但MnO只能在高温下通过碳直接还原成金属,所以冶炼锰铁需要较高的炉缸温度,为此炼锰铁的高炉采用较高的焦比(1600公斤/吨左右)和风温(1000℃以上)!为降低锰损耗,炉渣应保持较高的碱度(CaO/SiO2大于3)!由于焦比高和间接还原率低,炼锰铁高炉的煤气产率和含CO量比炼铁高炉为高,炉顶温度也较高(350℃以上)!富氧鼓风可提高炉缸温度,降低焦比,增加产量,且因煤气量减少可降低炉顶温度,对锰铁的冶炼有显著的改进作用。
其中,富锰矿资源主要分布在南非,加蓬,巴西,澳大利亚等国,而低品位锰矿则分布于乌克兰,印度,格鲁吉亚及缅甸等国!1998年底,澳大利亚锰矿储量3000万吨,占世界总量的4%,储量基础8000万吨,占世界的6%,居第5位.澳大利亚年产锰矿石100万吨左右,占世界总产量的10%以上!主要生产矿山在格鲁特岛上,矿床有证实和概略资源9800万吨,平均含锰47%!巴西巴西是世界上重要的矿业国之一,其锰矿资源及产量在世界上占有重要地位.
电炉冶炼锰铁的还原冶炼有熔剂法(又称低锰渣法)和无熔剂法(高锰渣法)两种。熔剂法原理与高炉冶炼相同,只是以电能代替加热用的焦炭!通过配加石灰形成高碱度炉渣(CaO/SiO2为3~6)以减少锰的损失.无熔剂法冶炼不加石灰,形成碱度较低(CaO/SiO2小于0)、含锰较高的低铁低磷富锰渣。此法渣量少,可降低电耗,且因渣温较低可减轻锰的蒸发损失,同时副产品富锰渣(含锰25~40%)可作冶炼锰硅合金的原料,取得较高的锰的综合回收率(90%以上)!
高纯锰铁
巴西已探明的锰储量达2100万吨,占世界总量的1%,储量基础5600万吨,占世界的12%,主要分布在阿马帕地区,米纳斯吉州和马拉州.卡拉加斯的阿祖尔锰矿床,品位很高,且有高品级的电池锰矿石,可以提供大量的锰矿石;地处西部的乌鲁昆锰矿储量也很大,现已开采.高炉冶炼锰铁一般采用1000米3以下的高炉,设备和生产工艺大体与炼铁高炉相同!锰矿石在由炉顶下降的过程中,氧化锰(MnO2,Mn2O3,Mn3O4)随温度升高,被CO逐步还原到MnO。
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在炼钢中,用作脱氧剂和合金添加剂,是用量较多的铁合金.冶炼锰铁用的锰矿一般要求含锰30~40%,锰铁比大于7,磷锰比小于0!003!冶炼前,碳酸锰矿要先经焙烧,粉矿需经烧结造块。含铁含磷高的矿石一般只能搭配使用,或通过选择性还原炼得低铁低磷的富锰渣.冶炼时用焦炭作还原剂,某些厂也配用瘦煤或无烟煤。辅助原料主要为石灰,冶炼锰硅合金时一般要配加硅石。碳素锰铁国际上一般标准为含锰75~80%,中国为适应锰矿品位低的原料条件,规定了含锰较低的牌号(电炉锰铁含锰65%以上,高炉锰铁含锰50%以上)。
矿石结构复杂、粒度细经对我国锰矿主要产区湖南、广西、贵州、福建、云南的一些锰矿进行工艺矿物学研究,结果表明,绝大多数锰矿床属细粒或微细粒嵌布,从而增加了选别难度!矿床多属沉积或沉积变质型,开采条件复杂我国近80%的锰矿属于沉积或沉积变质型,这类矿床分布面广,矿体呈多层薄层状、缓倾斜、埋藏深,需要进行地下开采,开采技术条件差.适合露天开采的储量只占全国总储量的6%。在炼钢中,用作脱氧剂和合金添加剂,是用量较多的铁合金.