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軟錳礦

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軟錳礦(pyrolusite),成分二氧化錳,是一種常見的錳礦物。軟錳礦含錳為63.19%,是重要的錳礦石。軟錳礦非常軟,它的顏色為淺灰到黑,具有金屬光澤。軟錳礦一般為塊狀或腎狀或土狀,有時具有放射纖維狀形態。有趣的是有些軟錳礦還呈現出一種樹枝狀附於岩石面上,人稱假化石。軟錳礦是其他錳礦石變成的,在沼澤、湖海等形成的沉積物中也可以形成軟錳礦。
中文名
軟錳礦
外文名
pyrolusite
化學式
MnO2
顏    色
鋼灰至黑色,條痕藍黑至黑色
光    澤
半金屬光澤
晶    系
斜方晶系
斷    口
不平坦
硬    度
隨形態和結晶程度而異
密    度
4.7~5.0g/cm3

軟錳礦簡介

軟錳礦,成分二氧化錳,是一種常見的錳礦物。軟錳礦含錳為63.19%,是重要的錳礦石。軟錳礦非常軟,它的顏色為淺灰到黑,具有金屬光澤。軟錳礦一般為塊狀或腎狀或土狀,有時具有放射纖維狀形態。有趣的是有些軟錳礦還呈現出一種樹枝狀附於岩石面上,人稱假化石。軟錳礦是其他錳礦石變成的,在沼澤、湖海等形成的沉積物中也可以形成軟錳礦。

軟錳礦物化性質

軟錳礦圖冊
軟錳礦圖冊(5張)
軟錳礦是主要含錳礦物之一,常與硬錳礦共生。斜方晶系,晶體呈細柱狀或針狀;通常呈塊狀、粉末狀集合體。鋼灰至黑色,條痕藍黑至黑色,半金屬光澤。斷口不平坦。硬度隨形態和結晶程度而異,呈顯晶者為5~6,呈隱晶或塊狀集合體者降為1~2。密度4.7~5.0g/cm3。能污手、性脆。加過氧化氫劇烈起泡放出大量氧氣;緩慢溶於鹽酸放出氯氣,並使溶液呈淡綠色。軟錳礦主要由沉積作用形成。

軟錳礦質量標準

錳礦石按工業用途分為冶金錳礦石和化工錳礦石,後者為氧化錳礦中較純的軟錳礦。化工用二氧化錳礦粉質量應符合黑色冶金行業標準YB/T5084—2005:錳礦粉含量以幹礦品位計算,按含MnO2≥75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%分別定為特級、一級至六級共七個品級。產品通過0.125mm目篩的篩下重量應占總重量的95%以上,如果需方有不同要求以及對產品的雜質成分及其含量要求,均由供需雙方議定。產品的濕存水以供方包裝時的檢驗結果為準,應不大於4%。濕存水以供方包裝時的檢驗結果為準。
二氧化錳不成鹽氧化物氧化性, 和濃HCl 作用以製取氯氣: MnO2 +4HCl=MnCl2 +Cl2 +2H2O 。二氧化錳用於乾電池、玻璃和陶瓷的着色劑、制錳等。化學式MnO 2 。黑色斜方晶體。天然存在的二氧化錳是軟錳礦。它是強氧化劑,不能與有機物或其他還原性物質如硫、硫化物、磷化物等一起加熱或摩擦。二氧化錳可用於製造乾電池和塗料;在搪瓷、玻璃釉藥、陶瓷等方面做黑色或紫色顏料;在橡膠工業中用作催化劑;加在含玻璃中可去掉綠色;還可制錳化合物
MnO2  一種重要的無機鹽工業產品。黑色或灰黑色晶體或無定形粉末。不溶於水,高温下與碳反應生成金屬錳。是兩性物質,具有良好的吸附性能和較強的氧化能力。

軟錳礦化學資料

軟錳礦 軟錳礦
化學式:MnO 2 ;分子質量:86.94
性狀:黑色無定形粉末,或黑色斜方晶體
沸點:535 °C 分解
熔點:390 °C
相對密度:5.026 (水=1 )
溶解性:不溶於水、硝酸、冷硫酸,溶於冷鹽酸而產生氯
危險性:強氧化劑,本身不燃燒,但助燃,不要和易燃物放置一起
毒性:急性毒性、慢性中毒、誘變性、致癌性、致畸性。

