倾听矿物的声音——水锰矿

2018-08-09 09:00 智慧长沙

锰矿石的一种

 

 

 

 

 
 

水锰矿 Manganite

 

【化学组成】

 

锰矿是碱性的锰氧化物矿物,是次于软锰矿和硬锰矿的可以用来提炼锰的矿石。水锰矿,化学式为MnO(OH),含Mn62.4%。MnO40.4%、MnO249.4%、H2O10.2%、常含SiO2、Fe2O3以及微量Al2O3、CaO等混入物。

(水锰矿)

 

【晶体结构】

 

晶体属单斜晶系的氢氧化物矿物。晶体呈柱状,柱面具纵纹。在晶洞中常成晶簇产出;与斜方水锰矿、六方水锰矿成同质多象。

 (水锰矿晶体结构)

 

【物理性质】


水锰矿呈暗灰色到黑色,它一般为一束束平行排列的晶束状或纤维状块体,也有呈粒状或钟乳状的。具板面和柱面解理。黑色。条痕褐色。半金属光泽。硬度3-4。密度4.2-4.3。

  

(水锰矿)

 

【使用价值】


水锰矿是碱性的锰氧化物矿物,是次于软锰矿和硬锰矿的可以用来提炼锰的矿石。用于炼锰和制锰铁、锰化合物。

 

【鉴定特征】


以其晶形、柱面条纹和褐色条痕为鉴定特征,予以鉴定它和软锰矿的不同之处为硬度是4,条痕作红棕色;

 


 

【成因产状】

 

水锰矿形成于氧化条件不够充分的环境;在低温热液矿脉中常呈晶簇与重晶石、方解石共生;而外生沉积作用形成的水锰矿者常呈块状或鲕状见于锰矿床中,为四价锰矿物(软锰矿)和二价锰矿物(菱锰矿)之间的过渡产物。


(软锰矿标本)

(菱锰矿)

 

【著名产地】

 

世界著名产地有英国Cornwall和Cumbria、美国Colorado、德国Harz山脉的IIfeld、Thuringia的Iimenau、加拿大的NovaScotia以及美国Michigan州的Negaunee等地。

 

(水锰矿-产地:德国)

 

【水锰矿应用】

 

水锰矿是重要的锰矿石矿物。在现代工业中,水锰矿及其化合物应用于国民经济的各个领域。其中钢铁工业是最重要的领域,用锰量占90%~95%,主要作为炼铁和炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂,以及用来制造合金。其余10%~5%的锰用于其他工业领域,如化学工业(制造各种含锰盐类)、轻工业(用于电池、火柴、印漆、制皂等)、建材工业(玻璃和陶瓷的着色剂和褪色剂)、国防工业、电子工业,以及环境保护和农牧业,等等。总之,水锰矿在国民经济中具有十分重要的战略地位。

 


 

【锰矿历史】


锰矿物的利用历史十分悠久,世界上利用锰矿物最早的国家有埃及、古罗马、印度和中国。我国利用锰矿物的历史可追溯到距今约4500~7000年前后新石器时代的仰韶文化(彩陶文化)时期。由于软锰矿呈土状,它的颜色呈黑色,极易染手,在古人看来,这是一种奇妙的陶器着色颜料。

 

可是锰元素的发现却比较晚,到1774年才由瑞典矿物学家甘恩(J.G.Gahn)从软锰矿中还原出了金属锰。

 

锰在钢铁工业上的应用是各国冶金学家几十年不懈努力的结果。1875年以后,欧洲各国开始用高炉生产含锰15%~30%的镜铁和含锰达80%的锰铁。1890年用电炉生产锰铁,1898年用铝热法生产金属锰,并发展了电炉脱硅精炼法生产低碳锰铁。1939年开始用电解法生产金属锰。

 

最早开采的锰矿山是美国田纳西州惠特福尔德(Whitifeld)锰矿,始采于1837年,到1884年锰矿石年产量已达4万吨。印度也是开采锰矿较早的国家之一,始采于1892年。第一次世界大战前,印度出口锰矿石一直居世界首位。1928年以后其地位被原苏联所取代。从本世纪20年代末原苏联的锰矿石产量一直居世界领先地位。此外,开采锰矿石比较早的还有巴西、加纳、澳大利亚、南非和加蓬等国。

