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锰铁基础知识
锰铁基础知识手册
第一篇锰铁的分类
一、概述
锰铁是锰与铁的合金。
由于锰与氧、硫亲和力比较大，故锰铁是炼钢生产中钢液的脱氧剂和脱硫剂。
锰能细化钢的晶粒，提高钢的淬火深度，所以锰铁又作为合金元素加入剂。
钢的强度极限随着锰含量的增加而增大，一般情况下每增加1%的锰，强度极限提高10kgf/mm2，钢的塑性极限相应地也得到提高。
当锰含量大于10%时，钢在大气中的抗腐蚀性大大增强；锰还能减轻氧和硫对钢的危害，从而可以提高钢的可锻性和可轧性。
锰铁由电炉冶炼。
高炉锰铁原标准为GB4007高炉锰铁，96年与电炉锰铁合为一个标准，即GB/T3795—96。
锰铁根据其含碳量不同分为三类：
低碳类：
碳不大于0.7%
中碳类：
碳不大于0.7%至2.0%
高碳类：
碳不大于2.0%至8.0%
电炉高碳锰铁：
电炉高碳锰铁是含有少量硅、磷、硫杂质的Mn-Fe-C三元合金，锰铁中锰与铁之和为92%左右，含碳量6%-7%。
高炉高碳锰铁：
高炉法是高碳锰铁生产最早采用的一种方法。
该法以焦炭作为还原剂和热源，白云石或石灰作熔剂，用高炉生产高碳锰铁。
中低碳锰铁：
中低碳锰铁主要是由锰、铁两种元素组成的合金，熔点接近1300℃，密度7.2-7.3g/cm3;按照其含碳量的不同，中低碳锰铁可分为含碳量小于0.7%的低碳锰铁和含碳量0.7%-2.0%的中碳锰铁。
二、用途
电炉高碳锰铁主要用于炼钢作脱氧剂、脱硫剂及合金添加剂，另外随着中低碳锰铁生产工艺的进步，高碳锰铁还可应用于生产中低碳锰铁。
高炉高碳锰铁：
用于炼钢作脱氧剂或合金元素添加剂。
中低碳锰铁：
中低碳锰铁广泛应用于特殊钢生产，是炼钢的重要原料之一；同时也应用于电焊条的生产。
三、牌号和化学成分
根据GB/T3795—96规定，锰铁按锰及杂质元素含量的不同分为14个牌号，其化学成分应符合表6-6-23和表6-6-24的规定。
表6-6-23电炉锰铁化学成分（电炉锰铁按锰及杂质含量的不同，分为9个牌号）
类别
牌号
化学成分,%
Mn
C
Si
P
S
I
II
I
II
不大于
低碳
锰铁
FeMn88C0.2
85.0～92.0
0.2
1.0
2.0
0.10
0.30
0.02
FeMn84C0.4
80.0～87.0
0.4
1.0
2.0
0.15
0.30
0.02
FeMn84C0.7
80.0～87.0
0.7
1.0
2.0
0.20
0.30
0.02
中碳
锰铁
FeMn82C1.0
78.0～85.0
1.0
1.5
2.5
0.20
0.35
0.03
FeMn82C1.5
78.0～85.0
1.5
1.5
2.5
0.20
0.35
0.03
FeMn78C2.0
75.0～82.0
2.0
1.5
2.5
0.20
0.40
0.03
高碳
锰铁
FeMn78C8.0
75.0～82.0
8.0
1.5
2.5
0.20
0.33
0.03
FeMn74C7.5
70.0～77.0
7.5
2.0
3.0
0.25
0.38
0.03
FeMn68C7.0
65.0～72.0
7.0
2.5
4.5
0.25
0.40
0.03
表6-6-24高炉锰铁化学成分（高炉锰铁按锰及杂质含量的不同分为5个牌号）
类别
牌号
化学成分,%
Mn
C
Si
P
S
I
II
I
II
不大于
高碳锰铁
FeMn78
75.0～82.0
7.5
1.0
2.0
0.30
0.50
0.03
FeMn74
70.0～77.0
7.5
1.0
2.0
0.40
0.50
0.03
FeMn68
65.0～72.0
7.0
1.0
2.5
0.40
0.60
0.03
FeMn64
60.0～67.0
7.0
1.0
2.5
0.50
0.60
0.03
FeMn58
55.0～62.0
7.0
1.0
2.5
0.50
0.60
0.03〖
从别的网站找到的标准（版本二）：
国际锰铁标准
产品名称
代号
化学成分
Mn
C
Si
P
S
N
＞
≤
≤
＞
≤
高碳锰铁
FeMn75C80VHP
70-82.0
2.0
0.50
0.030
FeMn75C80HP
0.35
FeMn75C80MP
0.25
FeMn75C80LP
0.15
FeMn75C80VLP
0.10
中碳锰铁
FeMn80C20
75.0-85.0
1.5
2.0
2.0
0.35
