철의 영원한 동반자 '망간(Mn)' 망간단괴

초등학교 과학실험에 빠지지 않고 등장하는 광물이 하나있다. 바로 산소를 발생시키는 실험에 사용하는 '이산화망간'이다. "이산화망간에 과산화수소수를 떨어뜨리면 산소가 발생한다"고 초등학생들이 암기할 만큼 '망간'은 사람들에게 흔하고 친숙한 금속이다.

 

《망간이 이름을 얻기까지》

망간단괴

'망간'의 역사는 기원전 고대 로마의 기록물에 망간광물로 추정되는 '검은색 가루'가 등장할 정도로 오래되었다. '망간'이란 이름이 정식으로 붙여진 것은 중세 유리 제작자들에 의해서였다. 이들은 유리 정제과정에서 망간이 함유된 광물을 이용했는데, 녹은 유리가 망간 성분과 섞이면 불순물이 없어지고, 하얗게 탈색되어 맑고 투명한 유리를 만들 수 있었다. 이러한 능력으로 인해 그리스어로 "순수하게 하다"는 의미인 '망가니스［manganess］에서 따와 '망간'이라 불리우게 되었다.

 

《금속 망간의 발견과 이용》

광물 수준에 머물러 있던 망간을 금속 형태로 처음 개발한 사람은 1774년 스웨덴의 화학자 '간'이다.
그는 망간광물을 그가 개발한 특수한 도가니 속에 넣고 높은 온도로 가열하여 마침내 금속 망간 덩어리를 만들어냈다. 이 발견은 '간'에게 세계적인 명성을 안겨 주었고, 인류가 얻은 15번째 금속이 되었다.

이후 망간은 합금 원소로 급속하게 영역을 확장하게 되었는데, 1882년은 망간의 역사에서 획기적인 해가 되었다. 영국의 야금학자 '해리필드'가 망간을 13% 포함한 합금강철을 만들었기 때문이다. '해리필드강'이라 명명된 이 합금은 놀라운 내마모성을 발휘, 철도의 교차선, 망치의 머릿부분 등 높은 압력하에서 마찰이 심한 부속의 재료로 안성마춤이었다.
그러나 더욱 놀라운 사실은 이 합금은 부하를 주면 줄수록 금속 내부의 탄소가 표면으로 올라와 더욱 단단해진다는 것이다. 망간 합금은 이러한 이유로 1900년대 초, 금고나 자물쇠를 생산하는 회사에 인기를 끌었으며, 이것으로 만든 베어링과 스프링은 기계의 수명을 증대시키는 결정적인 역할을 하게 되었다.
현대에는 망간을 함유한 합금을 일일이 열거한다는 것은 불필요한 일이다. 망간이 그만큼 광범위하게 쓰이는 점도 있지만, 망간은 철의 5대 원소(C, Si, Mn, P, S) 중 하나로 모든 합금강철과 철 속에 항상 존재하고 있기 때문이다. 즉, 망간은 철의 영원한 동반자라고 해도 과언이 아니다.

 

《망간의 또다른 용도》

망간단괴

망간의 야금학적 용도는 제강작업시 산소와 황(S)의 유해성을 막아주는 역할로도 각광받고 있다.
용강 속의 유해 가스인 산소를 제거하기 위해 투입하는 탈산제로 알루미늄(Al), 실리콘(Si)과 함께 망간이 널리 사용된다. 또한 대표적 불순물인 황(S)의 경우 함유량이 높으면 압연이나 단조 작업시 표면 터짐이 발생한다. 물론 S를 최대한 낮추는 것이 바람직하나 완전히 없앨수는 없으므로 망간을 투입하여 S의 해악을 줄일 수 있다.
우리회사의 경우 바로 이러한 점 때문에 S 대비 Mn의 함유비율이 얼마인지 나타내는 'Mn:S'를 중요 지표로 관리하고 있다. 특히 가공성을 좋게하기 위해 일정량의 S를 넣어야만 하는 '쾌삭강'의 경우 이 비율은 '10'(Mn의 함유량이 S보다 10배 많은)이상 관리한다.

 

《망간의 미래가치》

최근 망간에 대해 또 다른 주목할 만한 성질들이 밝혀졌다. '망가닌'이라는 망간합금은 두드렸을때 울림이 없이 단지 짧고 작은 '틱'하는 소리만 들린다. 이 재료는 열차의 바퀴나 철도 연결부분 등 소음이 심한 곳에 쓸 수 있는 훌륭한 재료가 될 것이다. 기존 개발된 '형상기억합금' 보다 복원력이 뛰어난 새로운 합금도 망간과 구리의 합금에서 얻어질 전망이다.
이렇게 쓰임새가 다양한 망간은 미래에도 수요가 계속 늘어날 전망이다. 따라서 망간자원 개발이 필요한데, 이문제는 해양학자들이 해결했다. 태평양 심해저를 탐사하던 중 엄청난 양의 망간단괴가 심해저를 덮고 있다는 것이 발견되었기 때문이다. 망간의 비율이 50%를 넘는 이 덩어리들의 생성비밀은 최근에야 수중 박테리아가 바닷물 속에 녹아있는 망간성분을 농축시키기 때문이라는 사실이 밝혀졌다.

이제 많은 나라들이 이 해저자원에 대해 연구와 채굴을 서두르고 있다. 우리나라도 여기에 적극적으로 참여하고 있어 조만간 태평양 바다에서 건져올린 망간단괴를 사용할 날이 멀지 않았다.
망간이 펼칠 무한한 가능성에 관심을 가지고 지켜보자!

우리나라가 개발한 심해저 채광장비

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망간에 대한 자료를 블로그에 올리려고 포탈싸이트 다음에서 망간을 검색해 봤습니다.

망간이 성인용 키워드인 이유는??

범인인 저로선 도저히 모르겠습니다.. 혹시라도 아시는 분 있으시면 댓글좀 부탁드리겠습니다^^