锰矿用途与技术经济指标

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1、锰矿用途与技术经济指标锰矿产品包括冶金锰矿、碳酸锰矿粉、化工用二氧化锰矿粉和电池用二氧化锰矿粉等。使用锰矿产品的冶金部门、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）冶金工业对锰矿石的质量要求 用于炼钢生铁、含锰生铁、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 4050。 在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 3640，锰铁比 68.5，磷锰比0.0020.0036；冶炼碳素锰铁，矿石含锰量 3340，锰铁比 3.87.8，磷锰比 0.0020.005；冶炼锰硅合金，矿石含锰量 2935，锰铁比 3

2、.37.5，磷锰比 0.00160.0048；高炉锰铁，矿石含锰量 30，锰铁比 27，磷锰比 0.005。表 3.3.2 是冶金工业部 1965 年颁发的冶金锰矿石产品技术标准。表中一级品一般用于电炉生产中、低碳锰铁。二级品一般用于电炉生产碳素锰铁或锰硅合金，但二级品配富锰渣可用以生产中、低碳锰铁。三级品配富锰渣可用于电炉碳素锰铁和锰硅合金的生产。三四级品用于高炉锰铁冶炼，但四级品需配优质矿石或富锰渣。二三级品还可用于平炉或转炉炼钢的添加剂。五级品作炼铁配料。四五级品还可用于富锰渣的生产，锰硅合金的生产多配用富锰渣进行冶炼。 (1965 年冶金工业部颁标准 YB319-65)（二）化工及轻工

3、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、硫酸锰、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含量大于50(表 3.3.3)，制硫酸锰时，3、3、0.5、0.1；制高锰酸钾时，5、5、4。 天然二氧化锰是制造干电池的原料，要求含量越高越好。对、等有害元素一般厂定标准为：0.01、0.03、0.02、0.02。矿粉的粒度要小于 0.12mm。 表 3.3.4 是冶金工业部、轻工业部两系统有关企业沿用的标准。锰矿物原料特征锰是元素周期表中第四周期的第七族元素。在自然界中锰有、及价态，其中以和价态最为常见。锰在空气中非常容易氧化。在加热条件下，粉状的锰与氯

4、、溴、磷、硫、硅及碳元素都可以化合。锰在地球岩石圈中以及硅酸盐相的陨石中表现有强烈的亲石性质，但在岩石圈上部则有强烈的亲氧性质，锰与铁在岩石圈中以及陨石中虽有许多相似的化学性质，但锰并不亲铁。 在自然界中已知的含锰矿物约有 150 多种，分别属氧化物类、碳酸盐类、硅酸盐类、硫化物类、硼酸盐类、钨酸盐类、磷酸盐类等。但含锰量较高的矿物则不多（表 3.3.1）。现就几种常见的锰矿物叙述如下。 (1)软锰矿 四方晶系，晶体呈细柱状或针状，通常呈块状、粉末状集合体。颜色和条痕均为黑色。光泽和硬度视其结晶粗细和形态而异，结晶好者呈半金属光泽，硬度较高，而隐晶质块体和粉末状者，光泽暗淡，硬度低，极易污手。

5、比重在 5 左右。软锰矿主要由沉积作用形成，为沉积锰矿的主要成分之一。在锰矿床的氧化带部分，所有原生低价锰矿物也可氧化成软锰矿。软锰矿在锰矿石中是很常见的矿物，是炼锰的重要矿物原料。 (2)硬锰矿 单斜晶系，晶体少见，通常呈钟乳状、肾状和葡萄状集合体，亦有呈致密块状和树枝状。颜色和条痕均为黑色。半金属光泽。硬度 46，比重 4.44.7。硬锰矿主要是外生成因，见于锰矿床的氧化带和沉积锰矿床中，亦是锰矿石中很常见的锰矿物，是炼锰的重要矿物原料。 (3)水锰矿 单斜晶系，晶体呈柱状，柱面具纵纹。在某些含锰热液矿脉的晶洞中常呈晶簇产出，在沉积锰矿床中多呈隐晶块体，或呈鲕状、钟乳状集合体等。矿物颜色为