0.030
FeMn80C20LP
1.5
2.0
0.2
FeMn80C15
1.0
1.5
0.35
FeMn80C15LP
1.0
1.5
0.20
FeMn80C10
0.5
1.0
0.35
FeMn80C10LP
0.5
1.0
0.20
FeMn90C20
＞85.0-95.0
1.5
2.0
2.0
0.35
0.030
FeMn90C20LP
1.5
2.0
0.20
FeMn90C15
1.0
1.5
0.35
FeMn90C15LP
1.0
1.5
0.20
FeMn90C10
0.5
1.0
0.35
FeMn90C10LP
0.5
1.0
0.20
低碳锰铁
FeMn80C05
75.0-85.0
0.1
0.5
2.0
0.30
0.030
FeMn80C05LP
0.1
0.5
0.15
FeMn80C01
0.1
0.30
FeMn80C01LP
0.1
0.15
FeMn90C05
＞85.0-95.0
0.1
0.5
2.0
0.30
0.030
FeMn90C05LP
0.1
0.5
0.15
FeMn90C01
0.1
0.30
FeMn90C01LP
0.1
0.15
含氮锰铁
熔炼FeMn80C05N2
≥80.0
0.1
0.5
2.0
0.15
0.030
1.5
2.5
烧结FeMn70C05N5
≥69.0
0.1
0.5
0.30
0.15
4.0
8.0
烧结FeMn70C10N5
≥69.0
0.5
2.0
0.35
0.20
4.0
8.0
四、物理状态
铁一般以块状交货，也可以粒状交货，其供货粒度应符合下表的规定。
锰铁粒度规格
等级
粒 度（mm）
偏 差,%
筛上物
筛下物
不大于
1
20～250
中低碳类
10
高碳类
8
2
50～150
5
5
3
10～50
5
5
4*
0.097～0.45
5
30
*中碳锰铁粉剂
从别的网站找到的标准（版本二）：
锰铁的颗粒粒度
等级
粒度范围/㎜
过细粒度
过粗粒度（最大）/%
总量
3.15㎜
1
100-315
15
5
10
在两个或三个方向上，不得有超过规定粒度范围最大限值×1.15的粒度
2
25-200
15
7
3
10-100
15
7
4
3.15-50
7
7
5
3.15-25
7
6
＜3.15
五、检验标准
1、质量检查和验收。
产品的质量检查和验收应符合GB/T3650—95《铁合金验收、包装、储运、标志和质量证明书的一般规定》的要求。
2、组批。
锰铁含锰波动在4%范围内的同牌号同组级的归为一批交货。
3、取样。
化学分析用试样的采取，按GB/T4010—94《铁合金化学分析用试样采取和制备》进行。
（1）取液体样：
在铁水浇铸1/2时，用洁净的铁质样勺接取液体样，或从中间的一个锭模中部自下向上采取液体样。
每炉取样应不少于0.2kg。
（2）固体取样：
在中间合金锭上沿对角线三分线段的中点取柱状金属块。
然后在这些金属块的上、中、下部位各取一个小样。
每个小样重量应大约相等。
取样总量不少于该炉总重量的0.03％。
4、取样验证
（1）大堆取样验证：
批量不足10t时,应从不同部位随机采取不少于15个小样；批量为10t以上、不足30t时，应从不同部位随机采取不少于25个小样；批量为30t以上时，应从不同部位随机采取不少于30个小样。
每个小样重量应大约相等，其块度不小于20*20mm。
取样总量应不少于批量的0.03％。
所取小样应全部破碎至10mm以下，用四分法缩分至1·2kg，混匀后分成两等份，一份制样作分析用，一份作保留样。
（2）包装验证取样：
每批应随机选取不少于10％的包装件。
在每件总随机采取重量大约相等一块小样，其块度不小于20*20mm，小样总数不得少于12个，最多30个。
所取小样应全部破碎至10mm以下，用四分法缩分至1·2kg，混匀后分成两等份，一份制样作分析用，一份作保留样。
5、制样。
化学分析试样的制备按GB/T4010—94《铁合金化学分析用试样采取和制备》进行。
6、化学分析方法：
相应各元素按下列进行检验：
GB7730.1—87电位滴定法测定锰量；GB7730.2—87高氯酸脱水重量法测定硅量；GB7730.3—97碱量滴定法测定磷量；GB7730.4—87钼蓝分光光度法测定磷量；GB7730.5—88红外线吸收法测定碳量；GB7730.6—88气体容量法测定碳量；GB7730.7—88重量法测定碳量；GB7730.8—88红外线吸收法测定硫量。
