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一般采用1000米3以下的高爐,設備和生產工藝大體與煉鐵高爐相同。錳礦石在由爐頂下降的過程中,的氧化錳(MnO2,Mn2O3,Mn3O4)隨溫度升高,被CO逐步還原到MnO。此法渣量少,可降低電耗,且因渣溫較低可減輕錳的蒸發(fā)損失,同時副產品富錳渣(含錳25~40%)可作冶煉錳硅合金的原料,取得較高的錳的綜合回收率(90%以上)。但MnO只能在高溫下通過碳直接還原成金屬,所以冶煉錳鐵需要較高的爐缸溫度,為此煉錳鐵的高爐采用較高的焦比 (1600公斤/噸左右)和風溫(1000℃以上)。為降低錳損耗,爐渣應保持較高的堿度(CaO/SiO2大于1.3)。
在硅錳合金粉末冶煉過程中對各種原料的粒度有一定要求,如果各種原料的粒度太小,冶煉過程中會影響透氣性,進而影響到傳熱過程,導致冶煉過程的化學反應不完全。硅錳合金是由錳、硅、鐵及少量碳和其它元素組成的合金,是一種用途較廣、產量較大的鐵合金。原料的粒度過小,在冶煉爐中的強氣流下會導致大量粉塵,不僅會引起環(huán)境污染,還會損失原材料。
粉塵含有錳,如果丟棄這些大量粉塵,不僅會污染環(huán)境,也會浪費緊缺的錳資源,因此必須對它們回收利用。把粒度細小的錳礦和粉塵回收,用作錳及錳合金冶煉的原料,不僅可以保護環(huán)境,還能開發(fā)有限的錳資源。
錳是元素周期表第四周期的第七組元素。錳非常容易在空氣中氧化。在加熱條件下,粉末錳可與氯,磷,硫,硅和碳結合。硅錳合金是在礦熱爐中用炭同時還原錳礦石和硅石中的氧化錳和二氧化硅而煉制生產的。自然界中已知有約150種含錳礦物,它們是氧化物,碳酸鹽,硅酸鹽,硫化物,硼酸鹽,鎢酸鹽,磷酸鹽等。然而,錳含量較高的礦物質不多。下面我們來看看錳鐵合金粉末原料-錳礦與鐵礦。
幾種常見的錳礦物如下所述。錳礦單斜晶系,稀有晶體,和葡萄狀聚集體,也以致密塊狀和樹枝狀形式存在。顏色和條紋是黑色的。半金屬光澤。錳是鋼的基礎元素,鋼和鑄鐵幾乎都含錳,不同的鋼材中所含的錳量也是各不相同。硬度為4至6,比重為4.4至4.7。硬錳礦主要是外部生成因子。它存在于錳沉積物的氧化區(qū)和沉積的錳沉積物中。它也是錳礦石中常見的錳礦物,也是錳冶煉的重要礦物原料。
錳的另一重要化合物是KMnO4。KMnO4是紫色針狀晶體。只要加入一點兒KMnO4,便足以使一大桶水變成紫色。KMnO4是很強的氧化劑,能殺菌。在公共場所的茶缸旁,常放著一桶紫色的消毒用水,人們稱之為“灰錳水”,其實,這就是KMnO4溶液,濃度為千分之一。錳鐵為細化晶粒、均勻組織及消除內應力,鑄鋼件必須進行正火或退火處理。不過,這種水不能喝進肚里,因為它有催吐作用,在醫(yī)學上用作洗胃劑和催吐劑。在分析化學上,KMnO4常用作氧化劑,KMnO4法便是用它作滴定液進行化學分析的。KMnO4被還原后,常變成二氧化錳。“灰錳水”用完后,底下常有些黑色的殘渣,那便是二氧化錳。