褐錳礦

錳礦是一種四方晶系，晶體呈雙錐狀，通常呈粒狀、隱晶質塊狀集合體。黑、灰黑、棕黑至鋼灰色。半金屬光澤。硬度6～6.5。密度4.7～5.0g/cm³。含錳69.9%。溶於鹽酸並析出氯氣。產於熱液礦床、接觸交代礦床和沉積變質錳礦床中，與黑錳礦等共生。是煉錳的礦物原料。用於煉製錳鐵，製取高錳酸鉀、硫酸錳、碳酸錳、硝酸錳、一氧化錳等錳化合物；還可用作氮肥的脫硫劑。自然界存在的錳礦石，以軟錳礦與菱錳礦為主；也有一些硫化錳礦，並伴生有Cu、Co、Ni、Zn、Bi等有價貴重金屬，但儲量不大。

基本介紹

• 中文名：褐錳礦
• 外文名：Manganese in brown
• 顏色：黑、灰黑、棕黑至鋼灰色
• 作用：用作氮肥的脫硫劑
• 性質：礦物組分之一
• 學科：冶金工程

簡介

自然界存在的錳礦石，以軟錳礦與菱錳礦為主；也有一些硫化錳礦，並伴生有Cu、Co、Ni、Zn、Bi等有價貴重金屬，但儲量不大。另外在我國的貴州、廣西等地還有一些褐錳礦存在，其加工利用方式一直未有報導。

因此，對褐錳礦的認識不多，對其開發利用技術較陌生。對所受委託原礦進行礦物分析，確知該錳礦為褐錳礦為主要錳礦物賦存形式，並有部分軟錳礦存在，經X射線衍射檢測表明，褐錳礦的分子結構通式為Mn₇SiO₁₂，是一種複雜矽酸鹽礦物，另有石英、螢石等天然礦物形式存在，褐錳礦的分子Mn₇SiO₁₂的結構可以看成是3Mn₂O₃·MnSiO₃，必須將Mn₂O₃中+3價態的Mn還原為+2價態的溶於稀酸的MnO後才能提取褐錳礦中的錳成分。還原高價態的錳礦物如+4價態的軟錳礦比較容易實現，工業上的生產技術也比較成熟，大多採用無煙煤還原焙燒後再用稀硫酸浸出或採用兩礦法工藝即用黃鐵礦或其他還原劑按原礦、硫酸、還原劑以適當的配比在液相中於90℃左右進行直接還原浸出。而處於+3價態的褐錳礦的還原性能如何，能否採用相類似的比較簡單的還原工藝進行還原處理，是該礦物加工冶煉工藝開發成功的關鍵，從Mn₂O₃與MnO價態差異的兩種物質的氧化還原電位來看，以還原活性較好的煤、天然氣等還原劑還原Mn₂O₃成低價態的MnO應是可行的，從化學反應熱力學計算Mn₂O₃黃鐵礦反應的生成自由焙變化結果也表明，這種還原方式是可行的。嘗試以黃鐵礦、硫酸濕法還原浸出褐錳礦，探尋浸出工藝的最佳化條件和浸出液的後續淨化工藝，為類似的褐錳礦的濕法冶煉工藝提供技術上的參照。

褐錳礦礦石的化學成分

褐錳礦的化學成分及錳的物相構成見表1。

表1

褐錳礦的礦物組成

通過對原礦進行礦物分析確知該錳礦以褐錳礦為主要錳礦物賦存形式，並有部分軟錳礦存在，經X射線衍射檢測表明，褐錳礦的分子結構通式為Mn₇SiO₁₂，是一種複雜矽酸鹽礦物，另有石英、螢石等天然礦物形式存在，錳的物相組成見表2。

表2

總結

1)採用黃鐵礦硫酸濕法還原浸出工藝能較好地提取褐錳礦中的錳，當礦:酸:黃鐵礦質量比達到1:1.104:0.28時，在90-95℃，攪拌浸出6.5h以上，原礦中的錳的浸出率達92%以上。

2)浸出液採用針鐵礦法除鐵矽鋁砷磷等雜質，錳的損耗低，僅約0.8%，雜質取除徹底。

3)採用硫化錢與SDD聯合去除除鐵液中的Ni、Co、Zn等重金屬雜質，雜質去除率高，可獲得合符電解金屬錳要求的硫酸錳淨化液。

4)褐錳礦從濕法浸出到硫酸錳淨化液，原礦錳的冶煉回收率達90.45%，說明採用黃鐵礦濕法還原浸出工藝冶煉褐錳礦是成功的。