6、黑色，条痕呈褐色。半金属光泽。硬度 34，比重 4.24.3。水锰矿既见于内生成因的某些热液矿床，也见于外生成因的沉积锰矿床，是炼锰的矿物原料之一。 (4)黑锰矿 四方晶系，晶体呈四方双锥，通常为粒状集合体。颜色为黑色，条痕呈棕橙或红褐。半金属光泽。硬度 5.5，比重 4.84。黑锰矿由内生作用或变质作用而形成，见于某些接触交代矿床、热液矿床和沉积变质锰矿床中，与褐锰矿等共生，亦是炼锰的矿物原料之一。 (5)褐锰矿 四方晶系，晶体呈双锥状，也呈粒状和块状集合体产出。矿物呈黑色，条痕为褐黑色。半金属光泽。硬度 6，比重 4.75.0。其他特征与黑锰矿相同。 (6)菱锰矿 三方晶系，晶体呈菱面体，

7、通常为粒状、块状或结核状。矿物呈玫瑰色，容易氧化而转变成褐黑色。玻璃光泽。硬度 3.54.5，比重3.63.7。由内生作用形成的菱锰矿多见于某些热液矿床和接触交代矿床；由外生作用形成的菱锰矿大量分布于沉积锰矿床中。菱锰矿是炼锰的重要矿物原料。 (7)硫锰矿 等轴晶系，常见单形有立方体、八面体、菱形十二面体等，集合体为粒状或块状。颜色钢灰至铁黑色，风化后变为褐色，条痕呈暗绿色。半金属光泽。硬度 3.54，比重 3.94.1。硫锰矿大量出现在沉积变质锰矿床中，是炼锰的矿物原料之一。二氧化锰二氧化锰中文名称：二氧化锰(自然界以软锰矿形式存在) ，物理性状：黑色无定形粉末，或黑色斜方晶体，溶解性： 难

8、溶于水、弱酸、弱碱；不溶于水、硝酸、冷硫酸，溶于热浓盐酸而产生氯气。物 理 常 数英 文 二 氧 化 锰名 称 ： manganese dioxide 外 观 ： 黑 色 固 体 CAS: 1313-13-9 分 子 式 ： MnO 分 子 量 ： 86.9368 分 解 温 度 ： 535 相 对 密 度 ： 5.026（ 水 =1） 在 水 中 的 溶 解 性 ： 不 溶 警 示 术 语 ： R:20/22 安 全 术 语 ： S:2-25 密 度 ： 5.026g/cm3(固 ) 化 学 性 质分 子 结 构是 MnO八 面 体 , 氧 原 子 在 八 面 体 角 顶 上 , 锰 原 子

9、 在 八 面 体 中 , MnO八 面 体 共 棱 连 接 形 成 单 链 或 双 链 , 这 些链 和 其 它 链 共 顶 ,形 成 空 隙 的 隧 道 结 构 ， 八 面 体 或 成 六 方 密 堆 积 , 或 成 立 方 密 堆 积 1。 氧 化 性 一 种 两 性 氧 化 物 ： 遇 还 原 剂 时 ， 表 现 为 氧 化 性 。 如 将 二 氧 化 锰 放 到 氢 气 流 中 加 热 至 1400K 得 到 一 氧 化 锰 ； 将 二 氧 化 锰 放 在 氨气 流 中 加 热 ， 得 到 棕 黑 色 的 三 氧 化 二 锰 ； 将 二 氧 化 锰 跟 浓 盐 酸 反 应 ， 则 得

10、到 l 氯 化 锰 、 氯 气 和 水 。 遇 强 氧 化 剂 时 ， 还 表 现 为 还 原 性 。 如 将 二 氧 化 锰 ， 碳 酸 钾 和 硝 酸 钾 或 氯 酸 钾 混 合 熔 融 ， 可 得 到 暗 绿 色 熔 体 ，将 熔 体 溶 于 水 冷 却 可 得 六 价 锰 的 化 合 物 锰 酸 钾 。 在 酸 件 介 质 中 是 一 种 强 氧 化 剂 。 强 氧 化 剂 ， 本 身 不 燃 烧 ， 但 助 燃 ， 不 要 和 易 燃 物 放 置 一 起 。 用 途二 氧 化 锰 在 干 电 池 中 作 消 极 剂 ； 在 有 色 金 属 湿 法 冶 金 、 氢 醌 （ 对 苯 二

11、酸 ） 生 产 、 铀 的 提 炼 上 作 氧 化 剂 ； 在 陶瓷 和 搪 瓷 生 产 中 作 氧 化 剂 和 釉 色 ； 在 玻 璃 生 产 中 用 于 消 除 杂 色 和 制 作 装 饰 玻 璃 。 化 学 工 业 上 生 产 硫 酸 锰 、 高 锰 酸钾 、 碳 酸 锰 、 氯 化 锰 、 硝 酸 锰 、 一 氧 化 锰 等 ， 是 化 学 试 剂 、 医 药 、 焊 接 、 油 漆 、 合 成 工 业 等 的 重 要 原 料 。 在 实 验 室 常 利 用 它 的 氧 化 性 ， 与 浓 盐 酸 (HCl)混 合 加 热 制 备 氯 气 (Cl)： MnO+ 4HCl(浓 ) = M

