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目录1

1 绪论1

1.1 概述1

1.2　锰的性质和用途5

1.2.1　锰的物理性质5

1.2.2　锰的化学性质6

1.2.3　锰的物理化学特性8

1.2.4　锰的用途9

1.3.1　锰的氧化物16

1.3　锰的化合物16

1.3.2　锰的氢氧化物22

1.3.3　锰盐23

1.4　国内外金属锰业的现状与需求26

2　国内外锰矿资源及其开采30

2.1 国内外锰矿资源的分布及特点30

2.1.1　锰矿资源的分布30

2.1.2　国外锰矿大型矿床33

2.2　我国锰矿资源的分布及特点44

2.2.1　我国锰矿资源分布44

2.2.2　我国各地区的锰矿床57

2.3　国外锰矿石开采现状93

2.3.1 国外锰矿石开采技术概况93

2.3.2 国外几个主要产锰国家锰矿石的开采方式及锰矿采矿技术状况94

2.4　我国锰矿石开采现状100

2.4.1　我国锰矿石开采现状100

2.4.2　露天开采102

2.4.3　露天水力机械化开采106

2.4.4　地下开采106

2.4.5　我国锰矿床开采技术研究进展109

2.5 我国锰矿业的发展与展望111

3　锰矿石的选矿115

3.1　锰矿石的洗矿115

3.1.1 锰矿石可洗性的评定115

3.1.2　洗矿机械设备117

3.1.3　锰矿石洗矿的工业实践119

3.1.4　国外锰矿石洗矿简介128

3.2　锰矿石的重选130

3.2.1 跳汰法130

3.2.2　摇床选矿137

3.2.3　重介质选矿140

3.3　锰矿石的磁选143

3.3.1　粗颗粒强磁选机147

3.3.2　中颗粒的强磁选机157

3.3.3　细颗粒强磁选机162

3.4　锰矿石的浮选165

3.5　特殊选锰法170

3.5.1　细菌浸锰法170

3.5.2　锰矿石的焙烧172

4.1.1　锰矿石烧结的目的和特点184

4.1　锰矿石的烧结184

4　锰的火法冶金与锰铁合金的生产184

4.1.2　锰矿烧结技术的进步187

4.1.3　锰矿烧结对原料的要求188

4.1.4　锰矿烧结的工艺要求189

4.1.5　锰烧结矿的生产193

4.2　富锰渣的生产198

4.2.1 富锰渣生产的目的和富锰渣的用途198

4.2.2　富锰渣生产方法和工艺流程201

4.2.3　富锰渣冶炼的基本原理206

4.2.4　富锰渣冶炼对原料的要求212

4.2.5　富锰渣的生产214

4.2.6　富锰渣冶炼的有关计算222

4.3　金属锰的火法生产230

4.3.1　铝还原法（铝热法）230

4.3.2　硅还原法（电硅热法）231

4.3.3　冶炼金属锰作业主要生产指标234

4.3.4　冶炼原理及过程235

4.4　锰铁合金生产236

4.4.1　高炉锰铁的生产236

4.4.2　电炉高碳锰铁的生产252

4.4.3　电炉高碳锰铁的技术进步261

4.4.4 中低碳锰铁合金的生产262

4.4.5　锰硅合金284

5　电解金属锰的生产315

5.1 电解金属锰生产的发展、现状、出口量与消费量315

5.1.1 电解金属锰生产的发展与现状315

5.1.2　中国电解锰出口量的变化319

5.1.3 中国国内电解锰的消费量320

5.2 电解金属锰生产方法、工艺流程与原材料的质量要求322

5.3　锰矿的浸出324

5.4　锰浸出液的净化除铁325

5.4.1 水解净化的pH值326

5.4.2　水解净化使用的氧化剂329

5.4.3　水解净化除铁329

5.5　锰浸出液净化除重金属330

5.5.1　硫化沉淀法除重金属理论分析330

5.5.2　硫化净化除重金属334

5.6　硫酸锰溶液的电解335

5.6.1 金属锰电解过程阴极电化学反应与电化平衡335

5.6.2　金属锰电解提高电流效率分析341

5.6.3　电解金属锰阳极过程的电化学反应349

5.6.4　金属锰电解的工业生产350

5.7　电解金属锰主要技术指标计算方法358

5.8　电解金属锰的工业生产与试验研究360

5.8.1 电解金属锰的工业生产实例360

5.8.2　电解金属锰试验研究370

5.9　电解金属锰产品标准372

5.9.1 1982年颁布的电解锰国家标准（GB3418—82，见表5-18）372

5.9.2 1993年颁布的电解金属锰中华人民共和国黑色冶金行业标准（YB/T051-93，见表5-21）372

5.10　电解金属锰生产展望376

5.9.3　2003年颁布的电解锰行业标准（YB/T051—2003）376

6　金属锰粉与特殊要求的金属锰生产383

6.1　金属锰粉的生产383

6.1.1　概述383

6.1.2　生产方法与工艺流程384

6.1.3　金属锰粉的质量标准390

6.1.4　金属锰粉生产的环保390

6.1.5　电解锰粉生产的安全和卫生392

6.2　低硅电解金属锰394

6.4　脱氢锰395

