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錳礦石
來源:互聯網

錳礦石(MANGANSES 礦石)是含有錳元素的礦物資源,通常具有較高的硬度、金屬光澤,但相對較脆。這些礦石中有的可能還含有少量的鐵、硅、鋁、鈣和鎂等雜質元素。錳的主要礦石類型有氫氧化錳、氧化錳和碳酸錳,較少見的還有硫化錳硅酸錳和硼酸錳等。

錳礦石通常可被酸分解。常用的酸有鹽酸硝酸過氧化氫氫氟酸硫酸。錳礦石的主要產地有印度、北美合眾國、蘇聯南非澳大利亞加蓬和巴西等。中國則是在南方、如廣西武宣、桂平市防城區等地。

其主要應用領域冶金工業和化學工業。國際錳礦石一般只需破碎篩分或洗礦即可獲商品錳礦石,低品位錳礦石則經簡單的破碎、篩分、洗礦、選別流程加工,粉礦送燒結、球團。中國錳礦選礦和生產因受錳礦資源制約,多數為中小型錳礦山企業。中國生產的錳礦石雖逐年增加,但仍不能滿足國民經濟發展的需要,必須進口高品位錳礦石。對于錳礦石的品質要求主要是含錳量要高、脈石要少、含有害雜質低、含鐵量合乎要求、強度要好和具有一定的塊度。

性質

錳礦石通常可被酸分解。常用的酸有鹽酸硝酸過氧化氫氫氟酸硫酸。不被酸分解的礦樣可用堿性熔劑或酸性熔劑熔融分解。軟錳礦如加熱至550-600°C時則發生分解,變成β-褐錳礦(Mn?O?)。大部分的錳礦都含有相當多的水分,尤其是烘干過的錳礦更具有很大的吸水性。錳礦中含有二氧化硅、硫、磷和砷等元素都是有害雜質、特別是磷含量的高低非常重要,是評價錳礦石的一個重要指標。而含氧化錢巧、氧化鎂則為冶煉時的有益組分。

分類特征

形成原因

錳礦石的形成首先需要有豐富的錳質來源。這些來源可以是海底熱液活動,通過海底裂縫將富含錳的熱液帶到海底,沉積形成錳礦;也可以是河流攜帶的錳質,通過長時間的風化作用和沉積作用,將錳質集中到一定的地質環境中;或者是地質歷史時期富含錳的巖石經過變質作用,重新富集成礦。例如,在西昆侖瑪爾坎蘇地區發現的大型碳酸錳成礦帶,就是由于豐富的錳質來源和特定的地質條件共同作用的結果。錳礦的形成還受到古環境的影響,包括古海洋和古氣候條件。例如,古海洋的化學成分、溫度、鹽度和氧化還原狀態都可以影響錳的溶解度和沉積。錳質的來源主要是古風化殼和海底火山噴發的熱液活動。

分布區域

錳礦石的主要產地多位于中國南方、如廣西武宣、桂平市防城區欽縣等;湘潭市常寧市岳陽市長沙市等;廣東梅縣、惠陽區臺山市等;貴州遵義、威寧彝族回族苗族自治縣;云南平羅、尋甸回族彝族自治縣東川區等以及江西平樂等。

錳礦石在國際上的主要產地有印度、北美合眾國、蘇聯南非澳大利亞加蓬和巴西等。

應用領域

冶金工業

錳是鋼鐵工業不可缺少的原料。錳是一種極強的還原劑,它可以從鋼水中吸取全部的氧,使鋼中沒有氧化鐵,成為無孔的鋼錠。其次,錳也是一種極好的去硫劑,它可以將鋼水中全部的硫去掉。鋼中加入少量錳就可以大大增高鋼的機械性能,如延性、展性、韌性以及抗磨損能力。錳鋼、錳鐵以及錳與銅、鋁、鎳、鈷等制成的各種合金和錳的化合物在工業上用途極大。

在黑色冶金方面。用含鐵的優級錳礦石可以冶煉標準錳鐵。錳鐵是生產特種鋼的附加料,同時也可以冶煉出少量的矽錳。矽錳對于冶煉某些品種的鋼是很有用的。

在有色冶金工業方面。錳和銅的合金可以制造防腐的金屬貯藏器。錳青銅合金可以作船舶器材。錳鋁合金在中國航空工業集團有限公司方面有很大的用途。錳鎳銅合金可以制造標準電阻絲。

化學工業

二氧化錳(軟錳礦)在干電池的制造中可以作為消極劑,在化學工業上可制油漆干燥劑。也可制造黑色的裝飾玻璃以及裝飾用磚和陶器上釉的顏色。還可以作各種錳的化合物、如硫酸錳氯化錳高錳酸鉀等。

礦物開采

南非澳大利亞加蓬、巴西等世界主要產錳國,錳礦礦床規模大而構造相對簡單,多為厚大礦體,礦體產狀條件較好,多賦存于近地表或淺部,宜于大規模、大裝備、機械化露天開采。國際錳礦資源露天開采占80%,地下開采僅占20%,生產規模多在100萬噸以上,采掘(剝)裝備大型化,礦山生產采、掘、運機械化、連續化、自動化程度高,集成高效。通常是推土機、索斗鏟和鏟運機剝離,穿孔爆破,索斗鏟、挖掘機裝礦,大噸重卡、皮帶機和鐵路運輸。

國際錳礦石一般只需破碎篩分或洗礦即可獲商品錳礦石,低品位錳礦石則經簡單的破碎、篩分、洗礦、選別流程加工,粉礦送燒結、球團。國際錳礦石的原礦含錳品位高,產品質量也高。如南非錳礦石只經破碎、水洗,產品含錳就達40%~48%;澳大利亞平均人選品位33%,精礦含錳達42%~50%;加蓬錳礦經重介質選礦后精確含錳49%~50%;烏克蘭的波科羅夫選礦廠處理含錳17.5%的碳酸錳礦石,精礦含錳228.6%(燒后達40%以上)。

