配料系统的自动配料系统的工作原理

自动配料系统的恒流量控制采用PID调节，流量计量控制是计量偏差与变频调速的结合。依据系统工艺流程介绍了配料系统的流量控制方式和系统控制过程，详细讲述了PLC的选型及PLC配料系统变频控制中的硬件设置、参数设定和软件设计过程。
自动配料系统是精细化工厂生产工艺过程中一道非常重要的工序，配料工序质量对整个产品的质量举足轻重。自动配料控制过程是一个多输入、多输出系统，各条配料输送生产线严格地协调控制，对料位、流量及时准确地进行监测和调节。系统由可编程控制器与电子皮带秤组成一个两级计算机控制网络,通过现场总线连接现场仪器仪表、控制计算机、PLC、变频器等智能程度较高、处理速度快的设备。在自动配料生产工艺过程中，将主料与辅料按一定比例配合，由电子皮带秤完成对皮带输送机输送的物料进行计量。PLC主要承担对输送设备、秤量过程进行实时控制，并完成对系统故障检测、显示及报警，同时向变频器输出信号调节皮带机转速的作用。
配料系统的软件组成：常规的配料系统软件部分是针对配料工段进行监控和自动化配料而设计开发的可视化电脑操作系统。具有操作简单方便、可靠性强、人机界面友好、功能完备等特点，可广泛应用于饲料、粮食、制药、冶金、化工等需要电脑自动配料的行业,智能化信息化水平高：上位机具有配方库管理功能；智能报表软件为生产管理提供大量数据信息，如配料结果列表、原材料消耗列表、生产量列表、配方使用结果记录等，可按时间、配方等生产班报、日报、月报和年报等统计及打印功能。同时提供两种用户自定义报表组件，一种是采用水晶报表进行二次设计；另外一种是把数据无缝嵌入到EXCEL报表中。另外，系统可与其他管理系统进行数据交互，满足深层次的数据分析要求。上位将每次运行各路的累计量、配比、运行起止时间等参数存储，以便查询。配料系统的软件部分可自动完成系统配料工艺流程，计算机画面实时显示配料系统(工作流程，软件操作简单，画面逼真。同时具有如下特点：上位机软件设置运行密码和重要参数密码修改保护，且用户实现分级管理，可任意定义人员的权限。
该配料系统的核心硬件均采用进口或国产优质产品，其中控制仪表采用优质称重控制仪表，它具有高精度，高可靠性，抗干扰能力强等特点。传感器选用高精度称重模块。称重模块安装简单、维护方便，为系统长期稳定性提供了可靠的保证。因此我们的配料系统精度高、速度快、稳定性能好，自动化程度高。
1.自动配料系统的构成
自动配料系统由5台电子皮带秤配料线组成，编号分别为1#、2#、3#、4#、5#、，其中1#～4#为一组，1#为主料秤，其余三台为辅料秤。当不需要添加辅料时，5#电子秤单独工作输送主料。系统具有恒流量和配比控制两种功能。对于恒流量控制时，电子皮带秤根据皮带上物料的多少自动调节皮带速度，以达到所设定流量要求。以主秤（1#）系统工艺流程来分析，工艺流程如图1所示。
自动配料系统加电后，皮带驱动电机开始旋转，微处理机根据当前操作控制电机转速。料斗中的物料落在落料区，经皮带运送到达称重区，由电子皮带秤对皮带上的物料进行称重。称重传感器根据所受力的大小输出一个电压信号，经变送器放大，输出一个正比于物料重量的计量电平信号。该信号送至上位机的接口，经采样后并转换成一个流量信号，在上位机上显示当前流量值。同时将此流量信号送至PLC接口，与上位机设定的各种配料给定值进行比较，然后进行调节运算，其控制量送至变频器，以此来改变变频器的输出值，从而改变驱动电动机的转速。调整给定量，使之与设定值相等，完成自动配料过程。
流量就是一定时间内皮带上走过的物料量。电子皮带秤称量的是瞬时流量，上位机给出的是设定流量，二者在实时计量中有所偏差。在流量实际控制中采用工业控制中应用最为广泛的PID调节，根据流量偏差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制，控制量输入和输出（误差）之间的关系在时域中可用公式表示如下：
公式中e（t）表示误差、控制器输入，u（t）是控制器的输出，kp为比例系数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数。图2为系统流量PID闭环调节结构图。在生产过程进行自动调节时，以主料成分的流量计量为依据，根据生产工艺要求通过上位机设定出总流量及主、辅料配比参数，按配方比例掺杂其余辅料。流量计量控制是计量偏差与变频调速的结合，具有结构简单、稳定性好、工作可靠和调整方便等优点。
当自动配料系统)开始工作时，启动配料生产线。首先系统程序进行初始化，通过上位机或触摸屏设置配料配比，检查料斗有无物料。若无物料，向料斗送料，启动配料生产线，由电子皮带秤进行称重并实时计量，CPU计算得实时流量及累计流量。若设定流量与实际流量有偏差，调节器根据系统控制要求比较设定值与实际流量的偏差，经PID调节改变输出信号以控制变频器对输送电机的速度调节，从而实现恒流量控制。根据配比各辅料同时混合计量，并按配方工艺要求添加。系统主程序控制流程如图：