6.3　钝化金属锰粉395

6.5　增氮金属锰粉396

7　二氧化锰401

7.1　概述401

7.2　电解二氧化锰（EMD）402

7.2.1 电解MnO2国内外生产的发展与现状402

7.2.2　电解MnO2生产方法及工艺流程407

7.2.3　锰矿的浸出与浸出液的净化407

7.2.4　硫酸锰溶液的电解434

7.2.5　无汞碱锰电池专用EMD的要求与研究468

7.2.6　电解MnO2的工业生产与试验研究478

7.2.7　电解MnO2产品标准498

7.2.8　电解MnO2生产的展望500

7.3　化学二氧化锰（CMD）501

7.3.1　化学MnO2的性质与用途501

7.3.2 国内外生产与研究化学MnO2的主要单位及概况502

7.3.3　化学MnO2生产方法与主要化学反应504

7.3.4　化学MnO2产品标准515

7.3.5　化学MnO2产品性能、生产技术的发展与展望520

7.4.1　活化MnO2的生产方法523

7.4　活化二氧化锰（AMD）523

7.4.2　活性MnO2技术的发展与应用525

7.4.3　活性MnO2产品质量指标（表7-32）532

7.4.4　活性MnO2的生产概况533

8　四氧化三锰的生产541

8.1　概述541

8.2　四氧化三锰的性质、结构与特点542

8.3　Mn3O4的生产方法545

8.3.1　金属Mn法546

8.3.2　高价锰氧化物法553

8.3.3　碳酸锰法558

8.3.4　锰盐（Mn2+）法560

8.4　Mn3O4产品的质量标准566

8.5　市场与展望570

9　锰锌铁氧体磁性材料575

9.1　概述575

9.1.1　磁性材料的分类和组成［1,2］575

9.1.2　软磁铁氧体的组成、性质、用途及发展史578

9.1.3　锰锌软磁铁氧体磁性材料的制备方法584

9.1.4　锰锌软磁铁氧体磁性材料的国内外发展动态及趋势586

9.2.1　固相烧结理论589

9.2　铁氧体制备工艺的理论基础589

9.2.2　多晶结构形成及控制理论［41］591

9.2.3　烧结气氛平衡原理［45～48］593

9.3　陶瓷法生产锰锌软磁铁氧体596

9.3.1　概述596

9.3.2　陶瓷法原则工艺流程596

9.3.3　配料［2,51,52］597

9.3.4　球磨与掺杂599

9.3.5　预烧600

9.3.6　喷雾制粒600

9.3.7　压坯601

9.3.8　烧结602

9.4　共沉法制备锰锌软磁铁氧体材料603

9.4.1　概述603

9.4.2　共沉法的原则工艺流程603

9.4.3　共沉法的基本原理603

9.4.4　制液604

9.4.5　共沉淀604

9.5　直接法制备锰锌软磁铁氧体材料606

9.5.1　概述606

9.4.6　共沉法制备铁氧体工艺简介606

9.5.2　直接法的原则流程608

9.5.3　直接法的理论基础及工艺操作条件608

9.5.4　湿法工艺工业试验结果610

9.5.5　铁氧体工艺试验结果613

9.6　产品检验及质量标准614

9.6.1　软磁材料质量标准简介［73,74］614

9.6.2　B-H回线的测量618

9.6.3　低磁通密度下的测量619

9.6.4　高磁通密度下的测量620

9.7.1　软磁铁氧体国内生产现状［6,7］621

9.7　市场与展望621

9.7.2　软磁市场展望623

10　锂锰复合氧化物630

10.1　概述630

10.2　尖晶石型锂锰复合氧化物（LiMn2O4）631

10.2.1　LiMn2O4的结构631

10.2.2　LiMn2O4的充放电特性632

10.2.3　LiMn2O4的姜泰勒效应（Jahn-Teller）［11-14］634

10.2.4　高温固相法制备LiMn2O4的工艺条件638

10.2.5　化学液相反应法合成锂锰氧（LiMn2O4）649

10.2.6　修饰的尖晶石锂锰氧复合物650

10.3　正交相的锂锰氧复合物（LiMnO2）658

10.3.1 LiMnO2的结构658

10.3.2 LiMnO2的充放电特性659

10.3.3　LiMnO2的制备方法659

10.4　其他形式的锂锰复合氧化物660

10.5　锂锰复合氧化物在锂离子电池上的应用及市场展望661

11　锰的化合物及其生产方法665

11.1　概述665

11.1.1　锰的化合物的应用665

11.1.2　我国锰盐的生产状况和发展趋势666

11.2　硫酸锰667

11.2.1　硫酸锰的性质和用途667

11.2.2　硫酸锰的生产方法668

11.2.3　硫酸锰的质量标准678

11.3　氯化锰680

11.3.1　氯化锰的性质和用途680

11.3.2　氯化锰的生产680

11.3.3　氯化锰的质量标准683

11.4.1　碳酸锰的性质和用途684

11.4　碳酸锰684

11.4.2　碳酸锰的生产685

11.4.3　碳酸锰的质量标准690

11.5　硝酸锰691

11.5.1　硝酸锰的性质和用途691

