高炉冶炼用的锰矿有氧化矿、碳酸盐矿、焙烧矿和烧结矿。矿石中的锰是高炉锰铁冶炼中的主要回收元素。锰矿石含锰量的高低直接影响锰铁冶炼技术经济指标。
锰矿中的磷是高炉锰铁生产中的控制元素,希望越低越好。含铁含磷高的矿石一般只能搭配使用,或通过选择性还原炼得低铁低磷的富锰渣。磷在钢铁产品中大都属有害元素。磷在高炉冶炼中理论上还原。因此锰铁产品中的磷含量取决于矿石、焦炭中的含磷量。但在高炉冶炼中,Mn的回收率和锰矿石的品位会在较大范围内变化,因此产品中的含磷量也随之变化。
高碳锰铁是以锰矿石为原料,在高炉或电炉中熔炼而成的,也是钢中常用的脱氧剂。因而在各种钢和铸铁中,几乎都含有一定数量的锰。锰铁常常被还作为合金剂使用,它的出现在钢液中有一定的除杂作用。
除高碳锰铁外,微碳锰铁不但也适用于低碳合金结构钢,不用改变原有的炼钢工艺,能优化合金,对于钢材的质量有一定的改善作用,降低炼钢材的成本,有着一定的经济效益的提升。
少溶剂法。冶炼碳素锰铁过去主要用高炉,随着电力工业的发展,用电炉的逐渐增多。这种方法是采用介于溶剂法和无溶剂法之间的所谓“弱酸性渣法”进行操作。该法是往炉料中配加适量的石灰或石灰石,把炉渣碱度m(CaO)/m(SiO2)或m(CaO+MgO)/m(SiO20)的比值控制在0.6~0.8之间,借以既能提高锰的回收率,又能获得含锰25%~30%和适量含CaO的炉渣,把该渣配入冶炼硅锰合金的炉料中,即可节约石灰,又能减少因石灰潮解而增加的炉料粉尘量,从而改善炉料的透气性。
国外电炉冶炼高碳锰铁多采用无溶剂法和少熔剂法的酸性法。而大量的锰和硅都是以铁合金的形式添加到钢液中的:锰铁、硅锰和硅铁。我国20世纪50年代也曾采用过无熔剂法冶炼,用含锰46%~47%的富锰矿生产出含锰76%80%碳锰铁,并同时获得含锰35%~40%富锰渣。但因我国贫锰矿较多,所以目前多采用溶剂法或少量溶剂法。
锰的另一重要化合物是KMnO4。高碳锰铁是以锰矿石为原料,在高炉或电炉中熔炼而成的,也是钢中常用的脱氧剂。KMnO4是紫色针状晶体。只要加入一点儿KMnO4,便足以使一大桶水变成紫色。KMnO4是很强的氧化剂,能杀菌。在公共场所的茶缸旁,常放着一桶紫色的消毒用水,人们称之为“灰锰水”,其实,这就是KMnO4溶液,浓度为千分之一。不过,这种水不能喝进肚里,因为它有催吐作用,在医学上用作洗胃剂和催吐剂。在分析化学上,KMnO4常用作氧化剂,KMnO4法便是用它作滴定液进行化学分析的。KMnO4被还原后,常变成二氧化锰。“灰锰水”用完后,底下常有些黑色的残渣,那便是二氧化锰。