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錳硅合金用封閉或半封閉還原電爐冶煉。一般采用含二氧化硅高、含磷低的錳礦或另外配加硅石為原料。富錳渣含磷低、含二氧化硅高是冶煉錳硅合金的好原料。冶煉電耗一般約3500~5000千瓦時/噸。錳在高爐內的還原過程:在高爐上部的較低溫度區域,錳的氧化物易分解,逐級還原為MnO,但由于錳礦石中含有SiO2,MnO在未達到還原溫度以前,即與脈石中(或燃料熔劑中)的SiO2結合生成硅酸錳進入渣中,錳的還原實際上是在液態爐渣中進行的。入爐原料先作預處理,包括整粒、預熱、預還原和粉料燒結等,對電爐操作和技術經濟指標起顯著改善作用。現代大型錳鐵還原電爐容量達40000~75000千伏安,一般為固定封閉式。
在硅錳合金粉末冶煉過程中對各種原料的粒度有一定要求,如果各種原料的粒度太小,冶煉過程中會影響透氣性,進而影響到傳熱過程,導致冶煉過程的化學反應不完全。原料的粒度過小,在冶煉爐中的強氣流下會導致大量粉塵,不僅會引起環境污染,還會損失原材料。錳是煉鋼過程中主要的脫氧劑之一,幾乎所有的鋼種都需要用錳來脫氧。
粉塵含有錳,如果丟棄這些大量粉塵,不僅會污染環境,也會浪費緊缺的錳資源,因此必須對它們回收利用。把粒度細小的錳礦和粉塵回收,用作錳及錳合金冶煉的原料,不僅可以保護環境,還能開發有限的錳資源。
錳以化合物形式廣泛存在于自然界中,在地殼內錳的平均含量約為0.1%,在元素周期表中,錳屬過渡元素,與鉻、鐵相鄰,化學活性比鉻弱,比鐵強。錳細粉狀金屬錳在空氣中易燒。
但大塊狀金屬錳在常溫下不易受空氣中的氧侵蝕,這是因為在空氣中金屬錳表面易生成一層氧化物膜,對內層金屬錳起到了保護作用。在水中則易生成氫氧化物膜,可進一步阻止錳對水分子中氫的置換作用。錳鐵優化合金,改善鋼的內在質量,降低煉鋼合金成本,具有明顯的經濟效益。但是,若把錳放入含有NH4Cl的水溶液中,則置換反應能順利進行。
在動植物體中,錳的含量一般不超過十萬分之幾。但紅螞蟻體內含錳竟達萬分之五,有些細菌含錳甚至達百分之幾。人體中含錳為百萬分之四,大部分分布在心臟。錳主要是影響人體的生長、血液的形成與分泌功能。
在大自然中,錳是分布很廣的元素之一,約占地殼總原子數的萬分之三。重要的錳礦是軟錳礦和硬錳礦。雖然海水中含錳量很少,但在海洋深處的淤泥中,含錳卻達千分之三。有人預言,在不久的將來,人們將從海底開采錳礦。