锰矿

锰矿在现代工业中，锰及其化合物应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。

一、矿物原料特征锰是元素周期表中第四周期的第七族元素。

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、硅及碳元素都可以化合。

锰在地球岩石圈中以及硅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、硅酸盐类、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（表3.3.1）。

现就几种常见的锰矿物叙述如下。

表3.3.1常见的含锰矿物t3-3-1.jpgt3-3-1-A.jpg(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4.4～4.7。

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4.2～4.3。

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5.5，比重4.84。

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4.7～5.0。

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3.5～4.5，比重3.6～3.7。

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3.5～4，比重3.9～4.1。

硫锰矿大量出现在沉积变质锰矿床中，是炼锰的矿物原料之一。

二、用途与技术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6～8.5，磷锰比0.002～0.0036；冶炼碳素锰铁，矿石含锰量33％～40％，锰铁比3.8～7.8，磷锰比0.002～0.005；冶炼锰硅合金，矿石含锰量29％～35％，锰铁比3.3～7.5，磷锰比0.0016～0.0048；高炉锰铁，矿石含锰量30％，锰铁比2～7，磷锰比0.005。

表3.3.2是冶金工业部1965年颁发的冶金锰矿石产品技术标准。

表中一级品一般用于电炉生产中、低碳锰铁。

二级品一般用于电炉生产碳素锰铁或锰硅合金，但二级品配富锰渣可用以生产中、低碳锰铁。

三级品配富锰渣可用于电炉碳素锰铁和锰硅合金的生产。

三四级品用于高炉锰铁冶炼，但四级品需配优质矿石或富锰渣。

二三级品还可用于平炉或转炉炼钢的添加剂。

五级品作炼铁配料。

四五级品还可用于富锰渣的生产，锰硅合金的生产多配用富锰渣进行冶炼。

表3.3.2冶金锰矿石产品质量要求(1965年冶金工业部颁标准YB319-65)t3-3-2.jpg（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ＭｎＯ２含量大于50％(表3.3.3)，制硫酸锰时，Ｆｅ≤3％、Ａｌ２Ｏ３≤3％、ＣａＯ≤0.5％、ＭｇＯ≤0.1％；制高锰酸钾时，Ｆｅ≤5％、ＳｉＯ２≤5％、Ａｌ２Ｏ３≤4％。

表3.3.3化工级二氧化锰矿粉标准t3-3-3.jpg表3.3.4放电锰粉技术标准t3-3-4.jpg天然二氧化锰是制造干电池的原料，要求ＭｎＯ２含量越高越好。

对Ｎｉ、Ｃｕ、ＣＯ、Ｐｂ等有害元素一般厂定标准为：Ｃｕ＜0.01％、Ｎｉ＜0.03％、Ｃｏ＜0.02％、Ｐｂ＜0.02％。

矿粉的粒度要小于0.12mm。

表3.3.4是冶金工业部、轻工业部两系统有关企业沿用的标准。

三、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.Ｇ.Ｇａｈｎ）从软锰矿中还原出了金属锰。

锰在钢铁工业上的应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，并发展了电炉脱硅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、南非和加蓬等国。

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6.8亿元，机械岩心钻探工作量约190多万m，累计探明锰矿石6.48亿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14.3万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（表3.3.5），年均产量4.2万t，最高年产7.43万t（1927年），主要集中于桂、湘、赣、辽、粤、苏6个省（区），合计135.8万t，约占全国总产量的96.8％，其中又以桂、湘两地为最多，占全国总产量的65.4％。

表3.3.5 1949年前锰矿石产量（万t）t3-3-5.jpg一、资源状况截至１９９６年底，我国陆地已查明锰矿区２１３处，保有锰矿石储量５.６６亿t，其中Ａ＋Ｂ＋Ｃ级占４０％，为２.２７亿t。

如按矿石平均含锰２１％计算，保有锰金属储量１.１９亿t，其中Ａ＋Ｂ＋Ｃ级０.４８亿t。

据美国矿业局《ＭｉｎｅｒａｌＣｏｍｍｏｄｉｔｙＳｕｍｍａｒｉｅｓ》１９９６年的资料，世界锰矿储量为６.８亿t（锰金属量,下同）、储量基础５０亿t。

其中南非居首位，储量基础４０亿t；往下依次是乌克兰，５.２亿t；加蓬，１.５亿t；澳大利亚，０.７２亿t；巴西，０.５６亿t；格鲁吉亚，０.４９亿t；印度，０.３６亿t。

如以中国的Ａ＋Ｂ＋Ｃ级储量和国外的储量基础相比，中国居于格鲁吉亚之后，印度之前，大约排在第６位。

４０多年来，我国保有锰矿储量增长了近６倍，从１９５５年的９４３７万t增加到了１９９６年的５.６６亿t（表3.3.6）。

表3.3.6中国锰矿历年储量统计表t3-3-6.jpg我国锰矿石资源总量，据１９８７年中国地质科学研究院区划室预测为２７亿t。

需要指出的是，世界洋底锰结核的资源非常丰富。

据估计，整个大洋的锰结核资源约有３万亿t，其中太平洋约有１.７万亿t。

锰结核不仅含锰，而且含丰富的铜、钴、镍T。

大洋底锰结核中锰、铜、钴、镍的储量是陆上相应储量的几十到几千倍。

我国７０年代末开始对洋底锰结核进行调查，到１９８９年底，“向阳红１６号”经过多个航次在太平洋约１５０万km２的国际海域１１３７个测站采样２０００多次，采得多金属结核样品２t多。