锰矿的软熔性和反应性

锰矿的软熔特性 

由于矿物结构的差别，不同产地的锰矿熔化性能差异很大。矿物的熔化特性对 电炉操作有显著影响。锰矿的熔化温度与化学组成有关。当CaO/AL2O3比为0.5-1时，增加SiO2会提高矿石的熔化温度；当CaO/A2O3比为2时，增加Si02会降低矿石的熔化温度。K2O含量对矿石熔化温度的影响则取决于MnO含量和CaO/AL203比。

炉料中生成液相会影响炉料的运动和导电性能。在1200℃焙烧南非、澳大利亚和巴西矿时即有渣相产生，还原气氛时出现渣相的温度要比氧化气氛低。但无论氧化气氛还是还原气氛在1200℃焙烧巴西锰矿都不会出现渣相产物，渣相在更高的温度才会出现。在1200℃还原气氛中加热这些锰矿都会有金属铁相出现，但不会出现金属锰相。锰矿的熔化特性体现在熔化温度和熔化温度区间两个方面。熔化区间过于狭窄的锰矿不利于使用烧结工艺造块。

MnO的熔化温度为1842℃，试验测定的熔化温度为锰矿中各种固相矿物全部溶入渣相的温度。可以看出MnO开始还原的温度高于熔化开始温度，这说明锰的还原是在液相出现之后才开始的。各种矿石熔化温度的差异与矿石中的MnO 还原过程有关。硅锰合金的冶炼是熔态还原过程。冶炼的特点是金属还原和生成发生在矿石熔化之后。上层炉料的导电性对电炉操作有很大影响，使用比电阻大的矿石有利于减少炉内Δ型回路电流、增大Y型回路电流，使电极易于深插，提高电炉的热效率。

锰矿成渣过早会改变上层炉料导电结构和炉膛温度分布。硅锰合金生产需要添加硅石，含硅酸锰高的锰矿可以带入相当数量的SiO2，从而减少炉渣数量。需要注意的是含SiO2高的锰矿熔化温度较低，成渣较早。初渣中MnO和SiO2的活度低，不利于Mn和Si的还原。与之相反，含CaO和MgO高的锰矿，更适合硅锰合金生产。锰矿中游离的(即不以硅酸盐或硅铝酸盐的形态存在的)氧化锰在熔化时以方锰矿的形式存在，与溶于初渣的氧化锰平衡，渣中氧化锰的活度最大,对锰还原有利。

锰矿石的反应性

锰矿的还原是从高价氧化物向低价氧化物转变的过程，直至生成0价金属锰。锰的还原速度是由温度、还原气氛(即O2分压)和矿石的反应性所决定的。矿石的粒径、气孔率、矿物结构和化学组成均对矿石反应性有较大的影响。

试验表明：锰矿还原速度是由传质控制的，还原气体和反应气体进入和离开反应区的扩散速度决定了反应速度。因此，锰矿的矿物结构和矿石的气孔率对还原速度影响最大。锰矿还原分成两步进行：在1100℃以下主要是高价氧化物向低价氧化物转化，反应速度的控制因素包括CO向矿物颗粒内部扩散速度和CO2穿过产物层向外扩散速度。在第二个阶段反应的限制性因素是锰的氧化物与铁的碳化物的界面反应。

与其他锰矿相比，澳大利亚和加蓬锰矿还原性最好，其次是南非锰矿和加纳碳酸锰矿，南非的半碳酸矿还原性最差。这两种矿物还原的中间产物方铁锰矿(3(Mn，Fe)2O3)比其他褐锰矿的含硅酸盐矿物(3(Mn，Fe)2O3· MnSio3)更容易还原。还原过程中高价氧化物分解产生的低价氧化锰矿具有较高的活性，这是影响锰矿反应活性的主要因素。气孔率高的锰矿比气孔率低的锰矿还原性更好。实践表明，使用高价锰矿比使用同样锰含量的烧结矿更适用于生产高碳锰铁和中低碳锰铁，外加的硅石比硅酸盐在炉内更容易还原生成硅锰。

 

 

 

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