自动配料系统)中主、辅料秤由可编程控制器（PLC）和上位机实现两级控制。现以1#～4#四台电子皮带秤的PLC控制分析为例，每一电子皮带秤有一台皮带驱动电机，两个料位传感器，一个速度传感器，一个称重传感器，一台变频器，它们构成了被控对象。电动机的启、停由开关量控制，PLC数字量输出信号作为变频器的控制端输入信号，经变频器调制输出高频脉冲给皮带驱动电机。料位传感器检测料斗有无物料，速度传感器测量电机的转速。系统需8个数字量输入信号，25个开关量输入信号和24个开关量输出信号，I/O点总数量为57。I/O点数量和类型如表1所示。
公司的SIMATICS7-/300，属于模块化小型PLC系统，各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。
根据系统被控对象的I/O点数以及工艺要求、扫描速度、自诊断功能等方面的考虑，选用SIEMENS公司S7-300系列PLC的CPU315-2DP。CPU315-2DP是唯一带现场总线（PROFIBUS）SINECL2-DP接口的CPU模板，具有48KB的RAM，80KB的装载存储器，可用存储卡扩充装载存储容量最大到512KB，最大可扩展1024点数字量或128个模拟量。根据统计出的I/O点数选择一个直流32点和一个16点的SM321数字量输入模块和一个32点SM322继电器输出模块。
3.2变频器选型及其功能设定
三菱公司提供了FR-A540系列变频器与该公司的标准电机相匹配时的技术参数。采用三菱的标准电机，1#皮带机额定功率2.2KW，2～4#皮带机额定功率为0.4KW，额定电压380V，额定电流5A，转速1420r/min，调速范围120～1200r/min。三菱FR-A540变频器自带有PID调节功能，根据自动配料系统生产工艺要求进行PID控制，需要检测设定的部分参数设定如下：
① Pr.1=50 Hz， Pr.2= 5 Hz，本系统Pr.18=120 Hz不变。
② Pr.19=9999，与电源电压相同
③ Pr.7=2s，加速时间（7.5K以下出厂设定值5s，0～3600s/0～360s）
Pr.8=2s，减速时间（7.5K以下出厂设定值5s，0～3600s/0～360s）
④ Pr.9 由电机额定值决定
⑤ Pr.14=0，适用恒转矩负载
⑥ Pr.79=3，外部/PU组合操作模式
⑦ Pr.183=8，实现RT开关=REX开关
⑧ Pr.12
8、Pr.12
9、Pr.130、Pr.13
1、Pr.132 、Pr.13
3、Pr.134根据现场PID调节具体要求来设定。
STEP7是西门子的S7-300系列PLC所用的编程语言，它是一种可运行于通用微机中，在WINDOWS环境下进行编程的语言。通过STEP7编程软件，不仅可以非常方便地使用梯形图和语句表等形式进行离线编程，并通过转接电缆可直接送入PLC的内存中执行，而且在调试运行时，还可在线监视程序中各个输入输出或状态点的通断情况，甚至进行在线修改程序中变量的值，给调试工作也带来极大的方便。
STEP7将用户程序分成不同的类型块。程序块分为两大类：系统块和用户块。用户块包括：OB=组织块，FB=功能块，FC=功能，DB=数据块。主程序可以放入“组织块”（OB）中，而子程序可以放入“功能块”（FB或FC）中。
在本系统中，PLC的主要任务是接受外部开关信号（按钮、继电器触点）和传感器产生的数字信号的输入，判断当前的系统状态以及输出信号去控制接触器、继电器、电磁阀等器件，以完成相应的控制任务。除此之外，另一个重要的任务就是接受工控机（上位机）的控制命令，以进行自动配料控制。
自动配料程序共有OB1及FC1至FC6等7个“块”。OB1是主程序，通过6个“CALL”调用语句，依次调用FC1至FC6等功能模块，达到组织整个程序的目的。程序中6个功能块的任务分配如下所示：
FCl负责系统开始运行以及运行方式的设定;FC2负责对系统的停止;
FC3负责计量泵和计量泵配比控制;FC4负责故障、事故处理控制;
FC5负责对变频器的控制;FC6负责指示灯的显示控制。
5.结束语
PLC代替了传统的机械传动及庞大的控制电器，实现了电气的自动化控制。通过对皮带电动机的变频调速，达到节约能源和提高配料精度。
本文的创新点是：自动配料系统采用PLC控制方案，具有功能强大、方便灵活、可靠性高、低成本、易维护等优点，大大提高了配料精度，便于计量的微机化控制，实现网络化生产管理，通过投产使用取得了良好的经济效益。此项目的经济效益为20万元。

