铁矿和锰矿知识

铁矿和锰矿知识
铁矿
一、名称及定义
在理论上来说，凡是含有铁元素或铁化合物的矿石都可以叫做铁矿石；但是，在工业上或者商业上来说，铁矿石不但是要含有铁的成份，而且必须有利用的价值才行。

二、性状
铁都是以化合物的状态存在于自然界中，尤其是以氧化铁的状态存在的量特别多。

现在将几种比较重要的铁矿石提出来说明：
1、磁铁矿（MagnetITe）是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe3O4，是Fe2O3和FeO的复合物，呈黑灰色，比重大约5.15左右，含Fe72.4％，O27.6％，具有磁性。

在选矿（Beneficiation）时可利用磁选法，处理非常方便；但是由于其结构细密，故被还原性较差。

经过长期风化作用后即变成赤铁矿。

2、赤铁矿（Hematite）也是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe2O3，呈暗红色，比重大约为5.26，含Fe70％，O30％，是最主要的铁矿石。

由其本身结构状况的不同又可分成很多类别，如赤色赤铁矿（Red hematite）、镜铁矿（SPE cular hematite）、云母铁矿（Micaceous hematite）、粘土质赤铁（Red Ocher）等。

3、褐铁矿（Limonite）这是含有氢氧化铁的矿石。

它是针铁矿（Goethite）HFeO2和鳞铁矿（LepidoCRocite）FeO（OH）两种不同结构矿石的统称，也有人把它主要成份的化学式写成mFe2O3．nH2O，呈现土黄或棕色，含有Fe约62％，O27％，H2O11％，比重约为3.6～4.0，多半是附存在其它铁矿石之中。

4、菱铁矿（Siderite）是含有碳酸铁的矿石，主要成份为FeCO3，呈现青灰色，比重在3.8左右。

这种矿石多半含有相当多数量的钙盐和镁盐。

由于碳酸根在高温约800～900℃时会吸收大量的热而放出二氧化碳，所以我们多半先把这一类矿石加以焙烧之后再加入鼓风炉。

5、铁的硅酸盐矿（Silicate Iron）此类矿石是一种复合盐，没有一定的化学式，成份的变化很大，一般呈现深绿色，比重为3.8左右，含铁成份很低，是一种较差的铁矿石。

6、硫化铁矿（Sulphideiron）这种矿石含有FeS2，含Fe只有46.6％而S的含量达到53.4％。

呈现灰黄色，比重大约为4.95～5.10。

由于这种矿石常常含有许多其它较贵重的金属如铜（CoPPer）、镍（Nickel）、锌（Zinc）、金（Gold）、银（Silver）等，所以常被用做他种金属冶炼工业的原料；又由于它含有大量的硫，所以常被用来提制硫磺，铁反而变成了副产品，所以事实上已不能称为铁矿石矣。

三、产地
1、国内
我国铁矿分布主要集中在辽宁、四川、河北、北京、山西、内蒙古、山东、河南、湖北、云南、安徽等、吉林、黑龙江、上海、江苏、浙江、福建、江西、湖南、广东、广西、海南、贵州、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏和新疆等29个省、市、自治区。

2、国外
世界铁矿资源集中在澳大利亚、巴西、俄罗斯、乌克兰、哈萨克斯坦、印度、美国、加拿大、南非等国。

四、品位
铁矿石中，铁元素的含量总和称为铁矿石的品位。

对于赤铁矿（Fe2O3），理论最高品位为70%；
对于磁铁矿（Fe3O4）,理论最高品位为72.4%；
对于菱铁矿（FeCO3），理论最高品位为48.3%；
对于褐铁矿（Fe2O3．H2O），理论最高品位为62.9%。

锰矿
一、概述
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。

二、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。

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。

三、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。

（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％。

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。