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锰矿的用途与技术经济指标

  • 作者:狼牙
  • 发布时间:2015-03-03 16:05
  • 来源:中国东盟矿产资源网
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用途与技术经济指标

冶金碳酸锰矿粉、化工用二氧化锰矿粉和电池用二氧化矿粉等。使用锰矿产品冶金部门、轻工部门和化工部门根据不同的用途对锰矿产品有不同的质量要求。

(一)冶金工业矿石的质量要求

用于炼钢、含锰生、镜铁的矿石,铁含量不受限制,矿石中锰和铁的总含量最好能达到40%~50%。

冶炼各种牌号的锰系合金中,对矿石的含锰量和锰铁比值有一定的要求。冶炼中、低碳锰铁,矿石含锰量36%~40%,锰铁比6~8.5,磷锰比0.002~0.0036;冶炼碳素锰铁,矿石含锰量33%~40%,锰铁比3.8~7.8,磷锰比0.002~0.005;冶炼锰硅合金,矿石含锰量29%~35%,锰铁比3.3~7.5,磷锰比0.0016~0.0048;高炉锰铁,矿石含锰量30%,锰铁比2~7,磷锰比0.005。

(二)化工及轻工部门对锰矿石的质量要求

化学工业上主要用锰矿石制取二氧化锰锰、高锰酸钾,其次用于制取碳酸锰、硝酸锰和氯化锰等。化工级二氧化锰矿粉要求MnO2含量大于50%(表3.3.3),制锰时,Fe≤3%、Al2O3≤3%、CaO≤0.5%、MgO≤0.1%;制高锰酸钾时,Fe≤5%、SiO2≤5%、Al2O3≤4%。

天然二氧化锰是制造干电池的原料,要求MnO2含量越高越好。对Ni、Cu、CO、Pb等有害元素一般厂定标准为:Cu<0.01%、Ni<0.03%、Co<0.02%、Pb<0.02%。矿粉的粒度要小于0.12mm。

三、矿业简史

矿物的利用历史十分悠久,据文献记载,世界上利用锰矿物最早的国家有埃及、古罗马、印度和中国。我国利用锰矿物的历史可追溯到距今约4500~7000年前后新石器时代的仰韶文化(彩陶文化)时期。由于软锰矿呈土状,它的颜色呈黑色,极易染手,在古人看来,这是一种奇妙的陶器着色颜料。

可是锰元素的发现却比较晚,到1774年才由瑞典矿物学家甘恩(J.G.Gahn)从软锰矿中还原出了金属锰。

锰在钢铁工业上的应用是各国冶金学家几十年不懈努力的结果。1875年以后,欧洲各国开始用高炉生产含锰15%~30%的镜铁和含锰达80%的锰铁。1890年用电炉生产锰铁,1898年用铝热法生产金属锰,并发展了电炉脱硅精炼法生产低碳锰铁。1939年开始用电解法生产金属锰。

最早开采的锰矿山是美国田纳西州惠特福尔德(Whitifeld)锰矿,始采于1837年,到1884年锰矿石年产量已达4万t。印度也是开采锰矿较早的国家之一,始采于1892年。第一次世界大战前,印度出口锰矿石一直居世界首位。1928年以后其地位被原苏联所取代。从本世纪20年代末原苏联的锰矿石产量一直居世界领先地位。此外,开采锰矿石比较早的还有巴西、加纳、澳大利亚、南非和加蓬等国。