锰矿基础知识

　　锰矿产品包括冶金锰矿、碳酸锰矿粉、化工用二氧化锰矿粉和电池用二氧化锰矿粉等。那么你对锰矿了解多少呢?以下是由我整理关于锰矿知识的内容，希望大家喜欢!

　　锰矿的经济指标

　　锰矿产品包括冶金锰矿、碳酸锰矿粉、化工用二氧化锰矿粉和电池用二氧化锰矿粉等。使用锰矿产品的冶金部门、轻工部门和化工部门根据不同的用途对锰矿产品有不同的质量要求。(一)冶金工业对锰矿石的质量要求

　　用于炼钢生铁、含锰生铁、镜铁的矿石，铁含量不受限制，矿石中锰和铁的总含量最好能达到40%～50%。

　　在冶炼各种牌号的锰系合金中，对矿石的含锰量和锰铁比值有一定的要求。冶炼中、低碳锰铁，矿石含锰量36%～40%，锰铁比6～
8、5，磷锰比0、002～0、0036;冶炼碳素锰铁，矿石含锰量33%～40%，锰铁比
3、8～
7、8，磷锰比0、002～0、005;冶炼锰硅合金，矿石含锰量29%～35%，锰铁比
3、3～
7、5，磷锰比0、0016～0、0048;高炉锰铁，矿石含锰量30%，锰铁比2～7，磷锰比0、005。

　　(二)化工及轻工部门对锰矿石的质量要求

　　化学工业上主要用锰矿石制取二氧化锰、硫酸锰、高锰酸钾，其次用于制取碳酸锰、硝酸锰和氯化锰等。化工级二氧化锰矿粉要求MnO2含量大于50%(表
3、
3、3)，制硫酸锰时，Fe≤3%、Al2O3≤3%、CaO≤0、5%、MgO≤0、1%;制高锰酸钾时，Fe≤5%、SiO2≤5%、Al2O3≤4%。

　　天然二氧化锰是制造干电池的原料，要求MnO2含量越高越好。对Ni、Cu、CO、Pb等有害元素一般厂定标准为：Cu<0、01%、Ni<0、03%、Co<0、02%、Pb<0、02%。矿粉的粒度要小于0、12mm。

　　锰对人体的影响

　　生理功能

　　
1、可促进骨骼的生长发育。

　　
2、保护细胞中细粒体的完整。

　　
3、保持正常的脑功能。

　　
4、维持正常的糖代谢和脂肪代谢。

　　
5、可改善肌体的造血功能。

　　盈缺和健康

　　锰缺乏症状可影响生殖能力，有可能使后代先天性畸形，骨和软骨的形成不正常及葡萄糖耐量受损。另外，锰的缺乏可引起神经衰弱综合症，影响智力发育。锰缺乏还将导致胰岛素合成和分泌的降低，影响糖代谢。