7、粒度测定。
粒度测定采用GB/T13247—91。
六、包装、储运、标志和质量证明书
1、中、低碳锰铁应采用桶装、集装箱包装，包装箱外应有明显的标志。
高碳锰铁可采用散装。
袋装和集装箱包装，采用袋装，集装箱包装时，包装物外面应有明显的标志。
2、储运，标志和质量证明书。
产品的储运，标志和质量证明书应符合GB/T3650—95。
第二篇锰铁的冶炼
一、高炉冶炼
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，高价的氧化锰（MnO2，Mn2O3，Mn3O4）随温度升高，被CO逐步还原到MnO。
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1.3）。
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。
二、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1.3～1.6）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1.0）、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）。
现代工业生产大多采用无熔剂法冶炼碳素锰铁，并与锰硅合金和中、低碳锰铁的冶炼组成联合生产流程。
现代大型锰铁还原电炉容量达40000～75000千伏安，一般为固定封闭式。
熔剂法的冶炼电耗一般为2500～3500千瓦•时/吨，无熔剂法的电耗为2000～3000千瓦•时/吨。
锰硅合金用封闭或半封闭还原电炉冶炼。
一般采用含二氧化硅高、含磷低的锰矿或另外配加硅石为原料。
富锰渣含磷低、含二氧化硅高是冶炼锰硅合金的好原料。
冶炼电耗一般约3500～5000千瓦•时/吨。
入炉原料先作预处理，包括整粒、预热、预还原和粉料烧结等，对电炉操作和技术经济指标起显著改善作用。
三、电炉精炼
中、低碳锰铁一般用1500～6000千伏安电炉进行脱硅精炼，以锰硅、富锰矿和石灰为原料，其反应为：
MnSi＋2MnO＋2CaO─→3Mn＋2CaO•SiO2
采用高碱度渣可使炉渣含锰降低，减少由弃渣造成的锰损失。
联合生产中采用较低的渣碱度（CaO/SiO2小于1.3）操作，所得含锰较高（20～30％）的渣用于冶炼锰硅合金。
炉料预热或装入液态锰硅合金有助于缩短冶炼时间、降低电耗。
精炼电耗一般在1000千瓦•时左右。
中、低碳锰铁也用热兑法，通过液态锰硅合金和锰矿石、石灰熔体的相互热兑进行生产。
四、吹氧精炼
用纯氧吹炼液态碳素锰铁或锰硅合金可炼得中、低碳锰铁。
此法经过多年试验研究，于1976年进入工业规模生产。
（ 摘自《全球铁合金网》）
第三篇锰矿资源分布
一、全球锰矿资源概况
加蓬
加蓬锰矿资源丰富。
锰矿储量和储量基础分别为4500万吨和15000万吨，分别占世界总量的6。
6%和3%。
近年年产量均在90万吨左右，占世界总量的12%左右。
加蓬位于非洲中西部，由于曾是法国的殖民地，独立后一直奉行亲西方的开放政策，与我国有着友好的关系。
加蓬经济发展比较顺利，政策适宜，是非洲政局平稳的少数国家之一。
加蓬政府欢迎外国资本进入工商业，包括采矿领域。
根据1989年颁布的投资法，在加蓬建立企业，不论是国内企业还是外国企业，在一定条件下，减收关税和其他税。
除财政方面的优惠外，该法令提供了优惠待遇，合格的企业在与外国竞争中受到保护，并可在进口物资分配，公共信贷和政府合同方面享受优先权。
在加蓬投资的外国公司，必须将不少于公司资本10%的股份出售给加蓬国民。
非加蓬的公司或个人不得在加蓬拥有土地。
澳大利亚
世界锰矿资源丰富。
据统计，1999年世界锰（金属）储量6.8亿吨，储量基础50亿吨，可供全球开采600年以上。
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4.4%，储量基础8000万吨，占世界的1.6%，居第5位。
目前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49.7%。
澳大利亚执行鼓励外商投资的政策。
上个世纪80年代中期以来，澳大利亚放宽了对外国资本的限制，并逐步实行使外国投资自由化的政策。
政府欢迎并鼓励符合本国需要的外国直接投资，包括私人投资，重点是发展外向型企业，以提高国际竞争力和创造就业机会。
