锰铁

锰和铁组成的铁合金

锰铁：锰和铁组成的铁合金。主要分类：高碳锰铁（含碳为7%）、中碳锰铁（含碳1.0~1.5%）、低碳锰铁（含碳0.5%）、金属锰、镜铁、硅锰合金。

国家标准

范围

本标准规定了锰铁的产品分类、技术要求、验收规则、检验规则、包装、储运、标志和质量证明书。

本标准适用于炼钢、铸造用脱氧剂和合金元素添加剂的锰铁。

引用标准

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可适用这些文件的最新版本，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 3650 铁合金验收、包装、储运、标志和质量证明书的一般规定

GB/T 4010 铁合金化学分析用试样的采取和制备

GB 7730.1 锰铁及高炉锰铁锰含量的测定电位滴定法和硝酸铵氧化滴定法

GB 7730.2 锰铁及高炉锰铁硅含量的测定高氯酸脱水重量法

GB 7730.3 锰铁化学分析方法磷量的测定

GB 7730.5 锰铁及高炉锰铁化学分析方法红外线吸收法测定碳含量

GB 7730.6 锰铁及高炉锰铁化学分析法气体容量法测定碳量

GB 7730.7 锰铁及高炉锰铁化学分析方法重量法测定碳量

GB 7730.8 锰铁及高炉锰铁化学分析方法红外线吸收法测定硫含量

GB 7730.9 锰铁及高炉锰铁化学分析方法燃烧中和滴定法测定硫量

GB/T 13247 铁合金产品粒度的取样和检测方法

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相关资料

在炼钢中，用作脱氧剂和合金添加剂，是用量最多的铁合金。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）。冶炼碳素锰铁过去主要用高炉，随着电力工业的发展，用电炉的逐渐增多。西欧和中国用高炉为主，挪威、日本都用电炉，苏联、澳大利亚、巴西等国新建锰铁工厂也采用电炉。

锰矿资源

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%。年产量均在90万吨左右，占世界总量的12%左右。

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。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%。

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。

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%。

冶炼方法

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。

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见图。

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。

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《全球铁合金网全球铁合金网全球铁合金网全球铁合金网》

技术情况

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。

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