　　锰矿选矿 方法

　　我国锰矿绝大多数属于贫矿，必须进行选矿处理。但由于多数锰矿石属细粒或微细粒嵌布，并有相当数量的高磷矿、高铁矿和共(伴)生有益金属，因此给选矿加工带来很大难度。我国常用的锰矿选矿方法为机械选(包括洗矿、筛分、重选、强磁选和浮选)，以及火法富集、化学选矿法等。

　　
1、洗矿和筛分

　　洗矿是利用水力冲洗或附加机械擦洗使矿石与泥质分离。常用设备有洗矿筛、圆筒洗矿机和槽式洗矿机。

　　洗矿作业常与筛分伴随，如在振动筛上直接冲水清洗或将洗矿机获得的矿砂(净矿)送振动筛筛分。筛分可作为独立作业，分出不同粒度和品位的产品供给不同用途使用。

　　
2、重选

　　重选只用于选别结构简单、嵌布粒度较粗的锰矿石，特别适用于密度较大的氧化锰矿石。常用方法有重介质选矿、跳汰选矿和摇床选矿。

　　目前我国处理氧化锰矿的工艺流程，一般是将矿石破碎至6～0mm或10～0mm，然后进行分组，粗级别的进行跳汰，细级别的送摇床选。设备多为哈兹式往复型跳汰机和6-S型摇床。

　　
3、强磁选

　　锰矿物属弱磁性矿物〔比磁化系数X=10×10-6～600×10-6cm3/g〕，在磁场强度Ho=800～1600kA/m(10000～20000oe)的强磁场磁选机中可以得到回收，一般能提高锰品位4%～10%。

　　由于磁选的操作简单，易于控制，适应性强，可用于各种锰矿石选别，锰矿选矿中占主导地位。各种新型的粗、中、细粒强磁机陆续研制成功。国内锰矿应用最普遍的是中粒强磁选机，粗粒和细粒强磁选机也逐渐得到应用，微细粒强磁选机尚处于试验阶段。

　　
4、重-磁选

　　目前国内已新建和改建成的重-磁选厂有福建连城，广西龙头、靖西和下雷等锰矿。如连城锰矿重-磁选厂，主要处理淋滤型氧化锰矿石，采用AM-30型跳汰机处理30～3mm的洗净矿，可获得含锰40%以上的优质锰精矿，再经手选除杂后，可作为电池锰粉原料。跳汰尾矿和小于3mm洗净矿径磨至小于1m后，用强磁选机选别，锰精矿品位要提高24%～25%，达到36%～40%。

　　
5、强磁-浮选

　　采用强磁-浮选工艺仅有遵义锰矿。该矿是以碳酸锰矿为主的低锰、低磷、高铁锰矿。

　　据工业试验，磨矿流程采用棒磨-球磨机阶段磨矿，设备规模均为φ2100mm×3000mm湿式磨矿机。强磁选采用shp-2000型强磁机，浮选机主要用CHF型充气式浮选机。经过多年生产的考验，性能良好，很适合于遵义锰选矿应用。强磁-浮选工艺流程试验成功并在生产中得到应用，标志着我国锰矿的深选已经向前迈进了一大步。

　　
6、火法富集

　　锰矿石的火法富集，是处理高磷、高铁难选贫锰矿石一种分选方法，一般称为富锰渣法。其实质是利用锰、磷、铁的还原温度不同，在高炉或电炉中控制其温度进行选择性分离锰、磷、铁的一种高温分选方法。

　　我国采用火法富集已有近40年的历史，1959年湖南邵阳资江铁厂在
9、4m3小高炉上进行试验，并获得初步结果。随后，1962年上海铁合金厂和石景山钢铁厂分别在高炉冶炼出富锰渣。1975年湖南玛瑙山锰矿高炉不但炼出富锰渣，同时还在炉底回收了铅、银和生铁(俗称半钢)，为综合利用提供依据。进入80年代以后，富锰渣生产得到迅速发展，先后在湖南、湖北、广东、广西、江西、辽宁、吉林等地都发展了富锰渣生产。