軟錳礦性質結構

軟錳礦 軟錳礦
MnO2分子質量為86.94;黑色無定形粉末,或黑色斜方晶體;在535°C分解;390°C溶解;相對密度為5.026(水=1);不溶於水、硝酸、冷硫酸,溶於冷鹽酸而產生氯;強氧化劑,本身不燃燒,但助燃,不要和易燃物放置一起;急性毒性、慢性中毒、誘變性、致癌性、致畸性。二氧化錳兩性氧化物氧化性,和濃HCl作用以製取氯氣:MnO2 +4HCl=MnCl2 +Cl2 +2H2O。二氧化錳在酸鹼介質中是一種強氧化劑。與濃硫酸反應有氧氣生成;與濃鹽酸反應有氯氣生成。二氧化錳與熔融苛性鉀在空氣中反應生成錳酸鉀(K2MnO4)。
MnO2具有α(四方)、β(四方)、γ(斜方)三種變體。軟錳礦即β-MnO2。常含少量吸附水。鹼或鹼土金屬、Fe2O3、SiO2等可作為混入物存在。四方晶系,a0=0.439nm,c0=0.286nm;Z=2。金紅石型結構。復四方雙錐晶類,D4h-4/mmm(L44L25PC)。晶體成柱狀或近等軸狀,但少見。有時呈針狀、棒狀、放射狀集合體,也有呈煙灰狀者。
鋼灰色至黑色,表面常帶淺藍的金屬錆色。條痕藍黑至黑色,其它錳的氧化物則常具褐至褐黑色條痕。半金屬光澤;不透明。解理完全。斷口不平坦。硬度顯晶者6~6.5;隱晶或塊狀集合體可降至1~2,能污手。性脆。相對密度4.7~5.0。高價錳的氧化物主要見於沿岸相的沉積錳礦牀和風化礦牀中。在礦牀氧化帶和岩石風化殼,可形成風化成因的錳帽,最主要礦物是硬錳礦、軟錳礦及錳鐵礦等。低價錳礦物在氧化帶可變為在氧化環境下最穩定的軟錳礦。以其晶形、解理、條痕和硬度與其它黑色錳礦物相區別。重要的錳礦石礦物

軟錳礦分類介紹

軟錳礦四方晶系

晶體呈細柱狀或針狀,通常呈塊狀、粉末狀集合體。顏色和條痕均為黑色。光澤和硬度視其結晶粗細和形態而異,結晶好者呈半金屬光澤,硬度較高,而隱晶質塊體和粉末狀者,光澤暗淡,硬度低,極易污手。比重在5左右。軟錳礦主要由沉積作用形成,為沉積錳礦的主要成分之一。在錳礦牀的氧化帶部分,所有原生低價錳礦物也可氧化成軟錳礦。軟錳礦在錳礦石中是很常見的礦物,是煉錳的重要礦物原料。

軟錳礦環保應用

隨着現代工業的快速發展,工業廢氣排放量也越來越大,其中SO2對大氣的污染已經危及環境的生態平衡和經濟的可持續發展。國內外研究開發了許多煙氣脱硫技術,美國和法國多采用拋棄法,而我國國土資源寶貴,大多采用吸收法。採用的“石灰乳吸收法”和“鈉鹼法”,其投資和運行費用高,且脱硫副產品的價格低,經濟效益不明顯。因此,進一步開發低成本、能回收高價值副產品的脱硫技術成為當務之急。軟錳礦漿是一種很好的SO2吸收劑,近幾年來,我們進行了軟錳礦漿吸收SO2廢氣的實驗研究,“軟錳礦漿吸收法”可以較好地解決SO2廢氣對環境的污染問題,而且副產品硫酸錳又有較高的應用價值。該方法真正能做到“綜合治理、變廢為寶”。
反應原理
化工廠 化工廠
軟錳礦中主要成分是二氧化錳,二氧化錳是強氧化劑,在酸性溶液中具有較強的氧化性,而SO2在水溶液中具有較強的還原性,從它們的標準電極電位可以看出,用軟錳礦漿來吸收工業廢氣SO2,會發生比較完全的氧化還原反應。根據《熱力學數據》手冊計算得ΔGθ=-190kJ/mol,Kθ=1.13×1034,可以看出反應(5)不僅能自發進行,而且可進行得較完全。從動力學觀點來看,用軟錳礦漿液來吸收工業廢氣中的SO2,反應是比較容易進行的,因為整個吸收過程在氣、液、固三相內進行,由於吸收塔內加入了大量的填料,可使氣液接觸面積增大,從而使MnO2和SO2的反應有較好的動力學條件。實驗條件及方法
1.實驗原料
煙氣:利用SO2鋼瓶氣和空壓機在緩衝瓶內配置成一定SO2濃度的模擬煙氣。
軟錳礦漿:將100~160目的軟錳礦粉直接用清水配置而成。
2.實驗方法
在實驗室條件下,採用小型填料吸收塔吸收SO2煙氣。
實驗分析
1.對比實驗一:驗證最佳條件
將軟錳礦吸收SO2廢氣的工藝條件確定在液固比為8∶1,鼓風量為300L/h,吸收温度為40℃(即由正交表所確定的最佳工藝條件)。試驗結果:SO2吸收率為95.7%,大於正交表上的9次試驗中的任意一次,因此可視為最佳工藝條件。
2.對比實驗二:不同軟錳礦的影響將軟錳礦漿的品位由41.68%降低到25%,工藝條件確定在液固比為8∶1,試驗結果:SO2吸收率為91.74%。由此可知,該工藝條件對於採用低品位軟錳礦漿液作為吸收劑效果也很好。
結 論
1.試驗結果證明,用軟錳礦漿吸收工業廢氣中的SO2,在技術上是可行的,SO2吸收率可達到90%以上。
2.用軟錳礦漿吸收工業廢氣中的SO2方法比傳統方法(如石灰—石膏法、雙鹼法、氨液吸收法)的社會經濟效益好,副產品價值高 [1] 
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參考資料