錳鐵合金錳礦

在現(xiàn)代工業(yè)中，錳及其化合物應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域。其中鋼鐵工業(yè)是最重要的領(lǐng)域，用錳量占90%~95%，主要作為煉鐵和煉鋼過程中的脫氧劑和脫硫劑，以及用來制造合金。其余10%~5%的錳用于其他工業(yè)領(lǐng)域，如化學(xué)工業(yè)(制造各種含錳鹽類)、輕工業(yè)(用于電池、火柴、印漆、制皂等)、建材工業(yè)(玻璃和陶瓷的著色劑和褪色劑)、國防工業(yè)、電子工業(yè)，以及環(huán)境保護(hù)和農(nóng)牧業(yè)，等等?？傊?，錳在國民經(jīng)濟(jì)中具有十分重要的戰(zhàn)略地位。

磷在鋼鐵產(chǎn)品中屬有害元素，因而對合金中的磷含量有嚴(yán)格限制，合金中磷來源于錳礦石和焦炭，要求錳礦石中磷愈低愈好，如:錳硅合金即低碳錳鐵、中碳錳鐵，錳礦石中的P/Mn<0.0025;電爐錳鐵，錳礦石中的P/Mn<0.005;高爐錳鐵，錳礦石中的P/Mn<0.006。入爐錳礦石的含硫量，一般以不超過1%為宜;高硫錳礦石需進(jìn)行脫硫處理。

錳是元素周期表中第四周期的第七族元素。在自然界中錳有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及Ⅶ價態(tài)，其中以Ⅱ和Ⅳ價態(tài)最為常見。錳在空氣中非常容易氧化。在加熱條件下，粉狀的錳與氯、溴、磷、硫、硅及碳元素都可以化合。錳在地球巖石圈中以及硅酸鹽相的隕石中表現(xiàn)有強(qiáng)烈的親石性質(zhì)，但在巖石圈上部則有強(qiáng)烈的親氧性質(zhì)，錳與鐵在巖石圈中以及隕石中雖有許多相似的化學(xué)性質(zhì)，但錳并不親鐵。

在自然界中已知的含錳礦物約有150多種，分別屬氧化物類、碳酸鹽類、硅酸鹽類、硫化物類、硼酸鹽類、鎢酸鹽類、磷酸鹽類等。但含錳量較高的礦物則不多?，F(xiàn)就幾種常見的錳礦物敘述如下。

四方晶系，晶體呈細(xì)柱狀或針狀，通常呈塊狀、粉末狀集合體。顏色和條痕均為黑色。光澤和硬度視其結(jié)晶粗細(xì)和形態(tài)而異，結(jié)晶好者呈半金屬光澤，硬度較高，而隱晶質(zhì)塊體和粉末狀者，光澤暗淡，硬度低，極易污手。比重在5左右。軟錳礦主要由沉積作用形成，為沉積錳礦的主要成分之一。在錳礦床的氧化帶部分，所有原生低價錳礦物也可氧化成軟錳礦。軟錳礦在錳礦石中是很常見的礦物，是煉錳的重要礦物原料。

單斜晶系，晶體少見，通常呈鐘乳狀、腎狀和葡萄狀集合體，亦有呈致密塊狀和樹枝狀。顏色和條痕均為黑色。半金屬光澤。硬度4~6，比重4.4~4.7。硬錳礦主要是外生成因，見于錳礦床的氧化帶和沉積錳礦床中，亦是錳礦石中很常見的錳礦物，是煉錳的重要礦物原料。

單斜晶系，晶體呈柱狀，柱面具縱紋。在某些含錳熱液礦脈的晶洞中常呈晶簇產(chǎn)出，在沉積錳礦床中多呈隱晶塊體，或呈鮞狀、鐘乳狀集合體等。礦物顏色為黑色，條痕呈褐色。半金屬光澤。硬度3~4，比重4.2~4.3。水錳礦既見于內(nèi)生成因的某些熱液礦床，也見于外生成因的沉積錳礦床，是煉錳的礦物原料之一。