　　火法富集工艺简单、生产稳定，能有效地将矿石中的铁、磷分离出去，而获得富锰、低铁、低磷富锰渣，这种富锰渣一般含Mn35%～45%，Mn/Fe12～38，P/Mn<0、002，是一种优质锰系合金原料，同时也是一般天然富锰矿很难同时达到上述3个指标的人造富矿。因此，火法富集对于我国高磷高铁低锰难选矿而言，是很有前途的一种选矿方法。

　　
7、化学选锰法

锰矿详细资料大全

在现代工业中，锰及其化合物套用于国民经济的各个领域。其中钢铁工业是最重要的领域，用锰量占90%～95%，主要作为炼铁和炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂，以及用来制造合金。其余10%～5%的锰用于其他工业领域，如化学工业（制造各种含锰盐类）、轻工业（用于电池、火柴、印漆、制皂等）、建材工业（玻璃和陶瓷的着色剂和褪色剂）、国防工业、电子工业，以及环境保护和农牧业，等等。总之，锰在国民经济中具有十分重要的战略地位。

基本介绍

• 中文名 ：锰矿
• 外文名 ：manganese ore
• 元素符号 ：Mn
• 原子序数 ：25
• 主要用途 ：冶金工业、实验室催化剂等
• 类别 ：矿物

简介,矿物原料,经济指标,矿业简史,选矿方法,人体影响,生理功能,盈缺和健康,相关资料,锰中毒,营养角度,工艺方法,

简介

矿物原料

锰是元素周期表中第四周期的第ⅦB族元素。在自然界中锰有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及Ⅶ价态，其中以Ⅱ和Ⅳ价态最为常见。锰在空气中非常容易氧化。在加热条件下，粉状的锰与氯、溴、磷、硫、矽及碳元素都可以化合。锰在地球岩石圈中以及矽酸盐相的陨石中表现有强烈的亲石性质，但在岩石圈上部则有强烈的亲氧性质，锰与铁在岩石圈中以及陨石中虽有许多相似的化学性质，但锰并不亲铁。在自然界中已知的含锰矿物约有150多种，分别属氧化物类、碳酸盐类、矽酸盐类、硫化物类、硼酸盐类、钨酸盐类、磷酸盐类等。但含锰量较高的矿物则不多。现就几种常见的锰矿物叙述如下。
(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。
(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。硫锰矿大量在沉积变质锰矿床中，是炼锰的矿物原料之一。

经济指标

锰矿产品包括冶金锰矿、碳酸锰矿粉、化工用二氧化锰矿粉和电池用二氧化锰矿粉等。使用锰矿产品的冶金部门、轻工部门和化工部门根据不同的用途对锰矿产品有不同的质量要求。 （一）冶金工业对锰矿石的质量要求 用于炼钢生铁、含锰生铁、镜铁的矿石，铁含量不受限制，矿石中锰和铁的总含量最好能达到40%～50%。 在冶炼各种牌号的锰系合金中，对矿石的含锰量和锰铁比值有一定的要求。冶炼中、低碳锰铁，矿石含锰量36%～40%，锰铁比6～8.5，磷锰比0.002～0.0036；冶炼碳素锰铁，矿石含锰量33%～40%，锰铁比3.8～7.8，磷锰比0.002～0.005；冶炼锰矽合金，矿石含锰量29%～35%，锰铁比3.3～7.5，磷锰比0.0016～0.0048；高炉锰铁，矿石含锰量30%，锰铁比2～7，磷锰比0.005。 （二）化工及轻工部门对锰矿石的质量要求 化学工业上主要用锰矿石制取二氧化锰、硫酸锰、高锰酸钾，其次用于制取碳酸锰、硝酸锰和氯化锰等。化工级二氧化锰矿粉要求MnO ₂ 含量大于50%，制硫酸锰时，Fe≤3%、Al ₂ O ₃ ≤3%、CaO≤0.5%、MgO≤0.1%；制高锰酸钾时，Fe≤5%、SiO ₂ ≤5%、Al ₂ O ₃ ≤4%。 天然二氧化锰是制造干电池的原料，要求MnO ₂ 含量越高越好。对Ni、Cu、CO、Pb等有害元素一般厂定标准为：Cu<0.01%、Ni<0.03%、Co<0.02%、Pb<0.02%。矿粉的粒度要小于0.12mm。

