Trọng lượng riêng của quặng mangan và các tạp chất
Mangan có trong nhiều khoáng vật và đá trên khắp thế giới. Giống sắt, nó có thể đi vào dung dịch rồi kết tủa lại dưới dạng oxide, hydroxide, carbonate và silicate.
Mỏ quặng mangan gồm:
- Nguyên sinh – khoáng vật silicate, trữ lượng lớn nhưng nhanh phân hủy dưới tác động của nước.
- Thứ sinh – trầm tích hình thành do sự phân hủy của các đá khác.
Một mỏ thường gồm nhiều loại quặng mangan có hàm lượng Mn khác nhau (5–56%). Quặng còn chứa Fe (sắt) đến 40%, silica đến 30%, alumina đến 10%; P (phosphor), S (lưu huỳnh), Ag (bạc) và các nguyên tố khác có thể xuất hiện với lượng nhỏ. Quặng mangan chứa tỷ lệ ẩm lớn, thường trên 10%.
Các loại quặng có thành phần ổn định và quan trọng nhất về kinh tế:
- pyrolusite (oxide),
- braunite,
- manganite,
- psilomelane,
- hausmannite,
- rhodochrosite (carbonate),
- rhodonite (silicate),
- bementite,
- và các loại khác.
Quặng mangan có thể có thành phần biến đổi:
- quặng mangan-sắt chứa Mn từ 5 đến 40%,
- ochre đen,
- quặng mangan-sắt-kẽm,
- quặng bạc có hàm lượng mangan cao.
Trọng lượng riêng của quặng mangan và hàm lượng Mn trong đá
| Loại quặng mangan | Công thức hóa học | Mô tả | % Mn trong đá | Trọng lượng riêng (g/cm³) |
|---|---|---|---|---|
| Pyrolusite | MnO₂ | khoáng vật mềm màu xám đậm, có cấu trúc rõ | 63,2 | 4,8 |
| Psilomelane | mMnO·MnO₂·nH₂O | khoáng vật dạng hạt, độ cứng trung bình, dạng keo của MnO₂ | 45—60 | 3,7—4,7 |
| Manganite | MnO(OH) | khoáng vật xám đậm, độ cứng trung bình | 62,4 | 4,2—4,4 |
| Braunite | Mn²⁺Mn³⁺₆SiO₁₂ | khoáng vật cứng màu nâu đậm | 63,6 | 4,7—4,8 |
| Hausmannite | Mn₃O₄ | khoáng vật dạng hạt nâu đen, ánh bán kim và có vân | 72,03 | 4,8 |
| Rhodochrosite (manganese spar) | MnCO₃ | khoáng vật dạng hạt hoặc cột, màu đỏ tươi, hồng, nâu hoặc xám vàng | 47,8 | 3,5—3,7 |
| Rhodonite | (Mn,Fe,Mg,Ca)SiO₃ | khoáng vật bán trong suốt màu hồng anh đào, ánh thủy tinh | 30—46 | 3,5 — 3,7 |
Tạp chất trong quặng mangan
Quặng mangan chứa nhiều tạp chất, được chia thành các nhóm:
- Kim loại: sắt, kẽm, bạc, wolfram, nickel, đồng.
- Tạp chất đá thải tạo xỉ, kéo theo một phần mangan.
- Tạp chất bay hơi, chẳng hạn carbon dioxide hình thành khi nấu chảy manganese spar.
- Tạp chất khác. Nhóm này gồm lưu huỳnh và phosphor, có trong quặng dưới 1%. Chúng được coi là có hại; trong một số trường hợp sắt cũng là tạp chất không mong muốn.
Khoảng 95% lượng quặng mangan tiêu thụ thuộc về luyện kim, phần còn lại dùng trong công nghiệp hóa chất. Vì vậy, khi khai thác mỏ, trọng tâm là đáp ứng các yêu cầu hóa học:
- hàm lượng Mn trong đá phải cao nhất có thể để khai thác có hiệu quả kinh tế. Tùy loại và cấp quặng, tỷ lệ có thể từ 20%;
- hàm lượng tạp chất có hại thấp;
- lượng silica trong đá thải nhỏ.
Tính chất vật lý của quặng cũng quan trọng: khối lượng riêng, độ ẩm, kích thước, độ bền và khả năng tuyển ảnh hưởng đến khai thác, vận chuyển, lưu kho và công nghệ chế biến. Quặng mangan chưa tuyển không phải lúc nào cũng được dùng trực tiếp, nên tính toán thực tế phải xét cả thành phần hóa học và đặc tính vật lý của lô cụ thể.
Câu hỏi thường gặp
1 m³ quặng mangan nặng bao nhiêu?
Khối lượng phụ thuộc vào khoáng vật, hàm lượng Mn, sắt, silica, độ ẩm và đá thải. Khi tính toán phải dùng khối lượng riêng của loại quặng cụ thể.
Vì sao quặng mangan có thành phần thay đổi?
Mangan có trong quặng oxide, carbonate, silicate và quặng hỗn hợp, nên hàm lượng Mn cùng tạp chất thay đổi nhiều.
Những loại quặng nào quan trọng nhất trong công nghiệp?
Các khoáng vật có ý nghĩa kinh tế gồm pyrolusite, braunite, manganite, psilomelane, hausmannite, rhodochrosite và những khoáng vật mangan khác.