我国锰矿的地质矿工作开始得也比较早,据所见资料,从1886年开始,并于1890年首先在湖北兴国州(今阳新)发现锰矿,随后于1897年和1907年又先后在湖南发现安仁、攸县和常宁、耒阳锰矿;1910年发现广西防城大直、钦州黄屋屯锰矿;1913年和1918年,前后发现了湖南湘潭上五都锰矿(1937年改称为湘潭锰矿)和广西木圭、江西乐华锰矿。我国老一辈地质工作者,如朱庭祜、王晓青、田奇玲王隽、李殿臣、李四光等等对湖南、广东、广西、江苏、江西等地做了大量锰矿地质调查,初步了解了我国一些锰矿产地及其锰矿石质量,探讨了锰矿床的成因。
.概述
        锰在自然界分布很广,几乎各种矿石及硅酸盐的岩石中均含有锰。锰矿最常见的是无水和含水的氧化锰和碳酸锰,现已知的锰矿物有150种,但含锰最高,能 大量富集形成有经济价值的锰矿物却不过5-6种,其中最重要、最有经济价值的是软锰矿和硬锰矿,另外还有水锰矿、褐锰矿、黑锰矿、菱锰矿等。这些矿物中锰的含量可达50~70% 左右,是锰的重要工业矿物。
        (1)软锰矿:化学成分为MnO2,含锰最高可达到63.2%,常含少量的水及二氧化硅、氧化 铁及硬锰矿。通常呈柱状的晶体,也有呈针状、纤维状、粒状等。硬度1~2.5,比重4.7 ~4.8。金属光泽或无光泽。颜色有铁黑或淡蓝黑色。条痕为黑色。性软能污染手指,不透明。
        (2)硬锰矿:成分为含水氧化锰。分子式rMnO•1MnO2•mH2O。含锰量约45~60%。常含铁、钙、、硅等杂质。呈块状、葡萄状、钟乳状、树枝状或土状集合体,表面光滑。硬度 5~6,比重3.7~4.7。半金属光泽至暗淡。颜色暗灰至铁黑色。条痕为光亮的淡黑褐色,不透明。性脆、断口光滑或呈贝壳状。
        2.性质
        锰矿石通常可被酸分解。常用的酸有盐酸、硝酸—过氧化氢、氢氟酸—硫酸、磷酸—硝酸。不被酸分解的矿样可用碱性熔剂、酸性熔剂熔融分解。软锰矿如加热至550~600℃时发生分解,变成β—褐锰矿(Mn2O3)。大部分的锰矿都含有相当多的水分,尤其是烘干过的锰矿更具有很大的吸水性。锰矿中一般含有二氧化硅、磷、、硫、铝、砷、钡、钙、镁、钾和钠等杂质,在锰矿层中有时伴生有铜、、镍及其它稀有金属,其 中二氧化硅、硫、磷和砷都是有害杂质,特别是磷含量的高低非常重要,是评价锰矿石的一个重要指标。而其中有的含氧化钙、氧化镁则为冶炼时的有益组分。
        3.用途
        (1)在冶金工业方面:锰是钢铁工业不可缺少的原料。锰是一种极强的还原剂,它可以从钢水中吸收全部的氧,使钢中没有氧化铁,成为无孔的钢锭。其次,锰也是一种极好的去硫剂,它可以将钢水中全部的硫去掉,钢中加入少量锰就可以大大增高钢的机械性能,如延性、展性、韧性以及抗磨损能力。锰钢、锰铁以及锰与铜、铝、镍、钴等制成的各种合金和锰的化合物在工业上用途极大。①在黑色冶金方面。用含铁的优级锰矿石可以冶炼标准锰铁。锰铁是生产特种钢的附加料,同时也可以冶炼出少量的矽锰。矽锰对于冶炼某些品种的钢是很有用的;②在有色冶金工业方面。锰和铜的合金可以制造防腐的金属贮藏器。锰青铜合金可以作船舶器材。锰铝合金在航空工业方面有很大的用途。锰镍铜合金可以制造标准电阻丝。
        (2)在化学工业方面:二氧化锰(软锰矿)在干电池的制造中可以作为消极剂,在化学工业上可制造油漆干燥剂。也可制造黑色的装饰玻璃以及装饰用砖和陶器上釉的颜色。还可以作各种锰的化合物,如硫酸锰、氯化锰、高锰酸钾等。
        4.产地及品质规格
        主要产地多位于我国南方,如广西武宣、桂平、防城、钦县等;湖南湘潭、常宁、岳阳、长沙等;广东梅县、惠阳、台山等;贵州遵义、威宁;云南平罗、寻甸、东川等及江西平乐等。国外主要产地印度居首,还有北美、俄罗斯、南非、澳大利亚、加蓬等。
        品质规格,目前国内对各种锰矿石还没有统一的规格,一般分为锰矿砂(又名硬锰)及软锰矿(又名软锰粉)两种。其规格如下:
        锰矿砂规格:含锰25~50%;二氧化硅40%以下;硫0.2%以下;磷0.2%以下。
        软锰矿规格:含二氧化锰60%以上。
        根据各种不同用途对锰矿砂提出质量要求:适用于冶炼锰铁的矿石技术条件见表


        表  冶炼锰铁的矿石技术条件

等 级  Mn %  SiO2 %  Mn:Fe  P %  
I-A  50以上  9以上  不低于6~7  0.17~0.20以下  
I-B  40~50  9~15  不低于7~10  0.14~0.17以下  
II  35~40  15~25  不低于3~4  0.18以下  
III  30~35  25~35  不低于4~5  0.15以下  

大规模的锰矿地质勘查工作是在新中国成立以后。从1950年广西工业厅对桂平木圭锰矿、华东地测处对南京栖霞锰矿、西南工业厅对贵州遵义锰矿进行勘查开始,经过近50年广大地质工作者的努力,到1996年底,全国锰矿地质勘查投入约6.8亿元,机械岩心钻探工作量约190多万m,累计探明锰矿石6.48亿t。

我国最早开采的锰矿山是湖北阳新锰矿,始采于1890年,后因质量不佳,不久即行停采。阳新锰矿停采后,汉冶萍煤铁厂矿公司为了解决锰矿原料,于1908年在湖南常宁曲潭设常耒锰矿采运局,开采常宁—耒阳一带锰矿。1913年在湖南湘潭上五都发现锰矿后,1914年即由新组建的裕?矿业公司负责开采,到1917年已初具规模,日产锰矿石百余吨,最高年产达3万t,仅1916~1927年的12年间,运销日本八幡制铁所的锰矿石就达14.3万t(矿石品位不低于45%)。
 



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