國際選礦設備日趨大型化,澳大利亞格魯特島使用的圓筒洗礦機規格為2.7x5.5m,臺時生產能力達300t,烏克蘭采用的打擊式洗礦機規格為8.25×6.5m,臺時能力為130t,巴西采用DWP型重介質洗礦機,臺時能力達80t,澳大利亞采用規格為3.7x3.7m的圓筒重介質洗礦機,臺時能力達300t。另外,設備的自動化程度高。澳大利亞南非、巴西、日本等國的選礦廠均設有中心控制室。主要控制顯示全程驅動設備運轉情況;控制給礦量和產品質量;采用Y射線顯示控制重介質密度和濃度等;采用月X射線分析Mn、Fe、P、Ca、Mg、S等元素;用計算機進行數據處理和過程控制。

世界錳礦生產和貿易,特別是主流高品位商品級錳礦石的生產和貿易,主要集中在世界6大礦業公司,即必和必拓、埃赫曼-康密勞、巴西淡水河谷公司、南非聯合錳業及烏克蘭Privat集團(控股加納錳業)和西澳聯合公司。6大公司擁有13個礦山,年采礦產能規模2270萬噸,2007年高品級錳礦產量1515萬噸,占當年世界錳礦總產量的38%,幾乎控制了全球大約一半的錳礦資源,特別是世界優質富錳礦資源,掌握全球主流錳礦石貿易供應量的70%左右,對世界錳礦石市場和價格走勢起著舉足輕重的作用,在世界商品級主流錳礦資源配置中處于主導地位,主流錳礦貿易主要受這幾家礦業公司控制,具有絕對競爭優勢。

中國錳礦選礦和生產因受錳礦資源制約,一般選礦廠規模較較小,為10~30萬噸/年,設計年處理60萬噸錳礦石僅有大新錳礦(碳酸錳)選礦廠和遵義錳礦選礦廠(實際生產能力僅15萬噸/年),多數為中小型錳礦山企業。中國生產的錳礦石雖逐年增加,但仍不能滿足國民經濟發展的需要,必須進口高品位錳礦石。

檢驗方法

檢驗方法:中華人民共和國國家標準錳礦石化學分析方法GB1505~1522-79。

品質要求

主要是含錳量要高、脈石要少、含有害雜質低、含鐵量合乎要求、強度要好和具有一定的塊度。

含錳量

錳礦石含錳量愈高經濟價值愈高,錳礦石含錳量比鐵礦石含鐵量更為重要。因為錳在高爐冶煉中最多只有80%進人生鐵,其余損失在爐渣和煤氣中。而鐵99%以上進人生鐵。錳礦石愈貧則脈石愈多,冶煉時需加入的熔劑量也多,勢必使渣量增大,從而使錳在渣中的損失增加,回收率降低,同時使焦比升高,產量下降。

脈石成分和數量

脈石愈少錳礦愈富,錳礦中脈石的成分和數量對錳礦質量有很大影響,錳礦中的脈石多為酸性氧化物SiO,若SiO含量高則必增加熔劑量和渣量,從而使錳在渣中的損失增加,錳的回收率降低,因此要求錳礦石中酸性脈石含量愈少愈好。若錳礦石的脈石中含堿性氧化物高,這樣的錳礦石是較好的。

雜質含量

錳礦石中一般含硫都較鐵礦石低,而且在冶煉錳鐵合金時,由于爐溫高、爐渣堿度高有利于去硫,再加上錳本身又有脫硫作用,因此大部分硫在冶煉中都轉到爐渣和煤氣中去,對生鐵的質量影響很小。但若雜質磷含量高,將大大降低錳礦的使用價值。因錳礦石中的磷在冶煉錳鐵合金時將全部進入錳鐵合金。鐵合金作為煉鋼的脫氧劑或合金元素是在煉鋼的精煉后期加入鋼液,錳鐵合金中帶人的磷將全部轉入鋼中,磷高將直接影響鋼的質量。因此,要求錳礦石含磷愈低愈好。

含鐵量

在冶煉中錳礦石的鐵幾乎全部還原進入金屬,當冶煉低錳合金或普通生鐵時,鐵是有益的。但在冶煉高錳合金時,錳礦石含鐵量高就不利了。為此,冶煉高錳生鐵時,必須控制錳礦石中的含鐵量,要求錳礦石中的鐵含量愈少愈好。

強度和塊度

對錳礦強度和塊度的要求比對鐵礦石的要求更為嚴格。自然界大多數是軟錳礦,其強度較差,粉末很多。在實際生產中對錳礦粉應進行燒結處理,制得高破度燒結礦,再人爐冶煉這樣比較經濟合算,既能提高錳的回收率,又可改善冶煉的技術經濟指標。

相關發現

2015年2月19日,科學家在南美州和非洲之間的海底發現大片圓滾滾的神秘金屬球,大小不一。根據科學考證,這些金屬球應該是自然形成的錳礦石。這個海床位于北大西洋巴巴多斯(Barbados)以東數百公里處,可能有形成錳礦結晶的完美條件,這些金屬球中也含有鎳、銅、鈷等金屬元素,從海床中剝離出它們很不容易。

參考資料 >

錳礦科普 | 錳礦是什么東東?①.錳礦科普 | 錳礦是什么東東?①.2024-11-02

錳礦科普 | 錳礦是怎么形成的?.錳礦科普 | 錳礦是怎么形成的?.2024-11-02

大西洋海底現大片神秘金屬球 科學家揭秘成因..今日頭條.2024-11-02

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