锰矿石是一种非常重要的战略矿产资源,特别是在富锰矿和优质锰矿资源方面。中国已将锰矿石列入紧缺矿种。截至2010年底,中国锰矿石查明资源储量为89,234.32万吨,其中基础储量为19,515.64万吨,资源量为69,818.68万吨。2010年,中国锰矿石新增查明资源储量为2,376.4万吨,近几年,通过贵州锰矿、广西锰矿的整装勘查,预计新增资源量为2亿吨。
锰矿石在自然界中分布广泛,几乎所有矿石和硅酸盐岩石中都含有锰。目前,已知的锰矿物共有150种,但含锰量最高、能大量富集形成有经济价值的矿物却只有5-6种。其中,
软锰矿、
硬锰矿和
水锰矿是最重要的锰矿物,锰含量可达50-70%。
锰矿石在现代工业中具有重要地位,尤其是作为钢铁工业中的脱氧剂、脱硫剂和合金制造原料。2010年,中国用锰量占全球用锰量的95%,其余5%用于其他工业领域,如
化学工业、
轻工业、建材工业、国防工业、电子工业和环境保护和农牧业等。
矿石种类
自然界很多矿物中都含有锰,但真正有价值的只有一小部分可以作为锰矿加以开采。主要的有软锰矿,其次是硬锰矿、沼锰矿,其他如水锰矿。褐锰矿和黑锰矿都是混生矿物,
菱锰矿通常是存在于菱铁矿中。
水锰矿
水锰矿MnO(OH)化学成分主要是:MnO 40.0%,MnO2 49.4%,H2O 10.2%。常含 SiO2 、
氧化铁、以及微量Al2O3,CaO等混入物。水锰矿是提炼锰的重要矿物原料。
褐锰矿
Mn2O3 含锰量69.9%。
四方晶系,
晶体呈锥形或假
八面体的晶形,通常呈致密块状或粒状集合体,颜色褐黑色至钢灰色,条痕暗褐,新鲜端口为参差状,半金属光泽,相对密度4.72-4.83,硬度为6~6.5,以硬度大,条痕褐色与其他黑色相似的锰矿物区别。
软锰矿
化学成分为MnO2,含锰最高可达到63.2%,常含少量的水及
二氧化硅、氧化 铁及
硬锰矿。通常呈
柱状的晶体,也有呈针状、纤维状、粒状等。硬度1~2.5,比重4.7 ~4.8。金属光泽或无光泽。颜色有铁黑或淡蓝黑色。条痕为黑色。性软能污染手指,不透明。
硬锰矿
成分为含水
氧化锰。
分子式rMnO·1MnO2·mH2O。含锰量约45~60%。常含铁、钙、铜、硅等杂质。呈块状、葡萄状、钟乳状、树枝状或土状集合体,表面光滑。硬度 5~6,比重3.7~4.7。半金属光泽至暗淡。颜色暗灰至铁黑色。条痕为光亮的淡黑褐色,不透明。性脆、
断口光滑或呈贝壳状。
黑锰矿
Mn3O4 含锰65%~72%。通常呈粒状,块状集合体。颜色黑色,条痕红褐色,相对密度4.7~4.9,硬度5左右,
黑锰矿为无水矿物,是自然界中所有含锰化合物中含锰最富的矿物。
性质
锰矿石通常可被酸分解。常用的酸有
盐酸、
硝酸—
过氧化氢、
氢氟酸—
硫酸、磷酸—硝酸。不被酸分解的矿样可用碱性熔剂、酸性熔剂熔融分解。
软锰矿如加热至550~600℃时发生分解,变成β—褐锰矿(Mn2O3)。大部分的锰矿都含有相当多的水分,尤其是烘干过的锰矿更具有很大的
吸水性。锰矿中一般含有
二氧化硅、磷、铅、硫、铝、、、钙、镁、钾和钠等杂质,在锰矿层中有时伴生有铜、钴、及其它稀有金属,其 中二氧化硅、硫、磷和砷都是有害杂质,特别是磷含量的高低非常重要,是评价锰矿石的一个重要指标。而其中有的含
