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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