yandex.metrica
Ферромарганец

Марганцевые руды и свойства марганца

Марганцевые руды и их подготовка к плавке

Марга­нец занимает по распространенности на земле 12-е место среди других элементов, его содержание в земной коре составляет 9·10-2 %. Марганец входит в состав большого числа минералов, но руды промышленного значения об­разуют лишь немногие минералы.

В марганцевых рудах (концентратах), используемых при выплавке сплавов марганца, содержание марганца должно быть не менее 47% при отношении Mn:Fe>8; содержание кремнезема при этом должно быть не менее 11%, а фосфора — не более 0,17%. Для выплавки сили­комарганца применяют руды с более высоким содержа­нием кремнезема.

На основании данных промышленных исследований Днепропетровским металлургическим институтом разработаны требования, предъявляемые к марганцевым концентратам (35—50% Mn) для электроферросплавного производства, которые кратко могут быть сформули­рованы следующим образом: удельное содержание фо­сфора (отношение P/Mn) в оксидных концентратах для выплавки товарного силикомарганца (СМн14, СМн17 и СМн20) должно составлять для концентратов с содержанием 35 и 50% Mn соответственно 0,002 и 0,004; удель­ное содержание фосфора в карбонатных концентратах (шихтах) для выплавки ферромарганца должно состав­лять также 0,002 и 0,004 при содержании марганца в концентратах (шихтах) 30 и 48% соответственно.

В связи с ограниченностью запасов высококачествен­ных руд все большее значение приобретает использование бедных руд. Поэтому широко внедряют различные мето­ды обогащения, удаления фосфора и обескремнивания руд. Для окускования пылеватых руд и концентратов разрабатывают методы агломерации, брикетирова­ния и окатывания.

В настоящее время в ферросплавной промышленности основным способом дефосфорации и одновременного обогащения и окускования марганцевых руд и концент­ратов являются различные варианты электрометаллургического метода, основанного на различии химического сродства марганца и фосфора к кислороду.

Физико-химические свойства марганца и его соедине­ний

Марганец — металл серебристого цвета, переходный элемент VIIB группы периодической системы, обладаю­щий следующими свойствами:

  • Атомная масса: 57,94
  • Плотность, г/см3: 7,4
  • Температура плавления: 1244°С
  • Температура кипения: 2095°С
  • Теплота плавления, кал/г·атом: 3500

В жидком состоянии железо и марганец взаимно ра­створимы, химических соединений они не образуют (рис. 52). Сплавы железа с 75—85% Mn легкоплавки, температура плавления их ~1380° С. С углеродом мар­ганец образует ряд карбидов: Mn6C3, Mn3C и др. Извест­ны силициды марганца: Mn2Si, MnSi, Mn2Si3. Наиболее прочным из них является MnSi (рис. 53). Поскольку си­лицид марганца прочнее карбида, то с увеличением со­держания кремния в сплаве содержание углерода снижа­ется.

Диаграмма состояния системы Fe—Mn Диаграмма состояния системы Fe—Si

С кислородом марганец образует четыре ок­сида: MnO2, Mn2O3, Mn3O4 и MnO. Из них наиболее прочен MnO, температура диссоциации которого выше 3000° С. Известны несколько фосфидов марганца, в том числе Mn5P2, а также сульфиды MnS и MnS2. Сульфид марганца MnS — прочное химическое соединение и имеет очень малую растворимость в твердом и жидком мар­ганце. С азотом марганец образует нитрид MnN.