 

我国锰矿的地质找矿工作开始得也比较早,从1886年开始,并于1890年首先在湖北兴国州(今阳新)发现锰矿,随后于1897年和1907年又先后在湖南发现安仁、攸县和常宁、耒阳锰矿;1910年发现广西防城大直、钦州黄屋屯锰矿;1913年和1918年,前后发现了湖南湘潭上五都锰矿(1937年改称为湘潭锰矿)和广西木圭、江西乐华锰矿。我国老一辈地质工作者,如朱庭祜、王晓青、田奇玲、王隽、李殿臣、李四光等等对湖南、广东、广西、江苏、江西等地做了大量锰矿地质调查,初步了解了我国一些锰矿产地及其锰矿石质量,探讨了锰矿床的成因。

 

【常见锰矿】

 

(1)软锰矿四方晶系,晶体呈细柱状或针状,通常呈块状、粉末状集合体。颜色和条痕均为黑色。光泽和硬度视其结晶粗细和形态而异,结晶好者呈半金属光泽,硬度较高,而隐晶质块体和粉末状者,光泽暗淡,硬度低,极易污手。比重在5左右。软锰矿主要由沉积作用形成,为沉积锰矿的主要成分之一。在锰矿床的氧化带部分,所有原生低价锰矿物也可氧化成软锰矿。软锰矿在锰矿石中是很常见的矿物,是炼锰的重要矿物原料。 

 

软锰矿

 

(2)硬锰矿单斜晶系,晶体少见,通常呈钟乳状、肾状和葡萄状集合体,亦有呈致密块状和树枝状。颜色和条痕均为黑色。半金属光泽。硬度4~6,比重4.4~4.7。硬锰矿主要是外生成因,见于锰矿床的氧化带和沉积锰矿床中,亦是锰矿石中很常见的锰矿物,是炼锰的重要矿物原料。

 

硬锰矿

 

(3)水锰矿单斜晶系,晶体呈柱状,柱面具纵纹。在某些含锰热液矿脉的晶洞中常呈晶簇产出,在沉积锰矿床中多呈隐晶块体,或呈鲕状、钟乳状集合体等。矿物颜色为黑色,条痕呈褐色。半金属光泽。硬度3~4,比重4.2~4.3。水锰矿既见于内生成因的某些热液矿床,也见于外生成因的沉积锰矿床,是炼锰的矿物原料之一。

 

水锰矿
 

(4)黑锰矿四方晶系,晶体呈四方双锥,通常为粒状集合体。颜色为黑色,条痕呈棕橙或红褐。半金属光泽。硬度5.5,比重4.84。黑锰矿由内生作用或变质作用而形成,见于某些接触交代矿床、热液矿床和沉积变质锰矿床中,与褐锰矿等共生,亦是炼锰的矿物原料之一。

 

黑锰矿

 

(5)褐锰矿四方晶系,晶体呈双锥状,也呈粒状和块状集合体产出。矿物呈黑色,条痕为褐黑色。半金属光泽。硬度6,比重4.7~5.0。其他特征与黑锰矿相同。

 

褐锰矿
 

(6)菱锰矿三方晶系,晶体呈菱面体,通常为粒状、块状或结核状。矿物呈玫瑰色,容易氧化而转变成褐黑色。玻璃光泽。硬度3.5~4.5,比重3.6~3.7。由内生作用形成的菱锰矿多见于某些热液矿床和接触交代矿床;由外生作用形成的菱锰矿大量分布于沉积锰矿床中。菱锰矿是炼锰的重要矿物原料。

 

菱锰矿
 

(7)硫锰矿等轴晶系,常见单形有立方体、八面体、菱形十二面体等,集合体为粒状或块状。颜色钢灰至铁黑色,风化后变为褐色,条痕呈暗绿色。半金属光泽。硬度3.5~4,比重3.9~4.1。硫锰矿大量出现在沉积变质锰矿床中,是炼锰的矿物原料之一。

 

硫锰矿

 
来源:湖南省地质博物馆