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软锰矿
软锰矿的成分叫二氧化锰，是一种常见的锰矿物。软锰矿含锰为63.19％，是重要的锰矿石。软锰矿非常软，还不及人的指甲硬。它的颜色为浅灰到黑，具有金属光泽。如果用手去摸，它会像煤一样弄黑你的手。软锰矿一般为块状或肾状或土状，有时具有放射纤维状形态。有趣的是有些软锰矿还呈现出一种树枝状附于岩石面上，人称假化石。软锰矿是其他锰矿石变成的，在沼泽、湖海等形成的沉积物中也可以形成软锰矿。
目录
简介
性质与结构
其他分类
工业应用
环保应用
相关词条
参考资料
简介
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软锰矿
软锰矿化学成分为MnO2，晶体属四方晶系金红石型结构的氧化物矿物。与正交（斜方）晶系的拉锰矿成同质二象（见同质多象）。发育良好的晶体呈柱状，称为黝锰矿，但罕见。通常呈块状或肾状，有时并具放射纤维状构造；也呈土状；还常呈树枝状见于岩石裂隙面上，习称假化石。通常为铁黑色，条痕也为铁黑色。金属光泽。摩斯硬度1～2，摸之污手。比重4.75。但黝锰矿呈钢灰色，摩斯硬度高达6～6.5，比重为5.1，并显示完全的柱面解理。软锰矿是最普通的锰矿物，也是锰的重要的矿石矿物。在强烈氧化条件下形成。除呈矿巢或矿层产于残留粘土中外，主要在沼泽中以及湖底、海底和洋底形成沉积矿床。前苏联、加蓬、巴西、澳大利亚等国以及中国湖南、广西、辽宁、四川等地锰矿床中均有大量软锰矿产出。软锰矿含锰63.19％,主要用来提炼锰，也用作氧化剂和玻璃去色剂等。
二氧化锰用于干电池、玻璃和陶瓷的着色剂、制锰等。天然存在的二氧化锰是软锰矿。它是强氧化剂，不能与有机物或其他还原性物质如硫、硫化物、磷化物等一起加热或摩擦。二氧化锰可用于制造干电池和涂料；在搪瓷、玻璃釉药、陶瓷等方面做黑色或紫色颜料；在橡胶工业中用作催化剂；加在含铁玻璃中可去掉绿色；还可制锰化合物。软锰矿一种重要的无机盐工业产品。黑色或灰黑色晶体或无定形粉末。不溶于水，高温下与碳反应生成金属锰。是两性物质，具有良好的吸附性能和较强的氧化能力。
性质与结构
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软锰矿
MnO2分子质量为86.94；黑色无定形粉末，或黑色斜方晶体；在535°C分解；390°C溶解；相对密度为5.026（水=1）；不溶于水、硝酸、冷硫酸，溶于冷盐酸而产生氯；强氧化剂，本身不燃烧，但助燃，不要和易燃物放置一起；急性毒性、慢性中毒、诱变性、致癌性、致畸性。二氧化锰是两性氧化物。它是一种常温下非常稳定的黑色粉末状固体，可作为干电池的去极化剂。在实验室常利用它的氧化性,和浓HCl作用以制取氯气：MnO2+4HCl=MnCl2+C12+2H2O。二氧化锰在酸碱介质中是一种强氧化剂。与浓硫酸反应有氧气生成；与浓盐酸反应有氯气生成。二氧化锰与熔融苛性钾在空气中反应生成锰酸钾(K2MnO4)。
MnO2具有α(四方)、β(四方)、γ(斜方)三种变体。软锰矿即β-MnO2。常含少量吸附水。碱或碱土金属、Fe2O3、SiO2等可作为混入物存在。四方晶系，a0=0.439nm，c0=0.286nm；Z=2。金红石型结构。复四方双锥晶类，D4h-4/mmm(L44L25PC)。晶体成柱状或近等轴状，但少见。有时呈针状、棒状、放射状集合体，也有呈烟灰状者。
钢灰色至黑色，表面常带浅蓝的金属锖色。条痕蓝黑至黑色，其它锰的氧化物则常具褐至褐黑色条痕。半金属光泽；不透明。解理完全。断口不平坦。硬度显晶者6~6.5；隐晶或块状集合体可降至1~2，能污手。性脆。相对密度4.7~5.0。
高价锰的氧化物主要见于沿岸相的沉积锰矿床和风化矿床中。在矿床氧化带和岩石风化壳，可形成风化成因的锰帽，最主要矿物是硬锰矿、软锰矿及锰铁矿等。低价锰矿物在氧化带可变为在氧化环境下最稳定的软锰矿。以其晶形、解理、条痕和硬度与其它黑色锰矿物相区别。重要的锰矿石矿物。
其他分类
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软锰矿
(1)软锰矿四方晶系，晶体呈细柱状或针状，通常呈块状、粉末状集合体。颜色和条痕均为黑色。光泽和硬度视其结晶粗细和形态而异，结晶好者呈半金属光泽，硬度较高，而隐晶质块体和粉末状者，光泽暗淡，硬度低，极易污手。比重在5左右。软锰矿主要由沉积作用形成，为沉积锰矿的主要成分之一。在锰矿床的氧化带部分，所有原生低价锰矿物也可氧化成软锰矿。软锰矿在锰矿石中是很常见的矿物，是炼锰的重要矿物原料。
(2)硬锰矿单斜晶系，晶体少见，通常呈钟乳状、肾状和葡萄状集合体，亦有呈致密块状和树枝状。颜色和条痕均为黑色。半金属光泽。硬度4～6，比重4.4～4.7。硬锰矿主要是外生成因，见于锰矿床的氧化带和沉积锰矿床中，亦是锰矿石中很常见的锰矿物，是炼锰的重要矿物原料。
(3)水锰矿单斜晶系，晶体呈柱状，柱面具纵纹。在某些含锰热液矿脉的晶洞中常呈晶簇产出，在沉积锰矿床中多呈隐晶块体，或呈鲕状、钟乳状集合体等。矿物颜色为黑色，条痕呈褐色。半金属光泽。硬度3～4，比重4.2～4.3。水锰矿既见于内生成因的某些热液矿床，也见于外生成因的沉积锰矿床，是炼锰的矿物原料之一。
(4)黑锰矿四方晶系，晶体呈四方双锥，通常为粒状集合体。颜色为黑色，条痕呈棕橙或红褐。半金属光泽。硬度5.5，比重4.84。黑锰矿由内生作用或变质作用而形成，见于某些接触交代矿床、热液矿床和沉积变质锰矿床中，与褐锰矿等共生，亦是炼锰的矿物原料之一。
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软锰矿
(5)褐锰矿四方晶系，晶体呈双锥状，也呈粒状和块状集合体产出。矿物呈黑色，条痕为褐黑色。半金属光泽。硬度6，比重4.7～5.0。其他特征与黑锰矿相同。
(6)菱锰矿三方晶系，晶体呈菱面体，通常为粒状、块状或结核状。矿物呈玫瑰色，容易氧化而转变成褐黑色。玻璃光泽。硬度3.5～4.5，比重3.6～3.7。由内生作用形成的菱锰矿多见于某些热液矿床和接触交代矿床；由外生作用形成的菱锰矿大量分布于沉积锰矿床中。菱锰矿是炼锰的重要矿物原料。
(7)硫锰矿等轴晶系，常见单形有立方体、八面体、菱形十二面体等，集合体为粒状或块状。颜色钢灰至铁黑色，风化后变为褐色，条痕呈暗绿色。半金属光泽。硬度3.5～4，比重3.9～4.1。硫锰矿大量出现在沉积变质锰矿床中，是炼锰的矿物原料之一。
工业应用
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软锰矿
锰是灰白色的金属，硬而脆，熔点1244℃，沸点2097℃，比重7.3。锰矿石是重要的矿物原料。主要用于冶金工业，特别是钢铁工业中。锰具有脱氧、脱硫及调节作用（如阻止钢的粒缘碳化物的形成），还能增加钢材的强度、韧性、可淬性。各类钢的生产都不能缺少锰。锰对铸铁的生产也是重要的。高锰钢（含Mn7.5～19%）具有特殊性能，如高碳高锰耐磨钢、低炭高锰不锈钢、中碳高锰无磁钢、高锰耐热钢等。锰与铜、镍、铝、镁的合金,也是耐热耐蚀的材料。在其他工业上，锰的用途也很广泛。二氧化锰在干电池中作消极剂；在有色金属湿法冶金、氢醌（对苯二酸）生产、铀的提炼上作氧化剂；在陶瓷和搪瓷生产中作氧化剂和釉色；在玻璃生产中用于消除杂色和制作装饰玻璃。化学工业上生产硫酸锰、高锰酸钾、碳酸锰、氯化锰、硝酸锰、一氧化锰等，是化学试剂、医药、焊接、油漆、合成工业等的重要原料。
