Ruda manganu: złoża, wydobycie. Aplikacja manganu

Mangan jest szarym metalem o stalowym połysku, który ma wysoką twardość. Wydobywanie rud manganu ma ogromne znaczenie, ponieważ jest stosowane w prawie wszystkich gałęziach przemysłu.

Historia wyglądu

Manganu nie można znaleźć w naturze w jego najczystszej formie. Główny minerał, w którym jest zawarty, nazywa się pirolusytem. W czasach starożytnych był używany jako urządzenie do oczyszczania szkła podczas gotowania, a także do barwienia tkanin.

Pod koniec XVIII wieku szwedzcy chemicy K. Scheele i Y. Gan odkryli, że ruda zawierała metal, który wyglądał jak żelazo. Otrzymał nazwę "manganum", która później została przekształcona w "mangan".

Gdzie jeszcze jest zawarte?

Mangan jest pierwiastkiem występującym w roślinach i we wszystkich organizmach żywych, w tym także u ludzi.

Jego niedobór niekorzystnie wpływa na pracę wszystkich narządów i układów ludzkich.

Trudno przecenić znaczenie manganu, ponieważ:

• wzmacnia układ nerwowy i układu krążenia;
• normalizuje aktywność tarczycy;
• pozytywny wpływ na funkcje rozrodcze;
• reguluje poziom cukru we krwi;
• przyspiesza metabolizm;
• utrzymuje odpowiedni poziom cholesterolu we krwi;
• wzmacnia układ odpornościowy.

Właściwości metalu

Mangan jest jednym z najbardziej powszechnych elementów w przyrodzie. Najczęściej spotykane w pirolusycie i rudach żelaza (wskaźniki twardości są znacznie wyższe niż w przypadku żelaza). W zależności od ilościowej przewagi metalu, złoża nazywane są "rudą żelaza-manganu" lub "manganem-żelazem".

Formuła elektronowa manganu: [Ar] 3d5 4s2.

Wzór manganu w pirolusycie: MnO2xH2O.

Powszechne stosowanie manganu ze względu na jego wysoką aktywność chemiczną - jest w stanie reagować z dużą liczbą pierwiastków, tworząc stopy. Oddziałuje również dobrze na tlen, węgiel, azot i inne niemetale.

Będąc w próżni, metal po podgrzaniu jest w stanie odparować z dowolnego stopu, rozpuszcza się w kwasach, reaguje z wodą.

Zastosowanie manganu w przemyśle hutniczym

Metal ten zawarty jest w prawie wszystkich stopach, znacznie poprawiając ich właściwości fizyczne. Otrzymane stopy są trwałe, trwałe i odporne na korozję. Mangan dodaje się do nich w połączeniu z żelazem (żelazostop).

Do produkcji stali niezbędny jest metalowy mangan - działa on jako pierwiastek stopowy, usuwa siarki i tlenu ze stopu.

Ulepszone właściwości rolki metalowej pozwalają na jej stosowanie w produkcji odpornego na zużycie sprzętu i różnych mechanizmów w przemyśle wojskowym, budowlanym, lotniczym.

Aplikacje medyczne

W przemyśle medycznym mangan jest stosowany w formie nadmanganian potasu. Jego wodny roztwór (do 5% zawartości manganu) ma właściwości antyseptyczne, hemostatyczne, adsorbujące.

Rozwiązanie nie ma przeciwwskazań, dopuszcza się go nawet do pielęgnacji rany pępowinowej dzieci. Należy jednak pamiętać, że wysoce stężony roztwór może powodować poważne oparzenia.

Metody wydobywania rud manganu

Każdego roku na świecie wydobywa się około 25 milionów ton rudy manganu. Prace prowadzone są głównie w sposób otwarty, przynajmniej - pod ziemią.

Rozwój kamieniołomu jest stosowany, jeżeli złoża rud manganu nie są głęboko pochowane pod ziemią. W zależności od obszaru pola, kopać doły o różnych rozmiarach.

Rozwój kariery jest następujący:

• przy pomocy specjalnego sprzętu (najczęściej buldożerów) górny jest otwierany i usuwany warstwa gruntowa pokrycie złóż kopalnych;
• Ruda manganu jest kruszona;
• Ruda jest ładowana na wywrotki i wysyłana do zakładu w celu przetworzenia.
• po zakończeniu prac kamieniołom ponownie pokrywa się warstwą ziemi i następuje rekultywacja.

Metodą górnictwa podziemnego głównym zadaniem jest podniesienie rudy na powierzchnię.

Proces wygląda następująco:

• poziome (galerie) lub pionowe korytarze (kopalnie) są wykopywane na terenie pola;
• Kruszenie rudy odbywa się pod ziemią za pomocą sprzętu;
• Ruda jest ładowana na przenośnik i dostarczana na powierzchnię.

Podziemna metoda wydobywania rudy manganu jest droższa finansowo niż otwarta. Wymaga bardziej nowoczesnego sprzętu i pracowników. Jednak wydobycie rudy pod ziemią jest uważane za wyższą jakość, inwestycja się opłaca, gdy jest sprzedawana.

Jednak w przypadku metody otwartego wydobycia duża liczba pracowników nie jest wymagana, a sprzęt jest prostszy i bardziej ekonomiczny w użyciu.

Główne zalety otwartego rozwoju to:

• wysoka wydajność pracy;
• względne bezpieczeństwo procesu (prawdopodobieństwo wypadków jest znacznie mniejsze niż w przypadku pracy pod ziemią).

Korzyści te zrównoważyły ​​niekorzystny wpływ warunków pogodowych i potrzebę uprawiania dużej powierzchni ziemi.

