锰矿用途与技术经济指标.docx

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3.37.5，磷锰

2、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）化工及轻工部门对锰矿石的质量要求 化学工业上主

3、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、溴、磷、硫、硅及碳元素都可以化合。锰在地球

4、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。比重在5左右。软锰矿主要由沉积作用形成，为沉积锰矿

5、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。矿物颜色为黑色，条痕呈褐色。半金属光泽。硬度34，比重4.24.3。

6、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，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

7、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

8、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

9、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

10、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) = MnCl+ 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

11、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，也不会被二氧化锰所氧化： cis-RCH=CHCHOH + MnO cis-RCH=CHCHO + H

12、O + 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 ；与浓硫酸反应有氧气生成；与浓盐酸反应有氯气生成。二氧化锰与熔融苛性钾在空气中反应生成锰酸钾(KMnO)。二氧化锰用于干电池、玻璃和陶瓷的着色剂、制锰等。 毒性急性毒性、慢性中毒、诱变性、致癌性、致畸性 二氧化锰粉尘可引起人的锰尘肺。高价锰氧化物，不论侵入机体的途径，其毒性作用对大脑有损伤。 防护措施二氧化锰在手上可以用草酸清洗，但要浓度小的 在烧瓶可以用热的浓盐酸 反应方程式为: MnO+ 4HCl(浓) = MnCl+ Cl+ 2HO 因为残渣毕竟是少量的 产生的少量Cl对环境危害不大