氧化钙、
氧化镁则为
冶炼时的有益组分。
用途
冶金工业
锰是钢铁工业不可缺少的原料。锰是一种极强的还原剂,它可以从钢水中吸收全部的氧,使钢中没有氧化铁,成为无孔的
钢锭。其次,锰也是一种极好的去硫剂,它可以将钢水中全部的硫去掉,钢中加入少量锰就可以大大增高钢的机械性能,如延性、展性、韧性以及抗磨损能力。锰钢、
锰铁以及锰与铜、铝、镍、钴等制成的各种合金和锰的化合物在工业上用途极大。
黑色冶金
用含铁的优级锰矿石可以冶炼标准锰铁。锰铁是生产特种钢的附加料,同时也可以
冶炼出少量的矽锰。矽锰对于冶炼某些品种的钢是很有用的;
有色冶金工业
锰和铜的合金可以制造防腐的金属贮藏器。锰
青铜合金可以作船舶器材。锰铝合金在航空工业方面有很大的用途。锰镍
铜合金可以制造标准
电阻丝。
化学工业
二氧化锰(
软锰矿)在干电池的制造中可以作为消极剂,在化学工业上可制造油漆
干燥剂。也可制造黑色的装饰玻璃以及装饰用砖和陶器上釉的颜色。还可以作各种锰的化合物,如
硫酸锰、
氯化锰、
高锰酸钾等。
产地
主要产地多位于我国南方,如广西武宣、
桂平市、
防城区、
钦县等;
永州市、湘潭、常宁、岳阳、长沙等;广东梅县、
惠阳区、
台山市等;贵州遵义、
威宁彝族回族苗族自治县;云南平罗、
寻甸回族彝族自治县、
东川区等及江西乐平等。国外主要产地
印度居首,还有北美、
俄罗斯、
南非、
澳大利亚、
加蓬等。
品质规格
目前国内对各种锰矿石还没有统一的规格,一般分为锰矿砂(又名硬锰)及
软锰矿(又名软锰粉)两种。其规格如下:
锰矿砂规格:含锰25~50%;二氧化硅40%以下;硫0.2%以下;磷0.2%以下。
软锰矿规格:含二氧化锰60%以上。
根据各种不同用途对锰矿砂提出质量要求:适用于
冶炼锰铁的
矿石技术条件见下表:
冶炼锰铁的矿石技术条件
对制造干电池用锰矿石的要求综合如下:
二氧化锰不小于80%;铁的含量不大 于3%;石灰质不高于2~3%;可溶解的钴、镍、砷的化合物是非常有害的,只能有微量的痕迹。铜的含量不能高于0.2%。
进口规格
21世纪我国进口锰矿较多的国家有
澳大利亚、
印度、
加蓬等。锰矿规格为锰含量不小于45%,
二氧化硅不大于12.5%,铁不大于6.0%,磷不大于0.05%,粒度分两种规格,一种1~8mm不小于80%、另一种10~80mm不小于80%。
检验标准
GB/T2011—87《散装锰矿取样、制样方法》;锰矿石
化学分析采用GB1506~1511-79,GB1515~1516-79,GB1518~1519-79,GB/T14949.2-94,GB/T14949.6-9 4,GB/T14949.8~GB/T14949.10-94。
最新发现
2015年2月19日,科学家日前在
南美洲和非洲之间的海底发现大片圆滚滚的神秘金属球,大小不一。根据科学考证,这些金属球应该是自然形成的锰矿石。
这个
海床位于北大西洋
巴巴多斯(Barbados)以东数百公里处,可能有形成锰矿结晶的完美条件。但是这些条件目前还不得而知,有推测可能是微生物参与其中,其他人怀疑是海底温泉的作用。
从很多方面来看,这些金属球就像珍珠,最大的锰球可能已经有1000万年的形成历史。这些金属球中也含有镍、铜、钴等金属元素,从海床中剥离出它们很不容易。