环保应用
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软锰矿
随着现代工业的快速发展，工业废气排放量也越来越大，其中SO2对大气的污染已经危及环境的生态平衡和经济的可持续发展。国内外研究开发了许多烟气脱硫技术，美国和法国多采用抛弃法，而我国国土资源宝贵，大多采用吸收法。目前采用的“石灰乳吸收法”和“钠碱法”，其投资和运行费用高，且脱硫副产品的价格低，经济效益不明显。因此，进一步开发低成本、能回收高价值副产品的脱硫技术成为当务之急。软锰矿浆是一种很好的SO2吸收剂，近几年来，我们进行了软锰矿浆吸收SO2废气的实验研究，“软锰矿浆吸收法”可以较好地解决SO2废气对环境的污染问题，而且副产品硫酸锰又有较高的应用价值。该方法真正能做到“综合治理、变废为宝”。
反应原理
软锰矿中主要成分是二氧化锰，二氧化锰是强氧化剂，在酸性溶液中具有较强的氧化性，而SO2在水溶液中具有较强的还原性，从它们的标准电极电位可以看出，用软锰矿浆来吸收工业废气中SO2，会发生比较完全的氧化还原反应。根据《热力学数据》手册计算得ΔGθ＝－190kJ/mol，Kθ＝1．13×1034，可以看出反应(5)不仅能自发进行，而且可进行得较完全。从动力学观点来看，用软锰矿浆液来吸收工业废气中的SO2，反应是比较容易进行的，因为整个吸收过程在气、液、固三相内进行，由于吸收塔内加入了大量的填料，可使气液接触面积增大，从而使MnO2和SO2的反应有较好的动力学条件。
实验条件及方法
1.实验原料
烟气：利用SO2钢瓶气和空压机在缓冲瓶内配置成一定SO2浓度的模拟烟气。
软锰矿浆：将100～160目的软锰矿粉直接用清水配置而成。
2.实验方法
在实验室条件下，采用小型填料吸收塔吸收SO2烟气。
实验分析
1.对比实验一：验证最佳条件
将软锰矿吸收SO2废气的工艺条件确定在液固比为8∶1，鼓风量为300L/h，吸收温度为40℃(即由正交表所确定的最佳工艺条件)。试验结果：SO2吸收率为95．7％，大于正交表上的9次试验中的任意一次，因此可视为最佳工艺条件。
2.对比实验二：不同软锰矿的影响将软锰矿浆的品位由41．68％降低到25％，工艺条件确定在液固比为8∶1，鼓风量为300L/h，吸收温度为40℃(即由正交表所确定的最佳工艺条件)。试验结果：SO2吸收率为91．74％。由此可知，该工艺条件对于采用低品位软锰矿浆液作为吸收剂效果也很好。
结论
1.试验结果证明，用软锰矿浆吸收工业废气中的SO2，在技术上是可行的，SO2吸收率可达到90％以上。
2.用软锰矿浆吸收工业废气中的SO2方法比传统方法(如石灰—石膏法、双碱法、氨液吸收法)的社会经济效益好，副产品价值高。
相关词条
黄铁矿
黄铜矿
方铅矿
辉银矿
雄黄
辉钼矿
铜蓝
锰矿
白铁矿
辉铜矿
金红石
毒砂
尖晶石
赤铁矿
辉锑矿
石英
刚玉
钛铁矿
参考资料
【1】http://www.biox.cn/environ/200609/20060923232509_256068.shtml
【2】http://www.crystalstar.org/Photo/ShowPhoto.asp?PhotoID=93