فرآوری کانه سخت منگنز
مقدمه
هدف از فرآوري کانه منگنز توليد محصول با مشخصات موردنیاز در صنايع مصرف‌کننده است. به دليل پايين بودن عيار منگنز در اكثر كانسارهاي شناسایی شده در ايران و نياز به محصول با عيارهاي بسيار بالا در اغلب صنايع مصرف‌کننده منگنز، به کارگیری روش‌های مختلف پرعيارسازي براي تغليظ سنگ استخراج شده لازم و ضروري است. با توجه به کاهش ذخایر معدنی پرعیار فلزی، بالا بودن هزینه‌های معدنکاری و مقرون به صرفه نبودن معدنکاری در معادن فلزی با عیار پایین، استفاده از روشهایی که بتوانند فلزات ارزشمند را از منابعی با عیار کم و یا کانسنگهای سخت (که پرعیارسازی آن‌ها دارای پیچیدگی هست) تغلیظ کند، لازم و مفید خواهد بود.
آشنایی
نام منگنز[1] از واژه لاتين Magnes (Magnet)گرفته شده است که به خواص مغناطيسي پيرولوزيت (کانه اصلي منگنز) اشاره ميکند. با نماد Mn، عدد اتمي 25، وزن اتمي94/54، وزن مخصوص 43/7 گرم بر سانتيمتر مکعب، سختي6 در مقياس موس، جلاي فلزي، شكننده و غير قابل انعطاف، نقطه جوش 1962 درجه سانتيگراد و نقطه ذوب 1244 درجه سانتيگراد. منگنز در گروه 7 جدول تناوبي به عنوان فلز [2]بوده و در دوره 4 قرار دارد. محتواي ايزوتوپي منگنز معمولاً با محتواي ايزوتوپي کروم تلفيق شده و در زمين شناسي ايزوتوپي به کار ميرود. نسبتهاي ايزوتوپي Mn-Cr شواهدي را از Al26 وPd107 به عنوان تاريخ آغاز بيستم خورشيدي تقويت ميکند. تغييرات در نسبت هاي Cr53/Cr52 و Mn/Cr از انواع متئوريتها، نسبت اوليه Mn53/Mn55 را نشان ميدهد که سيستم ايزوتوپي Mn-Cr را پيشنهاد ميکند چند ظرفيتي بودن منگنز به دليل به اشتراك گذاردن 7 الکترون در دو لايه خارجي، با توجه به توزيع 25 الكترونی منگنز، ميباشد. شش ايزوتوپ پايدار منگنز Mn51، Mn52 ،Mn53،Mn54،Mn55 و Mn56 ميباشند[1].
کانی شناسی
منگنز در بسياري از کانيهاي موجود در پوسته زمين وجود دارد. علارغم اين که بيش از 300 کاني حاوي منگنز شناسايي شدهاند، اما تعداد کانيهاي منگنزدار داراي ارزش اقتصادي کمتر از 12 ميباشد. مهمترين كانيهاي اقتصادي منگنز عبارتند از: اکسیدها شامل کانيهاي پيرولوزيت، پسيلوملان، هوسمانيت، براونيت، واد، فرانکلينيت، هيدروكسيدها (منگانيت)، كربناتها (رودوكروزيت)، سيليكاتها (ردونيت) و سولفورها (آلابانديت)[2
زمین شناسی اقتصادی
منگنز به صورت اکسيد و کربنات در دنيا گسترش وسيعي دارد و کربنات آن غالباً با عناصر ديگري از قبيل کلسيم، منيزيم و آهن همراه است. ذخاير اکسيد منگنز تقريباً خالص بوده و گروهي نيز حاوي مقادير جزئي کبالت، نيکل، تنگستن، مس و باريم يا موادي نظير رس، آهک، چرت و توف ميباشند.
هيچ کاني مستقلي از منگنز در مراحل اصلي تبلور ماگمايي يافت نميشود، ليکن تشکيل برخي از کانيهاي منگنز در پگماتيتها و ذخاير پنوماتوليتي و هيدروترمال بعد از مرحله ماگمائي مشاهده شده است.
در سنگهاي رسوبي نيز مينيمم فراواني منگنز در ماسه سنگ 001/0 تا 01/0% و ماکزيمم آن در خاک سرخ پلاژيک اقيانوسي 17/0%، 68/0% و 86/0% اندازهگيري شده است. متوسط درصد منگنز در سنگهاي رسوبي 056/0 % محاسبه شده است. انباشتگي درونزادي[1] منگنز فاقد ارزش اقتصادي است، در حالي که کانسارهاي عظيم آن در سنگهاي رسوبي شناخته شده است و کانسارهاي کوچک و بزرگ در سنگهاي آتشفشاني ـ رسوبي و در سطح هوازده سنگهاي دگرگونه تشکيل ميشوند. کانسنگهای منگنز از نظر عیار منگنز به صورت زیر تقسیم بندی می‌شوند[5،4]:
- کانسنگ منگنز[2] با منگنز بالاتر از ۳۵ درصد
- کانسنگ منگنز آهندار[3] با منگنز ۲۰ تا ۳۵ درصد
- کانسنگ منگنز آهنی[4] با منگنز بین ۱۰ تا ۲۰ درصد
- کانسنگ آهن منگنزدار[5] با منگنز بین ۵ تا ۱۰ درصد
- 6 کانسارهای منگنز تجزیهای یا سوپرژن
فرآیند تشکیل این کانسارها شامل تجزیه عناصر غیر از منگنز در سنگ مادر توسط آبهای سطحی و زیرزمینی است. این فرآیند باعث متمرکز شدن مواد باقیمانده و یا تجزیه و تهنشینی مجدد منگنز در پوسته هوازده نزدیک سطح می‌شود. اکسیداسیون سوپرژن برجا و غنیسازی سنگهای منگنزدار، به خصوص در سنگهای کربناته، یا تحرک مجدد کانسارهای منگنز قبلی در جریان هوازدگی منجر به تشکیل ذخایر پرعیار و اقتصادی میگردد. سنگ مادر این نوع کانسارها باید دارای درصدکانی منگنز ( ۵ تا ۱۰ درصد ) باشد. هوازدگی در مناطق گرمسیری معمولا منجر به افزایش عیار بیش از ۵ الی ۶ درصد نمیشود. اگر اکسیداسون شدید و فراگیر باشد، پیرولوزیت و یاکریپتوملان (بسته به تمرکز پتاسیم) مستقیما از رودوکروزیت یا پیروکروزیت تشکیل می‌شود. چنانچه اکسیداسیون محدود و دارای تغییراتی از بالا به طرف پایین سطح باشد، فازهای مختلف معرف حالتهای اکسیداسیون متفاوت تقریبا به صورت زیر می‌باشد
بازدیدها: 20