น้ำหนักจำเพาะของแร่แมงกานีสและสิ่งเจือปน
แมงกานีสพบอยู่ในแร่และหินหลายชนิดทั่วโลก เช่นเดียวกับเหล็ก แมงกานีสสามารถละลายเข้าสู่สารละลายแล้วตกตะกอนกลับมาในรูปออกไซด์ ไฮดรอกไซด์ คาร์บอเนต และซิลิเกต
แหล่งแร่แมงกานีสแบ่งออกเป็น:
-
แหล่งปฐมภูมิ เป็นแร่ซิลิเกต แหล่งมีขนาดใหญ่แต่สลายตัวได้อย่างรวดเร็วเมื่อสัมผัสน้ำ
-
แหล่งทุติยภูมิ เป็นแหล่งตะกอนที่เกิดจากการสลายตัวของหินชนิดอื่น
แหล่งแร่มักประกอบด้วยแร่แมงกานีสหลายชนิดที่มีปริมาณ Mn ต่างกัน (5–56%) นอกจากนี้ยังมี Fe (เหล็ก) สูงถึง 40% ซิลิกาสูงถึง 30% และอะลูมินาสูงถึง 10% รวมถึงอาจพบ P (ฟอสฟอรัส), S (กำมะถัน), Ag (เงิน) และธาตุอื่น ๆ ในปริมาณเล็กน้อย แร่แมงกานีสมีความชื้นสูง โดยมักเกิน 10%
แร่ที่มีองค์ประกอบคงที่และมีความสำคัญทางเศรษฐกิจมากที่สุด ได้แก่:
-
ไพโรลูไซต์ (ออกไซด์)
-
บราไนต์
-
แมงกาไนต์
-
ไซโลมีเลน
-
เฮาส์แมนไนต์
-
โรโดโครไซต์ (คาร์บอเนต)
-
โรโดไนต์ (ซิลิเกต)
-
เบเมนไทต์
-
และอื่น ๆ
แร่แมงกานีสอาจมีองค์ประกอบแปรผัน ได้แก่:
-
แร่แมงกานีส-เหล็กที่มี Mn ตั้งแต่ 5 ถึง 40%
-
โอเกอร์ดำ
-
แร่สังกะสีแมงกานีส-เหล็ก
-
แร่เงินที่มีแมงกานีสสูง
น้ำหนักจำเพาะของแร่แมงกานีสและปริมาณ Mn ในหิน
| ชนิดแร่แมงกานีส | สูตรเคมี | ลักษณะ | % Mn ในหิน | น้ำหนักจำเพาะ (กรัม/ซม.³) |
|---|---|---|---|---|
| ไพโรลูไซต์ | MnO₂ | แร่เนื้ออ่อนสีเทาเข้มที่มีโครงสร้างเด่นชัด | 63,2 | 4,8 |
| ไซโลมีเลน | mMnO·MnO₂·nH₂O | แร่เนื้อเม็ดแข็งปานกลาง เป็นรูปคอลลอยด์ของ MnO₂ | 45—60 | 3,7—4,7 |
| แมงกาไนต์ | MnO(OH) | แร่สีเทาเข้มที่มีความแข็งปานกลาง | 62,4 | 4,2—4,4 |
| บราไนต์ | Mn²⁺Mn³⁺₆SiO₁₂ | แร่แข็งสีน้ำตาลเข้ม | 63,6 | 4,7—4,8 |
| เฮาส์แมนไนต์ | Mn₃O₄ | แร่เนื้อเม็ดสีน้ำตาลปนดำ มีความวาวกึ่งโลหะและมีแนวเส้นแร่ | 72,03 | 4,8 |
| โรโดโครไซต์ (แมงกานีสสปาร์) | MnCO₃ | แร่เนื้อเม็ดหรือผลึกทรงแท่ง สีแดงสด ชมพู น้ำตาล หรือเทาอมเหลือง | 47,8 | 3,5—3,7 |
| โรโดไนต์ (ออร์เลตส์) | (Mn,Fe,Mg,Ca)SiO₃ | แร่กึ่งโปร่งแสงสีชมพูเชอร์รี มีความวาวแบบแก้ว | 30—46 | 3,5 — 3,7 |
