硬锰矿
金属矿石
硬锰矿(Psilomelane)化学成分mMnO·MnO2·nH2O,含Mn45%~60%。斜方晶系。通常呈钟乳状、肾状、葡萄状集合体,亦有呈树枝状、致密块状集合体。颜色与条痕均为黑色。半金属光泽。硬度4~6。比重4.4~4.7。性脆。常见于锰矿床的氧化带和沉积锰矿床中。是炼锰的重要矿物原料。
硬锰矿简介
硬锰矿 Psilomelane (Ba2+,Mn2+)3(O,OH)6Mn84+O16
化学组成:硬锰矿成分变化很大,除化学式中已示出的成分外,一般用mMnO·MnO2·nH2O表示。由于低价氧化锰氧化程度的不同,MnO和MnO2之比,变化颇大。MnO2的含量通常为60~80%,MnO为8~25%,H2O为4~6%(当温度超过110℃时,失去大部分水)。微量成分有BaO(百分之几),有时有CaO,CoO,MgO,ZnO以及SiO2,Fe2O3,Al2O3等外来杂质。间或含有WO3(达1%有时5~8%)。
结晶形态:单斜晶系或斜方晶系;对称型3L2PC或3L2,晶体极少见。常为块状,葡萄状、钟乳状、肾状、乳房状,皮壳状、树枝状及土状等。
物理性质:黑色至暗钢灰色。条痕微褐黑色至黑色。不透明。半金属光泽至暗淡光泽。无解理。硬度4~6。比重4.4~4.7。
成因产状:硬锰矿是一种次生矿物,在地表条件下由含锰矿物风化形成。常与软锰矿针铁矿褐铁矿伴生。此外也见于沉积锰矿床中。
鉴定特征:以胶体形态,黑色、硬度大为特征。溶于HCl放出氯气。加H2O2剧烈起泡放出大量氧气。此可与类似的黑色矿物相区别。
主要用途:为炼锰的重要矿石。
硬锰矿的鉴定法
通常所谓的硬锰矿(mMnO·MnO2·nH2O)本不是一个独立的矿物种,而是一些细分散、多矿物的集合体,其组成成分上以锰的氧化物氢氧化物为主体,含有多种微量元素。在成因和形态上都是外生成因的,具一般胶体形成的葡萄状、钟乳状、肾状等特征的块体。陆地上和江湖海洋的泥砂中都有产出,如近年来发现海洋深部底层有大量的锰结核堆积,可能成为未来提取各种金属的宝库。
带负电荷的氢氧化锰凝胶体具有特别显著的吸附能力,它能吸附很多的阳离子,如Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Au、Ag、Bi、W、Ba等三四十种离子。即是说金属矿床氧化带的锰矿物,能保存早已淋滤掉的某些金属;同时也完全可能由于氢氧化锰的选择吸附,常常造成Au和Ag特别是Co的局部富集。因此,对黑色锰矿的化学成分须作过细的工作。
硬锰矿是强氧化环境下形成的矿物,矿不溶于硝酸而溶于盐酸。磷酸和硫酸中,一般采用盐酸溶矿为最好,因为它能与四价锰(MnO2)的氧化物作用,缓慢地形成四氯化锰,继而放出氯气使Mn4+变为Mn2+;当硬锰矿中有金存在时,溶矿过程中不稳定的四氯化锰能有效地参与溶解作用:
2Au+3MnCl4—→2AuCl3+3MnCl2
其他存在于硬锰矿中的高价阳离子如钴(Co3+)和镍(Ni3+)等都有类似作用:
Au+3CoCl3—→AuCl3+3CoCl2
Au+3NiCl3—→AuCl3+3NiCl2
故不以王水溶矿,也能鉴定氧化锰矿物中的金(往往呈显微金或次显微金状态)。
鉴定硬锰矿时,将矿物用1:1盐酸加热溶解,蒸发至近干时离开火源。干渣在显微镜下观察,如存在白色瓷状光泽的厚层时,证明有大量的锰(MnCl2),同时也预示了Cu、Co、Ni、Fe3+等的含量极少。若显草绿色或蓝色,则上列Cu、Co、Ni等赋色性离子存在的可信度相当大,当干渣的边缘出现黄褐色或锈褐色时则说明可能有Fe3+和Au等,出现放射状、锯齿状且具有金属光泽的物质则说明可能有铅(PbCl2)。
为验证以上观察到的迹象,干渣以1滴蒸馏水浸溶,加1颗碘化钾,柠檬黄色的鳞片状、六边形片状证明是铅;再加1滴1:1盐酸,则碘化铅沉淀迅速消失,溶液出现浅黄色粉状、无定形的碘化亚金(AuI),最后析出单质状态的金(在反光下呈金黄色),便是有金存在。
Cu、Zn、Co、Ni、Mn等的鉴定,是利用上列试过Pb、Au以后的试液进行,为此可将试液蒸干,加入1滴1:1硝酸,再蒸干,干渣以1滴3:1磷酸浸溶,溶液中有絮状的物质是二氧化硅(SiO2·xH2O)。然后依常规在试滴的近旁放1滴3%的K2Hg(CNS)4。试剂,进行沟通,将试剂引入试滴中。当试液中的涡流、乳化状的环带逐渐消失以后,可能会出现种种情况,由于产地不同,吸附的阳离子多少亦有差别,情况复杂多变。
产状及产地
硬锰矿的产状,大致同软锰矿,主要在外生条件下形成,即在锰矿床的氧化带和沉积矿床中形成,常和软锰矿同产。此外,作为一种次生的矿物,也可出现于热液锰矿矿床内。
在氧化带,硬锰矿主要卤褐锰矿Mn2O3,黑锰矿MnMn2O4,有时由矽酸锰及碳酸锰变成;也有由氢氧化锰经凝聚作用而独立形成的,这种常兄于空隙中,呈铺乳状或致密块状。
在沉积矿床中,硬锰矿成致密矿石的夹层产出,或成具球,心壳状构造的缅状体及球形结核产见。
当风化时,硬锰矿遭受氧化和脱水作用。在这种情况下,由它可变成软锰矿,主要沉积于洞穴及孔隙的表面上,常成黑色煤烟状块体。
用途
硬锰矿是提炼锰的重要矿石。可以用于制造各种含锰盐类:用于制取电池、火柴、印漆、肥皂等;用于玻璃和陶瓷的着色剂和褪色剂;还广泛应用于国防工业、电子工业以及环境保护和农牧业等行业,在国民经济中具有重要的战略地位。
我国硬锰矿主要产于浙江、江西等地。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 15:19
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