錳礦用途與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo).docx

錳礦用途與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)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(duì)錳礦產(chǎn)品有不同的質(zhì)量要求。（一）冶金工業(yè)對(duì)錳礦石的質(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4050。 在冶煉各種牌號(hào)的錳系合金中，對(duì)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3640，錳鐵比68.5，磷錳比0.0020.0036；冶煉碳素錳鐵，礦石含錳量3340，錳鐵比3.87.8，磷錳比0.0020.005；冶煉錳硅合金，礦石含錳量2935，錳鐵比3.37.5，磷錳比0.00160.0048；高爐錳鐵，礦石含錳量30，錳鐵比27，磷錳比0.005。表3.3.2是冶金工業(yè)部1965年頒發(fā)的冶金錳礦石產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。表中一級(jí)品一般用于電爐生產(chǎn)中、低碳錳鐵。二級(jí)品一般用于電爐生產(chǎn)碳素錳鐵或錳硅合金，但二級(jí)品配富錳渣可用以生產(chǎn)中、低碳錳鐵。三級(jí)品配富錳渣可用于電爐碳素錳鐵和錳硅合金的生產(chǎn)。三四級(jí)品用于高爐錳鐵冶煉，但四級(jí)品需配優(yōu)質(zhì)礦石或富錳渣。二三級(jí)品還可用于平爐或轉(zhuǎn)爐煉鋼的添加劑。五級(jí)品作煉鐵配料。四五級(jí)品還可用于富錳渣的生產(chǎn)，錳硅合金的生產(chǎn)多配用富錳渣進(jìn)行冶煉。 (1965年冶金工業(yè)部頒標(biāo)準(zhǔn)YB319-65)（二）化工及輕工部門對(duì)錳礦石的質(zhì)量要求 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?；ぜ?jí)二氧化錳礦粉要求含量大于50(表3.3.3)，制硫酸錳時(shí)，3、3、0.5、0.1；制高錳酸鉀時(shí)，5、5、4。 天然二氧化錳是制造干電池的原料，要求含量越高越好。對(duì)、等有害元素一般廠定標(biāo)準(zhǔn)為：0.01、0.03、0.02、0.02。礦粉的粒度要小于0.12mm。 表3.3.4是冶金工業(yè)部、輕工業(yè)部?jī)上到y(tǒng)有關(guān)企業(yè)沿用的標(biāo)準(zhǔn)。錳礦物原料特征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、及價(jià)態(tài)，其中以和價(jià)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（表3.3.1）?，F(xiàn)就幾種常見的錳礦物敘述如下。 (1)軟錳礦 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(jià)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。 (2)硬錳礦 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46，比重4.44.7。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。 (3)水錳礦 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34，比重4.24.3。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。 (4)黑錳礦 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。 (5)褐錳礦 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4.75.0。其他特征與黑錳礦相同。 (6)菱錳礦 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3.54.5，比重3.63.7。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。 (7)硫錳礦 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?，條痕呈暗綠色。半金屬光澤。硬度3.54，比重3.94.1。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。