Silber enthalten, wurden bisher nicht abgebaut, da der Abbau mit einem hohen technischen Aufwand und hohen Kosten verbunden wäre. Manganknollen befinden sind in verschiedenen Gebieten am Meeresgrund und ihre Förderung würde ein sensibles und in weiten Teilen unerforschtes Ökosystem zerstören.
Ressourcenverbrauch bei Aufbereitung
Rund 70 % der in Europa verarbeiteten Erze stammen aus dem Import (Stand 2020) und verursachen so Emissionen durch den Transport. Zum Verbrauch natürlicher Ressourcen wie Wald- oder Wiesenflächen liegen für die Mangangewinnung keine Informationen vor. Zum Energieverbrauch während der Aufbereitung liegen ebenfalls keine detaillierten Angaben vor, da Mangan aber meist als Oxid und vermengt mit anderen Stoffen vorliegt, sind energieintensive Schritte wie die Reduktion der oxidischen Manganerze mit Kohle notwendig, um metallisches Mangan zu erhalten (siehe auch die Materialinfo).
Sicherheit
Mangan ist für alle Lebewesen ein essentielles Element. Dennoch können zu hohe Konzentrationen schädlich wirken. So kann das Einatmen von Mangan-haltigem Staub beim Menschen Husten, Bronchitis und Lungenentzündungen auslösen. Das ist insbesondere für den Arbeitsschutz relevant, da bei vielen Prozessen (z.B. Schweißen) manganoxidhaltige Stäube entstehen. Wie bei anderen Stäuben auch sind hier die kleinen, lungengängigen Partikel besonders kritisch. Weiterhin können Mangan und seine Verbindungen neurotoxisch wirken, d.h. die Nerven schädigen. Bei hohen Konzentrationen tritt Manganismus auf, der zu Parkinson-ähnlichen Bewegungsstörungen führt. Bei niedrigeren Konzentrationen treten zunächst Symptome wie Kopfschmerzen, Gedächtnisstörungen, Schwindel, Schwäche und Müdigkeit auf.
Emissionen
Bei metallurgischen Schmelzverfahren zur Herstellung von Mangan und Mangan-Ferrolegierungen wird Kohlenstoff als Reduktionsmittel eingesetzt. Damit werden Metalloxide zum Metall reduziert, d.h. dem Stahl wird Sauerstoff entzogen. Dadurch kommt es zu einer erheblichen CO2-Emission von ~1,4 t CO2/t Metall. Im Jahr 2020 entfielen in Europa 2,5 % der gesamten CO2-Emissionen auf die EU-Metallindustrie. Dabei wurden 1,4 Millionen t Mangan-Ferrolegierungen produziert.
Bei der Förderung entsteht Abraum, der meist im Umfeld der Förderstellen zurückgelassen wird. Beim Waschen es Erzes entsteht zudem Schlamm mit relativ hohen Metallgehalten, der in einigen Abbauregionen Flüsse verseucht. Lärm durch die Förderung wirkt sich ebenfalls negativ auf das Leben der Tiere und der Bevölkerung vor Ort aus.
Soziale Aspekte
Die unternehmerische Konzentration der Bergwerksförderung von Manganoxiden wird als gering eingestuft, es gibt also relativ viele Unternehmen, die Manganoxide abbauen. Das ist vorteilhaft, da so nicht nur wenige Unternehmen profitieren und Monopole weniger wahrscheinlich sind.
Das gewichtete Länderrisiko für die Herkunftsländer der Manganoxide, in welches die Indikatoren der Weltbank eingehen (Worldwide Governance Indicators) zeigt ein mittleres Risiko an. Das bedeutet, dass in Punkten wie z.B. politischer Stabilität, Mitspracherecht und Korruptionsbekämpfung in einigen Förderländern Verbesserungsbedarf besteht.
Für eine verantwortungsvolle Metall-Produktion gewinnt die Sorgfaltspflicht in den Lieferketten in der EU zunehmend an Bedeutung (deutsches Lieferkettengesetz: Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz). Das Gesetz schreibt die Dokumentation oder Zertifizierung von Sozialstandards und Arbeitsschutz vor, zunächst allerdings nur für Unternehmen mit mehr als 3000 Mitarbeitenden.
Entsorgung und Recycling
Die Verfügbarkeit von Manganoxiden wird unterschiedlich bewertet, einige Quellen gehen von einer nahezu unbegrenzten Verfügbarkeit aus, während andere eine Verfügbarkeit von weiteren 40 – 60 Jahren annehmen. Dadurch ist der Anreiz für Materialrecycling bisher gering.
Für Batteriebestandteile gibt es gesetzliche Vorgaben für Recyclingraten, da Manganoxide in Batterien bisher aber nur in geringer Anteilen verwendet werden, legt die Europäische Batterieverordnung für dieses Material keine Recyclingrate fest.
Ein Drittel des in Deutschland hergestellten Stahls stammt aus Stahlschrott. Aufgrund der Vielzahl verschiedener Stahlsorten ist jedoch unbekannt, wieviel Manganoxide aus Stahl wiederverwendet werden.
Wie lässt sich das Material nachhaltiger gestalten?
Es wird an nachhaltigeren Manganproduktionsverfahren geforscht, die darauf abzielen, die CO2-Emission zu senken. Bei den Hauptanwendungen sind derzeit keine Substitutionen vorgesehen, da Manganoxide gut verfügbar sind und noch viele neue Abbaustätten erschlossen werden können.
Weiterführende Informationen: