硅锰合金生产配方

其实百度就有的 贴出来给你 觉得不全面也可以自己再去看一下

原理

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电炉冶炼硅锰合金与冶炼碳素锰铁一样，炉料中的 Fe和P先被还原，Mn的高价氧化物在上层分解或被CO还原成低价氧化物 MnO，低价氧化物MnO再与C反应生成碳化物，其反应式可写作

MnO+(1+x)C→MnCx+CO

随着炉料的下沉进入高温区，C还原SiO2的反应开始发生

SiO2+2C=Si+2CO

被还原出来的Si再与已生成的MnCx作用生成硅锰合金，并促进了Si的还 原，反应式为

SiO2+2C+MnCx=Mn·Si·Cx+2CO

生成的Si愈多，碳化物被破坏的愈彻底，合金含碳量也愈低。当合金的含硅量 低于235%时(如硅锰10、硅锰14、硅锰17和硅锰20)，硅破坏碳化物的反应 可写作

(Mn，Fe)7C3+7Si=7(Mn ·Fe)Si+3C

若含硅量较高，则破坏碳化物的反应可写作

(Mn，Fe)7C3+10Si=7(Mn·Fe)Si+3SiC [2]

炉渣碱度

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冶炼硅锰合金时，硅和锰是从熔融态的硅酸锰中还原出来。MnO易被还原，而SiO2难被还原。为使SiO2能得到充分还原以保证合金成分，从控制炉渣成分角度来考虑，应选择低碱度炉渣为宜，且碱度愈低愈好。但当碱度低于05时炉渣粘度较大，难以从炉内排出;且由于导电性差 而影响电功率在炉膛载体内的均匀分布，难以得到广阔的高温区。结果会使 SiO2不能充分还原，还会导致炉况恶化。影响炉渣碱度的重要因素是SiO2的 还原率。提高炉渣的碱度的途径就是提高SiO2的还原率来实现，不能依靠添 加CaO或MgO来实现，因为CaO和MgO的增加限制了SiO2的还原，降低 了Mn的回收率。通常情况下，控制炉渣碱度CaO/SiO2=05~07、CaO+MgO/SiO2= 06~08较适宜，此时渣中SiO2含量在38~42%、MnO含量在10%左右。 [2]

配料计算

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做配料计算，一般按下列程序及要求进行。(1)原料 及产品规格：①确定硅锰合金生产牌号及成分;②确定原料及成分，包括入炉 锰矿、焦炭、硅石、熔剂等项原料。(2)参数选择：①元素分配系数的确定，包括 入合金、入炉渣及挥发损失;②炉渣碱度选择;③焦炭损失系数，包括炉口烧损 和出铁口挑碳，一般按12%计。(3)以100 kg锰矿为基础计算：①锰矿搭配比 例计算，经计算得出入炉混合锰矿的搭配比及混合锰矿成分;②需碳量计算; ③硅石量的计算;④补加熔剂量的计算;⑤料批组成(kg)，由以上计算得出料 批中锰矿、焦炭、硅石、熔剂等项原料的数量;⑥合金重量及成分计算;⑦炉渣 重量及成分计算。 [2]

工艺要点

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(1)原料技术条件：

①对锰矿化学成分要求：

合金牌号 对锰矿石的质量要求

Mn%≥ Mn/Fe≥ P/Mn≤

FeMn60Si25

FeMn63Si22

FeMn65Si20

FeMn65Si17

FeMn65Si14

320

320

320

320

320

80

68

77

65

55

0001-0002

0001-0002

0001-0002

0001-0002

0001-0002

锰矿粒度：10 mm~80 mm，小于10 mm的不大于10%；②对焦炭的要求：应符合冶金焦条件，固定碳≥84%，灰分≤14%;粒度要求5 mm~25 mm。萤石 中的CaF2≥70%，粒度5 mm~40 mm。对原料的要求与电炉容量大小有关。

(2)冶炼参数要求：在变压器额定容量为12500 kVA矿热炉条件下：①常用电 压级为143 V；②合适的电极工作端长度1700 mm~2000 mm；③保持三相电 流电压平衡；④控制合适的炉渣碱度，控制 二元碱度R2=05~07，炉渣中 SiO235~43%、MgO5~9%；⑤料面透气性良好、冒火均匀、炉料均衡大面积下沉(封闭电炉使炉内压力稳定)、电极深而稳定地插入炉料中，这是冶炼过程中炉况正常的重要标志；⑥足够量的还原剂，还原剂不足，易导致翻渣、负荷波 动且送电不足，合金中Si与Mn的含量下降。 [2]

硅锰合金是在矿热炉中用炭同时还原锰矿石（包括富锰渣）和硅石中的氧化锰和二氧化硅而炼制生产的。锰硅合金的生产在矿热炉内进行，使用碳质还原剂、锰矿石、富锰渣、烧结锰矿、焙烧锰矿和硅石作原料，石灰、白云石、萤石等作熔剂在电炉内连续生产。

电炉炼富锰渣钴不会入渣。电炉冶炼富锰渣的主要原料是含铁的锰矿石、焦炭和萤石(或硅石)。为了满足富锰渣质量要求，普通电炉富锰渣对入炉锰矿石的化学成分要求如下:m(Mn)/m(Fe)=03~25，w(Mn+Fe)≥38%，w(Mn)≥18%，w(A12O3+SiO2)≤35%，m(SiO2)/m(A12O3)≥17，m(CaO)/m(SiO2)03。锰矿石的入炉粒度，一般为5~50mm，含粉率小于8%，锰矿石含水要控制在8%以下。焦炭主要是做还原剂用，要求固定碳含量≥80%，灰分≤18%，焦炭粒度为3~15mm。萤石要求CaF2含量≥85%，粒度为5~80mm。硅石要求，SiO2含量大于97%，粒度为20~80mm。

在现代工业中，锰及其化合物套用于国民经济的各个领域。其中钢铁工业是最重要的领域，用锰量占90%～95%，主要作为炼铁和炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂，以及用来制造合金。其余10%～5%的锰用于其他工业领域，如化学工业（制造各种含锰盐类）、轻工业（用于电池、火柴、印漆、制皂等）、建材工业（玻璃和陶瓷的着色剂和褪色剂）、国防工业、电子工业，以及环境保护和农牧业，等等。总之，锰在国民经济中具有十分重要的战略地位。

基本介绍 中文名 ：锰矿 外文名 ：manganese ore 元素符号 ：Mn 原子序数 ：25 主要用途 ：冶金工业、实验室催化剂等 类别 ：矿物 简介,矿物原料,经济指标,矿业简史,选矿方法,人体影响,生理功能,盈缺和健康,相关资料,锰中毒,营养角度,工艺方法, 简介 矿物原料 锰是元素周期表中第四周期的第ⅦB族元素。在自然界中锰有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及Ⅶ价态，其中以Ⅱ和Ⅳ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、矽及碳元素都可以化合。锰在地球岩石圈中以及矽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、矽酸盐类、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。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4～6，比重44～47。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3～4，比重42～43。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55，比重484。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47～50。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。玻璃光泽。硬度35～45，比重36～37。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35～4，比重39～41。硫锰矿大量在沉积变质锰矿床中，是炼锰的矿物原料之一。 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40%～50%。 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36%～40%，锰铁比6～85，磷锰比0002～00036；冶炼碳素锰铁，矿石含锰量33%～40%，锰铁比38～78，磷锰比0002～0005；冶炼锰矽合金，矿石含锰量29%～35%，锰铁比33～75，磷锰比00016～00048；高炉锰铁，矿石含锰量30%，锰铁比2～7，磷锰比0005。 （二）化工及轻工部门对锰矿石的质量要求 化学工业上主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MnO 2 含量大于50%，制硫酸锰时，Fe≤3%、Al 2 O 3 ≤3%、CaO≤05%、MgO≤01%；制高锰酸钾时，Fe≤5%、SiO 2 ≤5%、Al 2 O 3 ≤4%。 天然二氧化锰是制造干电池的原料，要求MnO 2 含量越高越好。对Ni、Cu、CO、Pb等有害元素一般厂定标准为：Cu<001%、Ni<003%、Co<002%、Pb<002%。矿粉的粒度要小于012mm。 矿业简史 锰矿物的利用历史十分悠久，据文献记载，世界上利用锰矿物最早的国家有埃及、古罗马、印度和中国。我国利用锰矿物的历史可追溯到距今约4500～7000年前后新石器时代的仰韶文化（彩陶文化）时期。由于软锰矿呈土状，它的颜色呈黑色，极易染手，在古人看来，这是一种奇妙的陶器着色颜料。 可是锰元素的发现却比较晚，到1774年才由瑞典矿物学家甘恩（J。GGahn）从软锰矿中还原出了金属锰。 锰在钢铁工业上的套用是各国冶金学家几十年不懈努力的结果。1875年以后，欧洲各国开始用高炉生产含锰15%～30%的镜铁和含锰达80%的锰铁。1890年用电炉生产锰铁，1898年用铝热法生产金属锰，并发展了电炉脱矽精炼法生产低碳锰铁。1939年开始用电解法生产金属锰。最早开采的锰矿山是美国田纳西州惠特福尔德（Whitifeld）锰矿，始采于1837年，到1884年锰矿石年产量已达4万t。印度也是开采锰矿较早的国家之一，始采于1892年。第一次世界大战前，印度出口锰矿石一直居世界首位。1928年以后其地位被原苏联所取代。从本世纪20年代末原苏联的锰矿石产量一直居世界领先地位。此外，开采锰矿石比较早的还有巴西、加纳、澳大利亚、南非和加彭等国。 我国锰矿的地质找矿工作开始得也比较早，据所见资料，从1886年开始，并于1890年首先在湖北兴国州（今阳新）发现锰矿，随后于1897年和1907年又先后在湖南发现安仁、攸县和常宁、耒阳锰矿；1910年发现广西防城大直、钦州黄屋屯锰矿；1913年和1918年，前后发现了湖南湘潭上五都锰矿（1937年改称为湘潭锰矿）和广西木圭、江西乐华锰矿。我国老一辈地质工作者，如朱庭祜、王晓青、田奇玲王隽、李殿臣、李四光等等对湖南、广东、广西、江苏、江西等地做了大量锰矿地质调查，初步了解了我国一些锰矿产地及其锰矿石质量，探讨了锰矿床的成因。 大规模的锰矿地质勘查工作是在新中国成立以后。从1950年广西工业厅对桂平木圭锰矿、华东地测处对南京栖霞锰矿、西南工业厅对贵州遵义锰矿进行勘查开始，经过近50年广大地质工作者的努力，到1996年底，全国锰矿地质勘查投入约68亿元，机械岩心钻探工作量约190多万米，累计探明锰矿石648亿t。 我国最早开采的锰矿山是湖北阳新锰矿，始采于1890年，后因质量不佳，不久即行停采。阳新锰矿停采后，汉冶萍煤铁厂矿公司为了解决锰矿原料，于1908年在湖南常宁曲潭设常耒锰矿采运局，开采常宁—耒阳一带锰矿。1913年在湖南湘潭上五都发现锰矿后，1914年即由新组建的裕矿业公司负责开采，到1917年已初具规模，日产锰矿石百余吨，最高年产达3万t，仅1916～1927年的12年间，运销日本八幡制铁所的锰矿石就达143万t（矿石品位不低于45%）。 据查阅资料表明，1949年以前全国曾开采过锰矿的地区有：湖北、湖南、广西、广东、江苏、江西、福建、贵州、河北和辽宁。据不完全统计，从1912年到1945年的33年间，我国共开采锰矿石140万t，年均产量42万t，最高年产743万t（1927年），主要集中于渝、黔、桂、湘、赣、辽、粤、苏8个省（区），合计1358万t，约占全国总产量的968%，其中又以桂、湘两地为最多，占全国总产量的654%。 2015年，贵州省地矿局103地质大队在铜仁市松桃苗族自治县新发现了全隐伏的高地、普觉锰矿(整合)、桃子坪三个超大型锰矿床，其中普觉锰矿(整合)超大型锰矿床新探明锰矿资源量192亿吨，堪称亚洲第一。 选矿方法 我国锰矿绝大多数属于贫矿，必须进行选矿处理。但由于多数锰矿石属细粒或微细粒嵌布，并有相当数量的高磷矿、高铁矿和共（伴）生有益金属，因此给选矿加工带来很大难度。我国常用的锰矿选矿方法为机械选（包括洗矿、筛分、重选、强磁选和浮选），以及火法富集、化学选矿法等。 1、洗矿和筛分 洗矿是利用水力冲洗或附加机械擦洗使矿石与泥质分离。常用设备有洗矿筛、圆筒洗矿机和槽式洗矿机。 洗矿作业常与筛分伴随，如在振动筛上直接冲水清洗或将洗矿机获得的矿砂（净矿）送振动筛筛分。筛分可作为独立作业，分出不同粒度和品位的产品供给不同用途使用。 2、重选 重选只用于选别结构简单、嵌布粒度较粗的锰矿石，特别适用于密度较大的氧化锰矿石。常用方法有重介质选矿、跳汰选矿和摇床选矿。 我国处理氧化锰矿的工艺流程，一般是将矿石破碎至6～0mm或10～0mm，然后进行分组，粗级别的进行跳汰，细级别的送摇床选。设备多为哈兹式往复型跳汰机和6-S型摇床。 3、强磁选 锰矿物属弱磁性矿物〔比磁化系数X=10×10-6～600×10-6cm3/g〕，在磁场强度Ho=800-1600kA/m（10000～20000oe）的强磁场磁选机中可以得到回收，一般能提高锰品位4%～10%。 由于磁选的操作简单，易于控制，适应性强，可用于各种锰矿石选别，锰矿选矿中占主导地位。各种新型的粗、中、细粒强磁机陆续研制成功。国内锰矿套用最普遍的是中粒强磁选机，粗粒和细粒强磁选机也逐渐得到套用，微细粒强磁选机尚处于试验阶段。 4、重-磁选 国内已新建和改建成的重-磁选厂有福建连城，广西龙头、靖西和下雷等锰矿。如连城锰矿重-磁选厂，主要处理淋滤型氧化锰矿石，采用AM-30型跳汰机处理30～3mm的洗净矿，可获得含锰40%以上的优质锰精矿，再经手选除杂后，可作为电池锰粉原料。跳汰尾矿和小于3mm洗净矿径磨至小于1m后，用强磁选机选别，锰精矿品位要提高24%～25%，达到36%～40%。 5、强磁-浮选 采用强磁-浮选工艺仅有遵义锰矿。该矿是以碳酸锰矿为主的低锰、低磷、高铁锰矿。 据工业试验，磨矿流程采用棒磨-球磨机阶段磨矿，设备规模均为φ2100mm×3000mm湿式磨矿机。强磁选采用shp-2000型强磁机，浮选机主要用CHF型充气式浮选机。经过多年生产的考验，性能良好，很适合于遵义锰选矿套用。强磁-浮选工艺流程试验成功并在生产中得到套用，标志着我国锰矿的深选已经向前迈进了一大步。 6、火法富集 锰矿石的火法富集，是处理高磷、高铁难选贫锰矿石一种分选方法，一般称为富锰渣法。其实质是利用锰、磷、铁的还原温度不同，在高炉或电炉中控制其温度进行选择性分离锰、磷、铁的一种高温分选方法。 我国采用火法富集已有近40年的历史，1959年湖南邵阳资江铁厂在94m 3 小高炉上进行试验，并获得初步结果。随后，1962年上海铁合金厂和石景山钢铁厂分别在高炉冶炼出富锰渣。1975年湖南玛瑙山锰矿高炉不但炼出富锰渣，同时还在炉底回收了铅、银和生铁（俗称半钢），为综合利用提供依据。进入80年代以后，富锰渣生产得到迅速发展，先后在湖南、湖北、广东、广西、江西、辽宁、吉林等地都发展了富锰渣生产。 火法富集工艺简单、生产稳定，能有效地将矿石中的铁、磷分离出去，而获得富锰、低铁、低磷富锰渣，这种富锰渣一般含Mn35%～45%，Mn/Fe12～38，P/Mn<0002，是一种优质锰系合金原料，同时也是一般天然富锰矿很难同时达到上述3个指标的人造富矿。因此，火法富集对于我国高磷高铁低锰难选矿而言，是很有前途的一种选矿方法。 7、化学选锰法 锰的化学选矿很多，我国进行了大量研究工作，其中试验较多，较有发展前途的是：连二硫酸盐法、黑锰矿法和细菌浸锰法。尚未付诸工业生产。 人体影响 锰是人体必需的微量元素之一。 人体所摄取的锰在肠道内被吸收，主要分布在肌肉、肾脏和大脑内。锰是人体内多种酶的成分，在细胞代谢中起重要作用，与人体健康关系十分密切。 当食物中锰摄入不足，食物中钙、磷、铁等成分过多干扰了锰的吸收，或消化道疾病干扰了锰吸收，可引起锰缺乏。锰缺乏时可引起下列病变： ①骨质疏松，骨骼畸形，软骨受损，中老年人出现疲劳乏力、腰酸背痛、牙齿早脱、易骨折；儿童生长发育迟缓、骨骼畸形。 ②人体内的过氧化物歧化酶具有抗衰老作用，此酶内含有锰，当锰缺乏时则无抗衰老作用。 ③人体内严重缺锰时可致不孕症，甚至出现死胎、畸形儿等，男性雄性激素分泌减少。 ④大脑正常功能的发挥需要锰，当锰缺乏时可致智力减退，儿童多动症，甚至诱发癫痫和精神分裂症。 生理功能 1．可促进骨骼的生长发育。 2．保护细胞中细粒体的完整。 3．保持正常的脑功能。 4．维持正常的糖代谢和脂肪代谢。 5．可改善肌体的造血功能。 盈缺和健康 锰缺乏症状可影响生殖能力，有可能使后代先天性畸形，骨和软骨的形成不正常及葡萄糖耐量受损。另外，锰的缺乏可引起神经衰弱综合症，影响智力发育。锰缺乏还将导致胰岛素合成和分泌的降低，影响糖代谢。 相关资料 锰中毒 锰是一种灰白色、硬脆、有光泽的金属，锰广泛存在于自然界中，土壤中含锰025%，茶叶、小麦及硬壳果实含锰较多。 接触锰的作业有碎石、采矿、电焊、生产干电池、染料工业等。 锰是正常机体必需的微量无素之一，它构成体内若干种有重要生理作用的酶，正常每天从食物中摄入锰3-9毫克。 职业性锰中毒是由于长期吸入含锰深度较高的锰烟及锰尘而致，慢性锰中毒是职业锰中毒的主要类型。多见于锰铁冶炼、电焊条的制造与电焊作业以及锰矿石的开采、粉碎或干电池的生产等作业的工人。 临床表现：起病缓慢，发病工龄一般5-10年，也有工作20年以上无发病者，这可能与个体敏感有关，早期轻度表现有精神差、失眠、头昏、头痛、无力、四肢酸痛、记忆力减退等症状，有的人易激动、话多、好哭等情绪改变，常有食欲不好、恶心、流涎、上腹不适、 减退或阳萎、多汗等，四肢有时麻木、疼痛、两腿沉重无力。 中度中毒除上述症状外，感觉两腿发沉、苯拙、走路速度减慢、易于跌倒、语言不清、口吃、做精细动作困难。重度中毒以上症状加重，四肢僵直、说知含糊不清，下颌、唇、舌出现震颤；写字试验时字越写越小，叫"书写过小症"；精神症状为自主的哭笔、记忆力减退、智慧型下降。 如被确诊为慢性锰中毒，应脱离锰作业，到医院进行驱锰治疗，驱锰药有依地酸钙、二巯基丁二酸钠，神经衰弱症状用中药调节。 矿山开采、爆破、粉碎、筛选等过程用湿式作业，如水风钻进行钻孔、水封爆破、喷雾降尘减少粉尘飞扬。车间采取机械通风或自然通风，减少空缺陷中锰尘浓度，焊剂、焊条、蓄电池生产过程中拌料、过筛等，采取密闭和吸尘装置，避免锰尘飞扬。加强个人防护，载滤膜口罩，饭前注意清洗，预防性体检，早发现早治疗。 营养角度 锰广泛分布于生物圈内，但是人体内含量甚微。成年人体内锰的总量约为200-400μmol，分布在身体各种组织和体液中。骨、肝、胰、肾中锰浓度较高；脑、心、肺和肌肉中锰的浓度低于20nmol/g；全血和血清中的锰浓度分别为200nmol/L和20nmol/L。锰在线粒体中的浓度高于在细胞浆或其它细胞器中的浓度，所以线粒体多的组织锰浓度较高。 锰的发现 18世纪后半叶，瑞典化学家TO柏格曼研究了软锰矿，认为它是一种新金属氧化物。他曾试图分离出这个金属，却没有成功。舍勒也同样没有从软锰矿中提取出金属，便求助于他的好友、柏格曼的助手——甘英。在1774年，甘英分离出了金属锰。柏格曼将它命名为managnese(锰)。它的拉丁名称manganum和元素符号Mn由此而来。在1913年已经知道锰是动物组织的成分之一，但从1931年才陆续在多种实验动物中发现缺锰的表现，从而确认锰是动物的必需微量元素之一。 食物来源 谷类、坚果、叶菜类富含锰。茶叶内锰含量最丰富。精制的谷类、肉、鱼、奶类中锰含量比较少。动物性食物虽然含量不高，但吸收和存留较高，仍不失锰的良好来源。 代谢吸收 全部小肠都能吸收锰。锰的吸收是一种迅速的可饱和过程，很可能是通过一种高亲和性、低容量的主动运输系统和一个不饱和的简单扩散作用完成的。锰的吸收机制有可能包括两个步骤，首先是从肠腔摄取，然后是跨过黏膜细胞输送，两个动力过程同时进行。在吸收过程中锰、铁与钴竞争相同的吸收部位，三者中任何一个数量高都会抑制另外两个的吸收。锰几乎完全经肠道排泄，仅有微量经尿排泄。吸收的锰经肠道的排泄非常快。 生理功能 锰在体内一部分作为金属酶的组成成分，一部分作为酶的激活剂起作用。 生理需要 成年人的锰的适宜摄入量为35mg/d，最高可耐受摄入量为10mg/d。 工艺方法 1洗矿和筛分 2重选 3强磁选 4重-磁选 5强磁-浮选 6火法富集 7化学选锰法

高炉富锰渣的生产

　　1)高炉冶炼富锰渣特点　高炉冶炼富锰渣工艺流程、主要设备与高炉冶炼生铁、锰铁基本相同，但工艺操作又有显著的特点。主要有：　①在高炉生产的所有产品中，高炉富锰渣冶炼炉温最低。原则上要求炉温控制在保证铁、磷充分还原，锰不还原或少量还原，且液体渣铁能有效分离的温度范围。一般为1250~1350℃，比生铁高炉低100~150℃，比锰铁高炉低200~250℃。　②在所有高炉产品中，高炉富锰渣冶炼炉渣碱度最低。不添加熔剂，自然碱度冶炼，碱度一般小于04　③高炉冶炼富锰渣一般是高负荷，低风温操作。矿石含铁低，风温低，负荷高；矿石含铁高，风温高，负荷低。　④高炉冶炼富锰渣煤气热能和化学能利用较好。　⑤富锰渣冶炼为大渣量冶炼，渣铁比高达3~5t/t，富锰渣的含锰量主要决定于矿石含锰和含铁量，锰回收率可达85%~90%。　⑥入炉原料粒度，一般锰矿5~50mm，冶金焦炭20~80mm。　⑦高炉冶炼富锰渣的煤气分布特点是，边缘气流要稍发展。因富锰渣冶炼渣量大，负荷重。　2)高炉冶炼富锰渣的操作制度　高炉冶炼富锰渣的操作制度包括热制度、造渣制度、装料制度和送风制度。这些制度的正确选择，是高炉顺行和取得良好技术指标的前提。　①热制度,高炉热制度是指控制合理而稳定的炉缸温度。冶炼富锰渣的热制度应符合以下要求：　a有利于铁、磷的充分还原，有利于抑制锰的还原，使产品符合用户要求。　b保证渣铁顺利从高炉排出，渣铁能有效分离，渣中不夹杂铁珠。　c有利于充分利用风温和降低焦比。　冶炼富锰渣的热制度通过焦炭负荷和风温调节。一般是稳定焦炭负荷，调节风温来达到炉缸热制度合适而稳定，在稳定焦炭负荷时应考虑以下因素：　a入炉混合矿含铁量的高低，含铁愈高，负荷应愈低。　b炉渣中锰含量高时，负荷要适当降低。　c焦炭质量的好坏，焦炭中含固定碳愈高，负荷愈高。　d热风温度的高低，热风温度高，负荷愈高。　②造渣制度合理的造渣制度是高炉冶炼有效进行的基础，日常生产中主要通过控制炉渣碱度(nCaO/nSiO2)和其他氧化物含量来控制产品成分和保证高炉冶炼顺利进行。高炉冶炼富锰渣是选择性还原，对炉渣的要求是：　a在高炉冶炼中，铁和锰还原在方向上是一致的，关键是温度和所需的热量不同。铁的还原条件在高炉中容易得到满足，因此炉渣成分选择的重点是有利于抑制锰的还原，提高锰的入渣率。　b因为是低温冶炼，炉渣成分必须保证在低温下有较好的流动性，以利渣铁排放和分离。富锰渣冶炼均采用高MnO的低碱度或自然碱度炉渣,nCaO/nSiO2<04　c当渣中Al2O3大于20%，或 MnO高于58%时，渣的粘度大，流动性较差，甚至造成渣铁分离困难和炉况失常，一般是加萤石来改善炉渣性能。萤石加入量是使渣中CaF2达到2%左右。　③装料制度，装料制度是指料批、料线和装料顺序。它直接关系到高炉的顺行和煤气热能和化学能的利用。　高炉冶炼富锰渣负荷重，炉温低，渣量大，因而料柱良好的透气性和较发展的边缘煤气流是十分必要的。装料制度要特别考虑如下因素。　a有利于高炉顺行。顺行是高炉生产的基础。　b有利于煤气热能和化学能的利用。　c要考虑矿石、焦炭的粒度组成、相对密度、强度、堆角等特点。　富锰渣高炉装料制度是：　a料线：是指大钟开启后大钟下沿至料面的距离。富锰渣高炉要求比较发展的边缘气流，所以料线在炉料碰撞点以上。　b料批：是指每批料矿石的重量。富锰渣高炉一般用较大的料批，料批的大小还要考虑原料的粒度组成、高炉内型，特别是炉喉直径的大小，炉喉直径大，料批也要大些。　c装料顺序：是指矿石、焦炭装入的顺序。矿石先装为正装，加重边缘，反之亦然。富锰渣高炉一般以倒装为主。　料线、料批和装料顺序三者之间既相辅相成，又互相制约。装料制度的调节，主要从炉况顺行、煤气利用是否好、炉喉煤气曲线是否合理来判断。富锰渣高炉较合理的炉喉煤气曲线是边缘CO2较低的双峰曲线。　④送风制度，高炉送风制度决定煤气流的初始分布和炉缸热量的收支，包括风量、风温和风速的确定。在风量、风温一定时，风速决定于风口个数和风口直径(风口的总进风面积)，富锰渣高炉送风制度选择，主要考虑以下条件：　a原燃料条件好，强度高，粒度均匀，粉末少，有利于改善高炉料柱的透气性，可以用较大的风量和较高的风温。　b风口风速要使炉缸活跃，但又不使中心过吹，边缘气流要适当发展又不能使中心堆积。炉缸直径越大，风口风速或鼓风动能也应越大。　c高炉需要发展边缘，则要降低鼓风动能，即风口风速。　调节送风制度，一般调节风口直径和风温，为活跃炉缸和发挥设备能力都力求全风操作。只是在处理炉况必要时，才减风量。使用高风温是降低焦比的重要手段，一般要尽可能把风温用上去。富锰渣高炉的风温也可使用到800~900℃。　富锰渣高炉冶炼的生产技术经济指标见表1。　富锰渣高炉冶炼即不同于高炉冶炼生铁也不同于高炉冶炼锰铁，具有自身的特点。因此在高炉炉型设计上也应充分考虑高炉冶炼富锰渣的特点，为高炉稳定顺行创造可靠的基础。高炉类型的具体要求是：　①富锰渣高炉负荷重，原料粒度小，强度差，因此在炉型设计上应有利于边缘气流发展，炉身角β不宜太大，以80°~85°为宜。　②富锰渣冶炼是大渣量冶炼，渣铁比可达4~5t/t。因此要求有较大的炉缸容积。　③富锰渣冶炼是低温冶炼，下部要抑制锰的还原，炉缸直径也相对要大些，以使高温区不过于集中。　④富锰渣高炉的炉型应是较矮胖型，H/D宜在35左右。　4)高炉冶炼富锰渣的技术进步　高炉富锰渣生产经过几十年的发展，技术也逐步成熟，综合利用和产品方案的革新取得了良好的经济效益和社会效益。　①铅银回收。高炉冶炼富锰渣的产品有富锰渣、高锰高磷生铁和煤气。由于我国大部分铁锰矿都是多金属共生矿，含有较高的铅银等有色金属。在高炉内铅、银均被还原为金属，因而回收利用不但可以缓解对高炉生产的不良影响，还可大大冲减富锰渣的生产成本。　回收的方法是利用铅熔点低，相对密度大，渗透力强，在炉底设集铅槽和排铅口，集铅槽一般在炉底2~3层砖下，成丰字型。当炉基温度大于350℃时，可以开铅口排铅，所得粗铅含铅98%，含银1%，同时还含金等。　②富锰渣和炼钢生铁同步冶炼　富锰渣冶炼主要是处理高铁高磷难选锰矿石，因此得到的副产品是高锰高磷铁，其使用价值大为降低。而我国大部分铁锰矿含磷并不高，一般在01%以下。通过配矿可以得到含磷04%~08%的含锰生铁。生铁中的锰也可以通过冶炼过程的控制来降低。　③渣口喷吹空气冶炼富锰渣　为了提高富锰渣冶炼锰回收率，降低生铁中锰含量。根据硅、锰、铁、磷等元素对氧的亲合力不同，采取向高炉炉缸强制供氧方法，从高炉渣口喷吹压缩空气，使高炉内已被还原的锰、硅重新氧化返回炉渣中，从而提高锰的富集效果，又降低生铁中锰含量。　使用效果是锰回收率提高108%~477%，富锰渣含锰提高065%~129%，副产生铁中锰降到5%以下。