二氧化錳二氧化錳中文名稱：二氧化錳(自然界以軟錳礦形式存在)，物理性狀：黑色無(wú)定形粉末，或黑色斜方晶體，溶解性： 難溶于水、弱酸、弱堿；不溶于水、硝酸、冷硫酸，溶于熱濃鹽酸而產(chǎn)生氯氣。物理常數(shù)英文 二氧化錳名稱：manganese dioxide 外觀：黑色固體 CAS: 1313-13-9 分子式： MnO 分子量： 86.9368 分解溫度： 535 相對(duì)密度：5.026（水=1） 在水中的溶解性：不溶 警示術(shù)語(yǔ)：R:20/22 安全術(shù)語(yǔ)：S:2-25 密度：5.026g/cm3(固) 化學(xué)性質(zhì)分子結(jié)構(gòu)是MnO八面體, 氧原子在八面體角頂上, 錳原子在八面體中, MnO八面體共棱連接形成單鏈或雙鏈, 這些鏈和其它鏈共頂,形成空隙的隧道結(jié)構(gòu)， 八面體或成六方密堆積, 或成立方密堆積1。 氧化性一種兩性氧化物： 遇還原劑時(shí)，表現(xiàn)為氧化性。如將二氧化錳放到氫氣流中加熱至1400K得到一氧化錳；將二氧化錳放在氨氣流中加熱，得到棕黑色的三氧化二錳；將二氧化錳跟濃鹽酸反應(yīng)，則得到l氯化錳、氯氣和水。 遇強(qiáng)氧化劑時(shí)，還表現(xiàn)為還原性。如將二氧化錳，碳酸鉀和硝酸鉀或氯酸鉀混合熔融，可得到暗綠色熔體，將熔體溶于水冷卻可得六價(jià)錳的化合物錳酸鉀。在酸件介質(zhì)中是一種強(qiáng)氧化劑。 強(qiáng)氧化劑，本身不燃燒，但助燃，不要和易燃物放置一起。 用途二氧化錳在干電池中作消極劑；在有色金屬濕法冶金、氫醌（對(duì)苯二酸）生產(chǎn)、鈾的提煉上作氧化劑；在陶瓷和搪瓷生產(chǎn)中作氧化劑和釉色；在玻璃生產(chǎn)中用于消除雜色和制作裝飾玻璃?；瘜W(xué)工業(yè)上生產(chǎn)硫酸錳、高錳酸鉀、碳酸錳、氯化錳、硝酸錳、一氧化錳等，是化學(xué)試劑、醫(yī)藥、焊接、油漆、合成工業(yè)等的重要原料。 在實(shí)驗(yàn)室常利用它的氧化性，與濃鹽酸(HCl)混合加熱制備氯氣(Cl)： MnO+ 4HCl(濃) = MnCl+ Cl + 2HO 另也可作為催化劑與過(guò)氧化氫、氯酸鉀等反應(yīng)產(chǎn)生氧氣。 通過(guò)加熱高錳酸鉀可以制得。 做催化劑與氯酸鉀反應(yīng)時(shí)并不是單純的催化，而是會(huì)與原物質(zhì)反應(yīng)，最后又生成了二氧化錳。反應(yīng)過(guò)程中可能生成了高錳酸鉀和氯氣 二氧化錳不能和稀鹽酸反應(yīng).濃鹽酸中H+和Cl-的濃度大，還原性強(qiáng)，在加熱條件下能被MnO氧化，生成Cl；隨反應(yīng)進(jìn)行，H+和Cl-的濃度逐漸減小，還原性逐漸減弱，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，MnO就不可以氧化Cl-了。因此二氧化錳和稀鹽酸不會(huì)反應(yīng)。在熱濃硫酸中放出氧而成硫酸錳。與苛性鈉和氧化劑共熔生成錳酸鹽。能溶于丙酮 有機(jī)物的合成二氧化錳在有機(jī)化學(xué)之中十分有用。被用于氧化物的二氧化錳的形態(tài)不一，因?yàn)槎趸i有多個(gè)結(jié)晶形態(tài)，化學(xué)式方面可以寫成MnO-x(HO)n，其中x介乎0至0.5之間，而n可以大于0。二氧化錳可在不同pH下的高錳酸鉀(KMnO)和硫酸錳(MnSO)的反應(yīng)之中產(chǎn)生。啡色的二氧化錳沈淀物很干和很活躍。最有效的有機(jī)溶劑包括芳香性物質(zhì)、氯化碳、醚、四氫呋喃和酯類等。 其中一個(gè)二氧化錳專用的化學(xué)反應(yīng)是將醇類轉(zhuǎn)化為酮類。即使該醇類中有雙鍵，也不會(huì)被二氧化錳所氧化： cis-RCH=CHCHOH + MnO cis-RCH=CHCHO + HO + MnO 當(dāng)中的產(chǎn)物即使有多活躍也不會(huì)再被氧化。二醇類可被二氧化錳氧化為二酮。其他二氧化錳的反應(yīng)極之多，可用在氧化出胺、芳香物和三醇等。 其他用途二氧化錳亦可以用做過(guò)氧化氫(HO)的分解。其催化效果如下： 2HO=MnO= 2HO + O 2MnO= 2MnO+ O 二氧化錳也被用作顏料、有色玻璃等。 層狀二氧化錳(-MnO)的每個(gè)正八面體整齊的排列在層板上的結(jié)構(gòu)，其分子組成具有如下通式:AxMn2+y(HO)z2 。由于晶層內(nèi)的八面體片有廣泛的類質(zhì)同象替代, 從而使晶層帶凈負(fù)電荷。因此,水合陽(yáng)離 子(Na + 、K+ 、Ca2 + 、Mg2 + ) 可以占據(jù)層間域以補(bǔ)償這種負(fù)電荷。 二氧化錳的性質(zhì) ；與濃硫酸反應(yīng)有氧氣生成；與濃鹽酸反應(yīng)有氯氣生成。二氧化錳與熔融苛性鉀在空氣中反應(yīng)生成錳酸鉀(KMnO)。二氧