四方晶系，晶體呈四方雙錐，通常為粒狀集合體。顏色為黑色，條痕呈棕橙或紅褐。半金屬光澤。硬度5.5，比重4.84。黑錳礦由內(nèi)生作用或變質(zhì)作用而形成，見于某些接觸交代礦床、熱液礦床和沉積變質(zhì)錳礦床中，與褐錳礦等共生，亦是煉錳的礦物原料之一。

四方晶系，晶體呈雙錐狀，也呈粒狀和塊狀集合體產(chǎn)出。礦物呈黑色，條痕為褐黑色。半金屬光澤。硬度6，比重4.7~5.0。其他特征與黑錳礦相同。

三方晶系，晶體呈菱面體，通常為粒狀、塊狀或結(jié)核狀。礦物呈玫瑰色，容易氧化而轉(zhuǎn)變成褐黑色。玻璃光澤。硬度3.5~4.5，比重3.6~3.7。由內(nèi)生作用形成的菱錳礦多見于某些熱液礦床和接觸交代礦床;由外生作用形成的菱錳礦大量分布于沉積錳礦床中。菱錳礦是煉錳的重要礦物原料。

等軸晶系，常見單形有立方體、八面體、菱形十二面體等，集合體為粒狀或塊狀。顏色鋼灰至鐵黑色，風(fēng)化后變?yōu)楹稚瑮l痕呈暗綠色。半金屬光澤。硬度3.5~4，比重3.9~4.1。硫錳礦大量出現(xiàn)在沉積變質(zhì)錳礦床中，是煉錳的礦物原料之一。

錳礦產(chǎn)品包括冶金錳礦、碳酸錳礦粉、化工用二氧化錳礦粉和電池用二氧化錳礦粉等。使用錳礦產(chǎn)品的冶金部門、輕工部門和化工部門根據(jù)不同的用途對錳礦產(chǎn)品有不同的質(zhì)量要求。

用于煉鋼生鐵、含錳生鐵、鏡鐵的礦石，鐵含量不受限制，礦石中錳和鐵的總含量最好能達(dá)到40%~50%。

在冶煉各種牌號的錳系合金中，對礦石的含錳量和錳鐵比值有一定的要求。冶煉中、低碳錳鐵，礦石含錳量36%~40%，錳鐵比6~8.5，磷錳比0.002~0.0036;冶煉碳素錳鐵，礦石含錳量33%~40%，錳鐵比3.8~7.8，磷錳比0.002~0.005;冶煉錳硅合金，礦石含錳量29%~35%，錳鐵比3.3~7.5，磷錳比0.0016~0.0048;高爐錳鐵，礦石含錳量30%，錳鐵比2~7，磷錳比0.005。

化學(xué)工業(yè)上主要用錳礦石制取二氧化錳、硫酸錳、高錳酸鉀，其次用于制取碳酸錳、硝酸錳和氯化錳等。化工級二氧化錳礦粉要求MnO2含量大于50%(表3.3.3)，制硫酸錳時，F(xiàn)e≤3%、Al2O3≤3%、CaO≤0.5%、MgO≤0.1%;制高錳酸鉀時，F(xiàn)e≤5%、SiO2≤5%、Al2O3≤4%。

天然二氧化錳是制造干電池的原料，要求MnO2含量越高越好。對Ni、Cu、CO、Pb等有害元素一般廠定標(biāo)準(zhǔn)為:Cu<0.01%、Ni<0.03%、Co<0.02%、Pb<0.02%。礦粉的粒度要小于0.12mm。

主動層的材料主要有錳鎳銅合金、鎳鉻鐵合金、鎳錳鐵合金和鎳等等；被動層的材料主要是鎳鐵合金，鎳含量為34～50%。

主動層的材料主要有錳鎳銅合金、鎳鉻鐵合金、鎳錳鐵合金和鎳等等;被動層的材料主要是鎳鐵合金，鎳含量為34~50%。