锰矿的冶金特性
根据锰矿的生成条件不同,锰矿的基本类型可分为:沉积矿床、变质矿床和风化矿床。
矿物 |
化学式 |
颜色 |
密度/g.cm-3 |
晶体结构 |
硬度(莫式) |
软锰矿 |
MnO2 |
黑色 |
4.8--5.6 |
立方 |
2?5 |
硬锰矿 |
4Mn2. 2H2O |
钢灰色 |
3.9 |
单斜 |
4?6 |
褐锰矿 |
Mn2O3 |
黑棕色 |
4.7?4.9 |
四方 |
6?6.5 |
黑锰矿 |
Mn3O4 |
黑色 |
4.7?4.8 |
四方 |
5 |
水锰矿 |
MnO3.3HO |
钢灰色 |
4.2?4.4 |
斜方 |
4.2?4.3 |
菱锰矿 |
MnCO3 |
玫瑰红-暗红色 |
3.3 |
三斜 |
3.5?4.6 |
锰方解石 |
(Ca,Mn)CO3 |
白、灰白带微红 |
2.7?3.1 |
三方 |
3.5?4.5 |
蔷薇辉石 |
MnO.SiO2 |
淡红色 |
3.5?3.7 |
三斜 |
6 |
锰橄榄石 |
MnO2SiO4 |
淡红色 |
4.04 |
斜方 |
5.5?6 |
硫锰矿 |
MnS |
绿棕色 |
3.9?4.1 |
立方 |
3.5?4 |
方锰矿 |
MnO |
翠绿色 |
5.4 |
八面体 |
5.6 |
性能价格比是选择锰矿的首要条件。品位高的矿石,杂志含量相对较低,有利于减少炉渣数量,提高回收率和降低冶炼电耗。冶炼硅锰合金入炉品位相差1%,单位产品电耗相差140kW.H/t。为了保证产品 成分合格,要注意控制入炉锰矿的锰铁和磷锰比,猛铁合金的冶炼是熔态还原过程,矿物的冶金特性对矿石熔化、还原和电炉操作有显著影响。
在原料配比计算中必须考虑矿物组成和矿物结构随温度的变化状况。以MnO2为主的软锰矿类矿物氧含量很高,熔炼过程会多消耗一定数量的还原剂。分解硬锰矿所含的结晶水需要消耗一定能量。为维持电路的碳平衡,应尽可能选择使用氧含量低的矿石。经验表明使用褐锰矿比使用软锰矿、硬锰矿效果好。硫是炉渣熔体的表面活性物质,对MnO的熔态还原起催化作用。
高价氧化物被还原会使矿物结构发生变化,从而使某些矿石出现还原粉化。还原粉化会使料层的透气性遭到破坏,因此,还原粉化率高的矿石不适用于埋弧电炉。
锰矿成渣过早会改变上层炉料导电结构和炉膛温度分布。SiO2含量高的锰矿融化温度较低,成渣较早;初渣中MnO和SiO2的活度较低,不利于锰和硅的还原。与之相反,CaO和MgO含量高的锰矿,更适合生产的硅锰合金。锰矿中游离的(即不以硅酸盐或硅铝酸盐的形态存在的)MnO在熔化时以方锰矿的形式存在,与溶于初渣的MnO平衡,渣中MnO的活度最大,对锰还原有利。外加的硅石比跪酸盐在炉内更容易还原生成硅。
一些进口锰矿的成分和矿物结构
矿名 |
成分 / % |
结晶水/% |
吸附水/% |
主要矿物 |
|||||||
Min |
SiO2 |
CaO |
MgO |
FeO |
Al2O3 |
P |
S |
||||
澳洲锰矿 |
48.65 |
5.32 |
2.54 |
0.66 |
3.29 |
3.50 |
0.056 |
0.053 |
4.44 |
0.89 |
硬锰矿 |
澳洲锰矿 |
50.03 |
9.43 |
1.02 |
0.65 |
5.52 |
0.86 |
0.035 |
0.038 |
4.60 |
软锰矿 |
|
加蓬锰矿 |
50.17 |
4.03 |
0.29 |
0.46 |
3.82 |
4.62 |
0.102 |
0.029 |
4.97 |
软锰矿 |
|
南非锰矿 |
51.49 |
5.02 |
4.91 |
0.66 |
12.5 |
0.39 |
0.040 |
0.14 |
0.45 |
褐锰矿 |
|
越南锰矿 |
46.64 |
8.94 |
1.13 |
0.24 |
7.84 |
3.33 |
0.093 |
0.03 |
|
软锰矿 |