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氧化锰矿石

以风化矿床的次生氧化锰矿石为主，还有某些沉积型和热液型矿床的原生和次生氧化锰矿石。矿石中锰矿物主要是硬锰矿、软锰矿和水锰矿等;脉石主要是硅酸盐矿物，也有碳酸盐矿物;常伴生铁、磷和镍、钴等成分。

氧化锰矿石的选矿方法以重选为主。风化型氧化锰矿石常含大量矿泥和粉矿，生产上采用洗矿一重选方法。原矿经洗矿除去矿泥，所得的净矿，有的可以作为成品矿石，有的需要用跳汰和摇床等再选。洗矿溢流有时也需要用重选或强磁选等方法进一步回收。有的沉积型原生氧化锰矿石，由于开采贫化，生产上采用了重介质和跳汰重选剔除脉石，得到块状精矿。

含铁氧化锰矿石中，铁矿物主要是褐铁矿。铁与锰难以用重选、浮选或强磁选分离，需要采用还原焙烧磁选方法。工业上已采用了洗矿一还原焙烧磁选一重选流程。

碳酸锰矿石

沉积型碳酸锰矿石中，主要锰矿物是菱锰矿、钙菱锰矿、含锰方解石和菱锰铁矿等;脉石有硅酸盐和碳酸盐矿物;也常伴生硫和铁等杂质。矿石一般比较复杂，锰矿物嵌布粒度细到几微米，不易解离，往往难于得到较高的精矿品位。

碳酸锰矿石选矿生产实践较少，研究了强磁选、重介质选矿和浮选等方法。有的沉积型含硫碳酸锰矿石，工业：上采用了炭质页岩、黄铁矿和锰矿物的顺序优先浮选流程。有的热液型含铅锌碳酸锰矿石，采用了浮选一强磁选流程。某些含硫富锰矿石，锰矿物主要是硫锰矿，可以采用焙烧方法除硫。有的富碳酸锰矿石生产上也采用焙烧方法，除去挥发成分，得到成品矿石。

氧化锰和碳酸锰矿石中都含有一些难选矿石，锰与铁、磷或脉石紧密共生，嵌布粒度极细，难以分选，可以考虑用冶炼方法处理。例如，处理高磷高铁锰矿石的富锰渣法，生产活性二氧化锰的硝酸浸出法和生产金属锰的电解法等均已有工业生产。此外，还在研究连二硫酸钙法和细菌浸出法等。

锰钢可以制造自行车的车身、钟表的发条，例如学钢琴的机械节拍器发条、机械闹钟发条、玩具发条、手表发条、古老落地钟、挂钟的发条（也有用重锤提供走时能量的）。 锰钢可以制造铁轨。 锰钢可以做汽车的载荷叠片弹簧减震器、钢板弹簧、汽车的气门弹簧、螺旋弹簧减震器和各种桥梁，土木工程的巨大减震器，抗震器，各种储能器，各种缓冲器，例如火车车厢、载重卡车、普通汽车、自行车、铁轨道岔、火炮的悬挂系统的弹性元件，军械的复位、击发、缓冲、连续发射系统、坦克履带、坦克和飞机的装甲等等。

卷尺、带锯、汽车安全带的复位发条、

就发条类的锰钢而言，大多是难以焊接的。

作为结构（例如网架，桥梁，桁架）的锰钢，有的要保证焊接性能，也可以用铆钉连接而不焊接。

就轴承而言，一般是用铬钢。 锰钢的脾气十分古怪而有趣：如果在钢中加入25—35％的锰，那么所制得的低锰钢简直脆得象玻璃一样，一敲就碎。然而，如果加入13％以上的锰，制成高锰钢，那么就变得既坚硬又富有韧性。高锰钢加热到淡橙色时，变得十分柔软，很易进行各种加工。另外，它没有磁性，不会被磁铁所吸引。现在，人们大量用锰钢制造钢磨、滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等经常受磨的构件，以及铁轨、桥梁等。上海新建的文化广场观众厅的屋顶，采用新颖的网架结构，用几千根锰钢钢管焊接而成。在纵76米、横138米的扇形大厅里，中间没有一根柱子。由于用锰钢作为结构材料，非常结实，而且用料比别的钢材省，平均每平方米的屋顶只用45公斤锰钢。1973年兴健的上海体育馆(容纳一万八千人)，也同样采用锰钢作为网架屋顶的结构材料。在军事上，用高锰钢制造钢盔、坦克钢甲、穿甲弹的弹头等。炼制锰钢时，是把含锰达60一70％的软锡矿和铁矿一起混合治炼而成的。

除了锰钢外，锰钢也是重要的锰合金，锰钢含有30％的锰，具有很好的机械强度。由84％的钢、12％的锰和4％的镍组成的“孟加臬”合金(又名锰镍铜齐)，它的电阻随温度的改变很小，被用来制造精密的电学仪器。

硅锰合金是由锰、硅、铁及少量碳和其它元素组成的合金，是一种用途较广、产量较大的铁合金。硅锰合金是炼钢常用的复合脱氧剂，又是生产中，低碳锰铁和电硅热法生产金属锰的还原剂。硅锰合金可在大、中、小型矿热炉内采取连续式操作进行冶炼。