矿业简史

锰矿物的利用历史十分悠久，据文献记载，世界上利用锰矿物最早的国家有埃及、古罗马、印度和中国。我国利用锰矿物的历史可追溯到距今约4500～7000年前后新石器时代的仰韶文化（彩陶文化）时期。由于软锰矿呈土状，它的颜色呈黑色，极易染手，在古人看来，这是一种奇妙的陶器着色颜料。 可是锰元素的发现却比较晚，到1774年才由瑞典矿物学家甘恩（J。G.Gahn）从软锰矿中还原出了金属锰。 锰在钢铁工业上的套用是各国冶金学家几十年不懈努力的结果。1875年以后，欧洲各国开始用高炉生产含锰15%～30%的镜铁和含锰达80%的锰铁。1890年用电炉生产锰铁，1898年用铝热法生产金属锰，并发展了电炉脱矽精炼法生产低碳锰铁。1939年开始用电解法生产金属锰。最早开采的锰矿山是美国田纳西州惠特福尔德（Whitifeld）锰矿，始采于1837年，到1884年锰矿石年产量已达4万t。印度也是开采锰矿较早的国家之一，始采于1892年。第一次世界大战前，印度出口锰矿石一直居世界首位。1928年以后其地位被原苏联所取代。从本世纪20年代末原苏联的锰矿石产量一直居世界领先地位。此外，开采锰矿石比较早的还有巴西、加纳、澳大利亚、南非和加彭等国。 我国锰矿的地质找矿工作开始得也比较早，据所见资料，从1886年开始，并于1890年首先在湖北兴国州（今阳新）发现锰矿，随后于1897年和1907年又先后在湖南发现安仁、攸县和常宁、耒阳锰矿；1910年发现广西防城大直、钦州黄屋屯锰矿；1913年和1918年，前后发现了湖南湘潭上五都锰矿（1937年改称为湘潭锰矿）和广西木圭、江西乐华锰矿。我国老一辈地质工作者，如朱庭祜、王晓青、田奇玲王隽、李殿臣、李四光等等对湖南、广东、广西、江苏、江西等地做了大量锰矿地质调查，初步了解了我国一些锰矿产地及其锰矿石质量，探讨了锰矿床的成因。 大规模的锰矿地质勘查工作是在新中国成立以后。从1950年广西工业厅对桂平木圭锰矿、华东地测处对南京栖霞锰矿、西南工业厅对贵州遵义锰矿进行勘查开始，经过近50年广大地质工作者的努力，到1996年底，全国锰矿地质勘查投入约6.8亿元，机械岩心钻探工作量约190多万米，累计探明锰矿石6.48亿t。 我国最早开采的锰矿山是湖北阳新锰矿，始采于1890年，后因质量不佳，不久即行停采。阳新锰矿停采后，汉冶萍煤铁厂矿公司为了解决锰矿原料，于1908年在湖南常宁曲潭设常耒锰矿采运局，开采常宁—耒阳一带锰矿。1913年在湖南湘潭上五都发现锰矿后，1914年即由新组建的裕?矿业公司负责开采，到1917年已初具规模，日产锰矿石百余吨，最高年产达3万t，仅1916～1927年的12年间，运销日本八幡制铁所的锰矿石就达14.3万t（矿石品位不低于45%）。 据查阅资料表明，1949年以前全国曾开采过锰矿的地区有：湖北、湖南、广西、广东、江苏、江西、福建、贵州、河北和辽宁。据不完全统计，从1912年到1945年的33年间，我国共开采锰矿石140万t，年均产量4.2万t，最高年产7.43万t（1927年），主要集中于渝、黔、桂、湘、赣、辽、粤、苏8个省（区），合计135.8万t，约占全国总产量的96.8%，其中又以桂、湘两地为最多，占全国总产量的65.4%。 2015年，贵州省地矿局103地质大队在铜仁市松桃苗族自治县新发现了全隐伏的高地、普觉锰矿(整合)、桃子坪三个超大型锰矿床，其中普觉锰矿(整合)超大型锰矿床新探明锰矿资源量1.92亿吨，堪称亚洲第一。

选矿方法

我国锰矿绝大多数属于贫矿，必须进行选矿处理。但由于多数锰矿石属细粒或微细粒嵌布，并有相当数量的高磷矿、高铁矿和共（伴）生有益金属，因此给选矿加工带来很大难度。我国常用的锰矿选矿方法为机械选（包括洗矿、筛分、重选、强磁选和浮选），以及火法富集、化学选矿法等。
1、洗矿和筛分 洗矿是利用水力冲洗或附加机械擦洗使矿石与泥质分离。常用设备有洗矿筛、圆筒洗矿机和槽式洗矿机。 洗矿作业常与筛分伴随，如在振动筛上直接冲水清洗或将洗矿机获得的矿砂（净矿）送振动筛筛分。筛分可作为独立作业，分出不同粒度和品位的产品供给不同用途使用。
2、重选 重选只用于选别结构简单、嵌布粒度较粗的锰矿石，特别适用于密度较大的氧化锰矿石。常用方法有重介质选矿、跳汰选矿和摇床选矿。 我国处理氧化锰矿的工艺流程，一般是将矿石破碎至6～0mm或10～0mm，然后进行分组，粗级别的进行跳汰，细级别的送摇床选。设备多为哈兹式往复型跳汰机和6-S型摇床。
3、强磁选 锰矿物属弱磁性矿物〔比磁化系数X=10×10-6～600×10-6cm3/g〕，在磁场强度Ho=800-1600kA/m（10000～20000oe）的强磁场磁选机中可以得到回收，一般能提高锰品位4%～10%。 由于磁选的操作简单，易于控制，适应性强，可用于各种锰矿石选别，锰矿选矿中占主导地位。各种新型的粗、中、细粒强磁机陆续研制成功。国内锰矿套用最普遍的是中粒强磁选机，粗粒和细粒强磁选机也逐渐得到套用，微细粒强磁选机尚处于试验阶段。
4、重-磁选 国内已新建和改建成的重-磁选厂有福建连城，广西龙头、靖西和下雷等锰矿。如连城锰矿重-磁选厂，主要处理淋滤型氧化锰矿石，采用AM-30型跳汰机处理30～3mm的洗净矿，可获得含锰40%以上的优质锰精矿，再经手选除杂后，可作为电池锰粉原料。跳汰尾矿和小于3mm洗净矿径磨至小于1m后，用强磁选机选别，锰精矿品位要提高24%～25%，达到36%～40%。
5、强磁-浮选 采用强磁-浮选工艺仅有遵义锰矿。该矿是以碳酸锰矿为主的低锰、低磷、高铁锰矿。 据工业试验，磨矿流程采用棒磨-球磨机阶段磨矿，设备规模均为φ2100mm×3000mm湿式磨矿机。强磁选采用shp-2000型强磁机，浮选机主要用CHF型充气式浮选机。经过多年生产的考验，性能良好，很适合于遵义锰选矿套用。强磁-浮选工艺流程试验成功并在生产中得到套用，标志着我国锰矿的深选已经向前迈进了一大步。
6、火法富集 锰矿石的火法富集，是处理高磷、高铁难选贫锰矿石一种分选方法，一般称为富锰渣法。其实质是利用锰、磷、铁的还原温度不同，在高炉或电炉中控制其温度进行选择性分离锰、磷、铁的一种高温分选方法。 我国采用火法富集已有近40年的历史，1959年湖南邵阳资江铁厂在9.4m ³ 小高炉上进行试验，并获得初步结果。随后，1962年上海铁合金厂和石景山钢铁厂分别在高炉冶炼出富锰渣。1975年湖南玛瑙山锰矿高炉不但炼出富锰渣，同时还在炉底回收了铅、银和生铁（俗称半钢），为综合利用提供依据。进入80年代以后，富锰渣生产得到迅速发展，先后在湖南、湖北、广东、广西、江西、辽宁、吉林等地都发展了富锰渣生产。 火法富集工艺简单、生产稳定，能有效地将矿石中的铁、磷分离出去，而获得富锰、低铁、低磷富锰渣，这种富锰渣一般含Mn35%～45%，Mn/Fe12～38，P/Mn<0.002，是一种优质锰系合金原料，同时也是一般天然富锰矿很难同时达到上述3个指标的人造富矿。因此，火法富集对于我国高磷高铁低锰难选矿而言，是很有前途的一种选矿方法。
7、化学选锰法 锰的化学选矿很多，我国进行了大量研究工作，其中试验较多，较有发展前途的是：连二硫酸盐法、黑锰矿法和细菌浸锰法。尚未付诸工业生产。