Kategorie złóż rud manganu

W zależności od złożoności struktury geologicznej, formy i wielkości rudy, wszystkie złoża są podzielone na 3 typy (ustalone w odpowiedniej kolejności "O klasyfikacji zasobów rud manganu" z dnia 11.12.2006):

• 1. grupa trudności - złoża o prostej strukturze geologicznej; rudę reprezentują duże warstwy, w których mangan jest równomiernie rozmieszczony;
• Druga grupa złożoności - złoża o złożonej strukturze geologicznej; rudę reprezentują duże warstwy, w których mangan jest nierównomiernie rozmieszczony;
• Trzecia grupa złożoności - złoża o złożonej strukturze geologicznej; Ruda jest reprezentowana przez małe warstwy, w których mangan jest nierównomiernie rozłożony, a jego ilość jest niezwykle mała.

Metody ekstrakcji manganu z rudy

Najczęściej czysty mangan jest uzyskiwany z rudy przez ługowanie. W procesie można stosować różne substancje chemiczne, na przykład kwas siarkawy, siarczan żelazawy, siarczan amonu itp. Ich różnorodność wynika z faktu, że mangan ma wiele związków i modyfikacji, z których każda reaguje odmiennie w reakcjach chemicznych.

Pomimo faktu, że nie ma jednoznacznej klasyfikacji metod wydobywania metalu z rudy manganu, wszystkie mają podobny proces:

• ruda jest kruszona w stopniu zapewniającym maksymalną szybkość reakcji przy interakcji z różnymi substancjami;
• rozpoczyna się proces ługowania, w wyniku którego mangan przyjmuje postać roztworu;
• powstały roztwór jest wolny od zanieczyszczeń;
• po ekspozycji na odczynnik lub gdy jest odparowywany, osad manganu wytrąca się w czystej postaci.

Za pomocą odczynników chemicznych można ekstrahować mangan ze szlamów, złej rudy, odpadów przemysłowych.

Skąd masz rudę manganu? Kraje liderów

Do chwili obecnej liderem w wydobyciu rud manganu jest Rosja, która od kilkudziesięciu lat znajduje się w czołówce. W innych stanach nie ma zbadanych dużych i bogatych złóż, ich poszukiwania trwają. Powszechne stosowanie manganu w przemyśle hutniczym zapewniło mu ekonomiczną atrakcyjność.

Istnieją niewielkie depozyty w następujących krajach: Bułgaria, Rumunia, Chiny, Ukraina, Kazachstan, Czechy, Niemcy, RPA, Brazylia, Indie, Australia, Japonia, Indonezja, Meksyk. W większości z nich znajdują się skoncentrowane złoża rudy, nie charakteryzujące się wysoką jakością. Potrzeby tych krajów są zaspokajane przez importowaną rudę.

Kraje o wysokim poziomie rozwoju przemysłu metalurgicznego (USA, Francja, Belgia itd.) Aktywnie poszukują dużych złóż w celu ograniczenia importu. Pozwoli im to na zaspokojenie wewnętrznych potrzeb państwa kosztem własnych zasobów.

Zwiększone zainteresowanie Stanów Zjednoczonych ma na celu wydobycie i dalsze wykorzystanie rud żelaza i manganu w przemyśle, który koncentruje się na dnie Oceanu Światowego.

Wydobywanie rudy manganu w Rosji

Pomimo wiodącej pozycji Rosja doświadcza poważnych problemów w zakresie wydobycia manganu. Upadek Związku Radzieckiego był naznaczony pojawieniem się ekstremalnego stopnia niedoboru metalu o wysokiej jakości. Główna część prac nad jej produkcją była prowadzona na polach, które obecnie są terytorialnie własnością innych państw.

Sytuacja ta zmusiła Rosję do pozyskania wysokiej jakości manganu w innych krajach po cenach importowych, aby zaspokoić potrzeby przemysłu hutniczego. Ta sytuacja trwa do dziś.

Obecnie rudę manganu eksploatuje się w Rosji na następujących złożach:

• Parnok (Republika Komi);
• Durnovskoye (region Kemerowo);
• Gromovskoye (region Chita).

Są to największe, w sumie w Rosji jest 16 depozytów.

Do chwili obecnej główna działalność ma na celu zmniejszenie wielkości importu, w tym celu aktywnie prowadzone są poszukiwania i rozwój nowych pól. Ulu-Telyak jest uważany za jeden z najbardziej obiecujących obszarów.

Jest to mała wioska w Baszkirii, od czasów ZSRR, znana ze znacznych rezerw wapienia manganowego. Główną cechą tego związku jest to, że łączy on wszystkie właściwości obu elementów, spełniając 2 role w przemyśle metalurgicznym.

W manganowym wapieniu manganu Ulu-Telyak jest niewiele - do 9%, ale jego zastosowanie w tej kombinacji jest atrakcyjne dla metalurgia żelaza. Główna trudność polega na braku jasnych technologii produkcji z wykorzystaniem nowej skamieliny.

Wraz z nadejściem usprawnionego procesu, możliwe będzie znaczne zaoszczędzenie pieniędzy poprzez zmniejszenie użycia żelazostopu, nowy materiał ma szansę stać się godnym zastępcą dla niego.

Perspektywy przemysłu

Przemysł hutniczy, który szybko nabiera tempa w rozwoju na całym świecie, zmusza kraje do aktywnego poszukiwania złóż rud manganu. Technologie są ulepszane co roku, opracowywane są przyszłe obszary. Głównym celem każdego państwa jest zmniejszenie wielkości importu, aby zaspokoić potrzeby krajowe, głównie dzięki własnym zasobom.