สิ่งเจือปนในแร่แมงกานีส
แร่แมงกานีสมีสิ่งเจือปนหลายชนิดในปริมาณมาก ซึ่งแบ่งออกเป็นกลุ่มต่อไปนี้:
-
โลหะ ได้แก่ เหล็ก สังกะสี เงิน ทังสเตน นิกเกิล และทองแดง
-
สิ่งเจือปนจากหินกากซึ่งก่อให้เกิดตะกรัน และทำให้แมงกานีสบางส่วนย้ายเข้าสู่ตะกรันด้วย
-
สิ่งเจือปนที่ระเหยได้ (การเกิดคาร์บอนไดออกไซด์ระหว่างหลอมแมงกานีสสปาร์)
-
สิ่งเจือปนอื่น ๆ กลุ่มนี้รวมถึงกำมะถันและฟอสฟอรัส ซึ่งมีอยู่ในแร่แมงกานีสน้อยกว่า 1% ทั้งสองชนิดถือเป็นสิ่งเจือปนที่เป็นโทษ และในบางกรณีเหล็กก็อาจเป็นสิ่งเจือปนที่ไม่พึงประสงค์เช่นกัน
แร่แมงกานีสส่วนใหญ่ถูกใช้ในอุตสาหกรรมโลหการ (ประมาณ 95%) ส่วนที่เหลือใช้ในอุตสาหกรรมเคมี ดังนั้นการพัฒนาแหล่งแร่จึงให้ความสำคัญกับการที่หินต้องเป็นไปตามข้อกำหนดทางเคมีต่อไปนี้:
-
ปริมาณ Mn ในหินควรสูงที่สุดเพื่อให้การทำเหมืองคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ โดยสัดส่วนอาจเริ่มตั้งแต่ 20% ขึ้นอยู่กับชนิดและเกรดของแร่
-
มีสิ่งเจือปนที่เป็นโทษในระดับต่ำ
-
มีซิลิกาในหินกากปริมาณน้อย
สมบัติทางกายภาพของแร่ก็มีความสำคัญเช่นกัน ความหนาแน่น ความชื้น ขนาดเม็ด ความแข็งแรง และความสามารถในการแต่งแร่ ล้วนส่งผลต่อการทำเหมือง การขนส่ง การจัดเก็บ และเทคโนโลยีการแปรรูป แร่แมงกานีสที่ยังไม่ได้แต่งไม่สามารถนำไปใช้โดยตรงได้เสมอไป ดังนั้นการคำนวณเพื่อใช้งานจริงจึงต้องพิจารณาทั้งองค์ประกอบทางเคมีและสมบัติทางกายภาพของแร่แต่ละล็อต
คำถามที่พบบ่อย
แร่แมงกานีส 1 ม³ หนักเท่าไร?
น้ำหนักขึ้นอยู่กับชนิดแร่ ปริมาณ Mn เหล็ก ซิลิกา ความชื้น และหินกาก ในการคำนวณต้องใช้ความหนาแน่นของแร่ประเภทนั้นโดยเฉพาะ
เหตุใดแร่แมงกานีสจึงมีองค์ประกอบไม่คงที่?
แมงกานีสพบได้ในแร่ออกไซด์ คาร์บอเนต ซิลิเกต และแร่ผสม ปริมาณ Mn และสิ่งเจือปนจึงแตกต่างกันมาก
แร่ชนิดใดมีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมมากที่สุด?
แร่ที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจ ได้แก่ ไพโรลูไซต์ บราไนต์ แมงกาไนต์ ไซโลมีเลน เฮาส์แมนไนต์ โรโดโครไซต์ และแร่แมงกานีสชนิดอื่น ๆ