基本介紹
簡介,物化性質,質量標準,基本信息,化學資料,性質結構,分類介紹,四方晶系,環保套用,
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。
物化性質
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。
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：錳礦粉含量以乾礦品位計算，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。
基本信息
二氧化錳是不成鹽氧化物。氧化性, 和濃HCl 作用以製取氯氣: MnO 2 +4HCl=MnCl 2 +C1 2 +2H 2 O 。二氧化錳用於乾電池、玻璃和陶瓷的著色劑、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；加在含鐵玻璃中可去掉綠色；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，高溫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。
化學資料
軟錳礦性狀：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 ）
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
性質結構
軟錳礦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，也有呈菸灰狀者。
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床和風化礦床中。在礦床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。
分類介紹
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。在錳礦床的氧化帶部分，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。
環保套用
隨著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脫硫技術，美國和法國多採用拋棄法，而我國國土資源寶貴，大多採用吸收法。採用的“石灰乳吸收法”和“鈉鹼法”，其投資和運行費用高，且脫硫副產品的價格低，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脫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套用價值。該方法真正能做到“綜合治理、變廢為寶”。
反應原理
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中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
化工廠
化工廠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，吸收溫度為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。
軟錳礦