12、nCl+ Cl + 2HO 另 也 可 作 为 催 化 剂 与 过 氧 化 氢 、 氯 酸 钾 等 反 应 产 生 氧 气 。 通 过 加 热 高 锰 酸 钾 可 以 制 得 。 做 催 化 剂 与 氯 酸 钾 反 应 时 并 不 是 单 纯 的 催 化 ， 而 是 会 与 原 物 质 反 应 ， 最 后 又 生 成 了 二 氧 化 锰 。 反 应 过 程 中 可能 生 成 了 高 锰 酸 钾 和 氯 气 二 氧 化 锰 不 能 和 稀 盐 酸 反 应 .浓 盐 酸 中 H+和 Cl-的 浓 度 大 ， 还 原 性 强 ， 在 加 热 条 件 下 能 被 MnO氧 化 ， 生 成Cl； 随 反

13、 应 进 行 ， H+和 Cl-的 浓 度 逐 渐 减 小 ， 还 原 性 逐 渐 减 弱 ， 当 达 到 一 定 程 度 时 ， MnO就 不 可 以 氧 化 Cl-了。 因 此 二 氧 化 锰 和 稀 盐 酸 不 会 反 应 。 在 热 浓 硫 酸 中 放 出 氧 而 成 硫 酸 锰 。 与 苛 性 钠 和 氧 化 剂 共 熔 生 成 锰 酸 盐 。 能 溶于 丙 酮 有 机 物 的 合 成二 氧 化 锰 在 有 机 化 学 之 中 十 分 有 用 。 被 用 于 氧 化 物 的 二 氧 化 锰 的 形 态 不 一 ， 因 为 二 氧 化 锰 有 多 个 结 晶 形 态 ，化 学 式 方

14、面 可 以 写 成 MnO-x(HO)n， 其 中 x 介 乎 0 至 0.5 之 间 ， 而 n 可 以 大 于 0。 二 氧 化 锰 可 在 不 同 pH 下 的高 锰 酸 钾 (KMnO)和 硫 酸 锰 (MnSO)的 反 应 之 中 产 生 。 啡 色 的 二 氧 化 锰 沈 淀 物 很 干 和 很 活 跃 。 最 有 效 的 有 机 溶 剂包 括 芳 香 性 物 质 、 氯 化 碳 、 醚 、 四 氢 呋 喃 和 酯 类 等 。 其 中 一 个 二 氧 化 锰 专 用 的 化 学 反 应 是 将 醇 类 转 化 为 酮 类 。 即 使 该 醇 类 中 有 双 键 ， 也 不 会 被

15、二 氧 化 锰 所 氧 化 ： cis-RCH=CHCHOH + MnO cis-RCH=CHCHO + HO + MnO 当 中 的 产 物 即 使 有 多 活 跃 也 不 会 再 被 氧 化 。 二 醇 类 可 被 二 氧 化 锰 氧 化 为 二 酮 。 其 他 二 氧 化 锰 的 反 应 极 之 多 ，可 用 在 氧 化 出 胺 、 芳 香 物 和 三 醇 等 。 其 他 用 途二 氧 化 锰 亦 可 以 用 做 过 氧 化 氢 (HO)的 分 解 。 其 催 化 效 果 如 下 ： 2HO=MnO= 2HO + O 2MnO= 2MnO+ O 二 氧 化 锰 也 被 用 作 颜 料 、 有 色 玻 璃 等 。 层 状 二 氧 化 锰 (-MnO)的 每 个 正 八 面 体 整 齐 的 排 列 在 层 板 上 的 结 构 ， 其 分 子 组 成 具 有 如 下 通 式 :AxMn2+y(HO)z2 。 由 于 晶 层 内 的 八 面 体 片 有 广 泛 的 类 质 同 象 替 代 , 从 而 使 晶 层 带 净 负 电 荷 。 因 此 ,水 合 阳 离 子 (Na + 、 K+ 、 Ca2 + 、 Mg2 + ) 可 以 占 据 层 间 域 以 补 偿 这 种 负 电 荷 。 二 氧 化 锰 的 性 质 ； 与 浓 硫 酸 反 应 有 氧