政府希望引进长期性开发资本。
澳大利亚的税收政策包括：
外资公司目前的所得税率为39%，但是如果驻澳子公司从国外借款，借款利息应缴的预扣税仅为10%。
关税政策：
澳大利亚于1966年成为对发展中国家实施关税优惠的第一个国家，受惠产品包括大多数应纳关税的制成品，半制成品以及经过实质性加工的初级产品。
澳仅对少数产品实行配额限制，其大多数产品的关税优惠率比最惠国税率（澳称协定税率）还要低，现在的优惠幅度一般为5%（或以上）的大部分产品。
凡协定税率低于5%的，普惠制税率则免税。
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。
巴西已探明的锰储量达2100万吨，占世界总量的3.1%，储量基础5600万吨，占世界的1.12%，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。
为了改善矿业投资环境，1995年巴西政府调整了矿业法。
主要变化包括：
取消矿业项目对外资股权的限制，鼓励外资进入巴西矿业，鼓励个体采矿及推行矿业部门私有化等。
这为我国资本购买巴西锰矿山股权提供了机遇。
其他重要政策变化还有巴西进口关税从1990年的28%下降到约14%，对大多数国内产品和进口制成品的工业产品税及联邦税确定为0%-5%，外国投资者的利润允许汇出。
另外规定，非巴西籍的个人收入所得税税率为25%，公司所得税税率为25%，红利税税率为25%，州政府的营业税为7%-25%，联邦政府为0%-25%。
南非
1999年，南非锰矿储量37亿吨（金属量，下同），占世界总量的54.4%，储量基础为40亿吨，占世界的80%，均居世界第一位。
南非的锰矿分为化学级和冶金级两大类。
主要矿区有两个:
一个在开普省北部，分为波斯特马斯堡矿田和卡拉哈里矿田，矿层产于德兰士瓦系变质岩中，为碧玉铁质岩型矿床，是南非目前主要的锰矿区，以生产冶金级锰矿为主;另一个矿区在德兰士瓦省西部，以生产化学级锰矿为主。
南非锰矿地质条件好，生产成本低。
近年南非锰矿产量均在130万吨/年（金属量）以上，占世界总量的17%。
南非的矿业以自由企业和市场驱动为基础，政府对这些部门的参与程度很低。
在南非，矿产地和矿业生产主要由5大矿业集团操纵，随着矿业全球化的迅速发展和对南非制裁的结束，南非的各大矿业公司都进行了机构调整和资产重组。
南非实行鼓励外商投资的政策：
出口促进政策：
实施奖励办法促进出口，减少关税壁垒。
吸引外国投资的优惠政策:
鼓励国内及国外的投资者到都会区域以外的地区投资，并实行5年免税。
南非对于外国人投资没有出资比例的限制，并有产品行销市场的自由。
南非政府欢迎外国人收购或在南非置产以刺激不动产市场。
投资者在投资批准后，其执行股东及重要管理人员可以立即申请永久居留。
税收政策：
矿业公司的所得税率为50%~57.5%。
增值税税率为10%。
南非为鼓励在工业方面投资，对制造厂商实行某些税收减免，对制成品出口更有优惠。
二、我国锰矿资源概况
资源特点
纵观我国锰矿类型、资源分布、地质特征，以及技术经济条件，有如下几个特点：
1、锰矿资源分布不平衡
虽然我国有21个省、市、自治区查明有锰矿，但大多分布在南方地区，尤以广西和湖南两省、区为最多，占全国锰矿储量的56%，因而在锰矿资源开采方面形成了以广西和湖南为主的格局。
2、矿床规模多为中、小型
我国213处锰矿区中，大型只有7处，其余均为中、小型矿床，这就难以充分利用现代化工业技术进行开采，历年来，80%以上锰矿产量来自地方中、小矿山及民采矿山。
3、矿石质量较差，且以贫矿为主
我国锰矿储量中，富锰矿（氧化锰矿含锰大于30%、碳酸锰矿含锰大于25%）储量只占6.4%，而且有部分富锰矿石在利用时仍需要工业加工。
贫锰矿储量占全国总储量的93.6%。
由于锰矿石品位低、含杂质高、粒度细，技术加工性能不理想。
4、矿石物质组分复杂
高磷、高铁锰矿石，以及含有伴（共）生金属和其他杂质的锰矿石，在我国锰矿储量中占有很大的比例，如南方震旦纪“湘潭式”锰矿约有１亿吨以上的储量属于高磷难用锰矿。
5、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。
6、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%。
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