11.5.2　硝酸锰的生产691

11.5.3　硝酸锰产品质量标准693

11.6　高锰酸钾694

11.6.1　高锰酸钾的性质和用途694

11.6.2　高锰酸钾的生产695

11.6.3 高锰酸钾的质量要求698

11.7　其他无机锰盐699

11.7.1　高锰酸钠699

11.7.2　酸式磷酸锰700

11.7.3　氢氧化锰703

11.7.4　溴化锰703

11.7.5　氟化锰704

11.8　有机锰盐705

11.8.1　醋酸锰705

11.8.2　草酸锰707

11.8.3　代森锰锌708

12　深海锰结核冶炼与加工716

12.1　海洋锰矿物资源现状716

12.1.1　深海锰结核716

12.1.2　铁锰结壳721

12.2　深海锰结核的物理、化学性质722

12.2.1　锰结核的物理性质722

12.2.2　锰结核的矿物学性质724

12.2.3　锰结核的化学成分725

12.3　锰结核提取冶金方法分类727

12.4.1　硫酸浸出728

12.4　直接湿法冶金728

12.4.3　还原氨浸734

12.4.2　盐酸浸出734

12.5　焙烧法739

12.5.1　还原焙烧740

12.5.2　氯化焙烧743

12.5.3　硫酸化焙烧746

12.6　熔炼法748

12.7　结语754

13.2　锰及锰合金企业“三废”的产生758

13　环境保护及综合利用758

13.1　环境保护发展概况758

13.2.1　废气的产生及排放759

13.2.2　废水排放760

13.2.3　固体废物的排放762

13.3　锰及锰合金企业“三废”及噪声治理标准762

13.3.1　部分国外标准762

13.3.2　中国大气环境质量标准（GB3095—96）763

13.4.1　锰铁高炉煤气净化769

13.4　锰合金工业废气治理技术769

13.4.2　全封闭还原电炉烟气净化770

13.4.3　半封闭还原电炉烟气净化773

13.5　焙烧窑（炉）烟气净化775

13.6　锰合金工艺废水治理技术776

13.6.1　炉气洗涤水的治理776

13.6.2　电解金属锰生产的废水治理782

13.7　锰冶金工业固体废物处理技术786

13.7.1　锰及锰合金废渣化学成分及物理性质786

13.7.2　炉渣治理方法788

13.7.3　锰冶金炉渣的综合利用790

13.8　锰合金工业煤气的回收利用792

13.8.1　煤气回收利用概况792

13.8.2　高炉煤气发电工程792

14　电解金属锰厂工艺设计798

14.1　概述798

14.2　设计工作简介798

14.2.1　设计准备和前期工作阶段799

14.2.2　项目建设时期的工作803

14.2.3　编制设计文件的要求805

14.3.1　工艺专业可行性研究的工作内容和深度806

14.3　可行性研究和初步设计中工艺专业的工作重点和要求806

14.3.2　工艺专业初步设计的工作内容和深度808

14.3.3　工艺流程确定与选择的重要性和应该注意的问题811

14.3.4　金属衡算、热量衡算、溶液体积平衡计算和设备选择计算812

14.3.5　工艺配置图的作用和要求814

14.3.6　工艺专业在可行性研究和初步设计阶段的工作步骤815

14.4　3000 t/a电解金属锰工厂初步设计阶段工艺设计示例816

14.4.1　概述816

14.4.2　设计规模和产品方案816

14.4.3　原料、辅助材料和热能817

14.4.4　冶炼工艺流程和生产车间划分818

14.4.5　工艺过程简述820

14.4.6　主要技术经济指标822

14.4.7　冶金计算824

14.4.8　主要设备选择计算837

14.4.9　生产车间配置847

15　电解金属锰、电解二氧化锰分析方法851

15.1 电解金属锰分析方法851

15.1.1　邻二氮杂菲光度法测定铁量851

15.1.2　钼蓝光度法测定硅量853

15.1.3　钼蓝光度法测定磷量855

15.1.4　盐酸联氨-碘量法测定硒量856

15.1.5　红外线吸收法测定碳量859

15.1.6　库仑法测定碳量862

15.1.7　红外线吸收法测定硫量865

15.1.8　燃烧中和法测定硫量868

15.1.9　电解金属锰生产中间控制分析872

15.2　电解二氧化锰分析方法881

15.2.1　水分的测定881

15.2.2　二氧化锰的测定882

15.2.3　铁、铜、铅、镍、钴的测定——原子吸收分光光度法883

15.2.4　铁的测定——磺基水杨酸光度法885

15.2.5　铜的测定——硫氰酸钾极谱法887

15.2.6　铅的测定——碘化钾极谱法889

15.2.7　镍的测定——丁二肟极谱法890

15.2.8　钴的测定——钴试剂光度法893

15.2.9　pH的测定895

15.2.10　颗粒度的测定895

15.2.11　硫酸根的测定——硫酸钡重量法896

15.2.12　铵的测定897

附录901