硅锰合金

分布

硅锰在国内西南地区较多，云南、贵州、广西、湖南。生产硅锰合金的原料有锰矿、富锰渣、硅石、焦炭等。

常见牌号

FeMn68Si18 FeMn65Si17 FeMn60Si14

原料

锰矿、富锰渣、焦炭、硅石、石灰等

用途

硅锰合金主要是作为钢铁生产的脱氧剂和合金剂的中间料，同时也是中低碳锰铁生产的主要原料

生产方法

硅锰合金都是在矿热炉中用炭同时还原锰矿石（包括富锰渣）和硅石中的氧化锰和二氧化硅而炼制生产的。

性能

块状、有银光泽、比重60-64。

[编辑本段]锰矿

储量主要集中在南非、莫桑比克、澳大利亚、俄罗斯、缅甸、加蓬等国，我国的锰矿产地是辽宁、湖南、四川、广西等地区，但是因为品位低，所以每年需要从国外进口大量高品位锰矿搭配使用。 炉锰矿石品位应在30％以上，国内都是贫锰矿，需进口一些富锰矿（大于30％）主要从巴西、加蓬、澳大利亚等国家。据不完全统计，锰矿品位每降低1％，硅锰合金电耗升高135KWh。尽可能提高入炉锰矿石的品位，是提高锰回收率、降低电耗，改善其他各项指标的重要手段。 对于硅石的要求：SiO2>97%,P2O5<002%,粒度10-40mm,不带泥土及杂物。 对于焦炭的要求：固定碳>84％，灰分<;14％，焦炭粒度，一般中小电炉使用3-13mm，大电炉使用5-25mm。 锰硅合金按锰、硅及其杂质含量的不同，分为8个牌号，其化学成分如下表： 牌号 化学成份 /% Mn Si C P S Ⅰ Ⅱ Ⅲ ≤ FeMn64Si27 600～670 250～280 05 010 015 025 004 FeMn67Si23 630～700 220～250 07 010 015 025 004 FeMn68Si22 650～720 200～230 12 010 015 025 004 FeMn64Si23 600～670 200～250 12 010 015 025 004 FeMn68Si18 650～720 170～220 18 010 015 025 004 FeMn64Si18 600～670 170～200 18 010 015 025 004 FeMn68Si16 650～720 140～170 25 010 015 025 004 FeMn64Si16 600～670 140～170 25 020 025 030 005

硅锰合金：

（1）概念：硅锰合金是由锰、硅、铁及少量碳和其它元素组成的合金，是一种用途较广、产量较大的铁合金。硅锰合金是炼钢常用的复合脱氧剂，又是生产中，低碳锰铁和电硅热法生产金属锰的还原剂。硅锰合金可在大、中、小型矿热炉内采取连续式操作进行冶炼。

（2）硅锰在国内西南地区较多，云南、贵州、广西、湖南。生产硅锰合金的原料有锰矿、富锰渣、硅石、焦炭等。

（3）常见牌号：FeMn68Si18 FeMn65Si17 FeMn60Si14

（4）原料：锰矿、富锰渣、焦炭、硅石、石灰等

1、硅锰合金的用途：

硅锰合金主要是作为钢铁生产的脱氧剂和合金剂的中间料，同时也是中低碳锰铁生产的主要原料

2、硅锰合金的生产方法：

硅锰合金都是在矿热炉中用炭同时还原锰矿石（包括富锰渣）和硅石中的氧化锰和二氧化硅而炼制生产的。

3、硅锰合金性能：

块状、有银光泽、比重60-64。

锰矿：

储量主要集中在南非、莫桑比克、澳大利亚、俄罗斯、缅甸、加蓬等国，我国的锰矿产地是辽宁、湖南、四川、广西等地区，但是因为品位低，所以每年需要从国外进口大量高品位锰矿搭配使用。

（5）炉锰矿石品位应在30％以上，国内都是贫锰矿，需进口一些富锰矿（大于30％）主要从巴西、加蓬、澳大利亚等国家。据不完全统计，锰矿品位每降低1％，硅锰合金电耗升高135KWh。尽可能提高入炉锰矿石的品位，是提高锰回收率、降低电耗，改善其他各项指标的重要手段。

对于硅石的要求：SiO2>97%,P2O5<002%,粒度10-40mm,不带泥土及杂物。

对于焦炭的要求：固定碳>84％，灰分<;14％，焦炭粒度，一般中小电炉使用3-13mm，大电炉使用5-25mm。

锰硅合金按锰、硅及其杂质含量的不同，分为8个牌号，其化学成分如下表：

牌号 化学成份 /%

Mn Si C P S

Ⅰ Ⅱ Ⅲ

≤

FeMn64Si27 600～670 250～280 05 010 015 025 004

FeMn67Si23 630～700 220～250 07 010 015 025 004

FeMn68Si22 650～720 200～230 12 010 015 025 004

FeMn64Si23 600～670 200～250 12 010 015 025 004

FeMn68Si18 650～720 170～220 18 010 015 025 004

FeMn64Si18 600～670 170～200 18 010 015 025 004

FeMn68Si16 650～720 140～170 25 010 015 025 004

FeMn64Si16 600～670 140～170 25 020 025 030 005