人体影响

锰是人体必需的微量元素之一。 人体所摄取的锰在肠道内被吸收，主要分布在肌肉、肾脏和大脑内。锰是人体内多种酶的成分，在细胞代谢中起重要作用，与人体健康关系十分密切。 当食物中锰摄入不足，食物中钙、磷、铁等成分过多干扰了锰的吸收，或消化道疾病干扰了锰吸收，可引起锰缺乏。锰缺乏时可引起下列病变： ①骨质疏松，骨骼畸形，软骨受损，中老年人出现疲劳乏力、腰酸背痛、牙齿早脱、易骨折；儿童生长发育迟缓、骨骼畸形。 ②人体内的过氧化物歧化酶具有抗衰老作用，此酶内含有锰，当锰缺乏时则无抗衰老作用。 ③人体内严重缺锰时可致不孕症，甚至出现死胎、畸形儿等，男性雄性激素分泌减少。 ④大脑正常功能的发挥需要锰，当锰缺乏时可致智力减退，儿童多动症，甚至诱发癫痫和精神分裂症。

生理功能

1．可促进骨骼的生长发育。 2．保护细胞中细粒体的完整。 3．保持正常的脑功能。 4．维持正常的糖代谢和脂肪代谢。 5．可改善肌体的造血功能。

盈缺和健康

锰缺乏症状可影响生殖能力，有可能使后代先天性畸形，骨和软骨的形成不正常及葡萄糖耐量受损。另外，锰的缺乏可引起神经衰弱综合症，影响智力发育。锰缺乏还将导致胰岛素合成和分泌的降低，影响糖代谢。

相关资料

锰中毒

锰是一种灰白色、硬脆、有光泽的金属，锰广泛存在于自然界中，土壤中含锰0.25%，茶叶、小麦及硬壳果实含锰较多。 接触锰的作业有碎石、采矿、电焊、生产干电池、染料工业等。 锰是正常机体必需的微量无素之一，它构成体内若干种有重要生理作用的酶，正常每天从食物中摄入锰3-9毫克。 职业性锰中毒是由于长期吸入含锰深度较高的锰烟及锰尘而致，慢性锰中毒是职业锰中毒的主要类型。多见于锰铁冶炼、电焊条的制造与电焊作业以及锰矿石的开采、粉碎或干电池的生产等作业的工人。 临床表现：起病缓慢，发病工龄一般5-10年，也有工作20年以上无发病者，这可能与个体敏感有关，早期轻度表现有精神差、失眠、头昏、头痛、无力、四肢酸痛、记忆力减退等症状，有的人易激动、话多、好哭等情绪改变，常有食欲不好、恶心、流涎、上腹不适、 *** 减退或阳萎、多汗等，四肢有时麻木、疼痛、两腿沉重无力。 中度中毒除上述症状外，感觉两腿发沉、苯拙、走路速度减慢、易于跌倒、语言不清、口吃、做精细动作困难。重度中毒以上症状加重，四肢僵直、说知含糊不清，下颌、唇、舌出现震颤；写字试验时字越写越小，叫"书写过小症"；精神症状为自主的哭笔、记忆力减退、智慧型下降。 如被确诊为慢性锰中毒，应脱离锰作业，到医院进行驱锰治疗，驱锰药有依地酸钙、二巯基丁二酸钠，神经衰弱症状用中药调节。 矿山开采、爆破、粉碎、筛选等过程用湿式作业，如水风钻进行钻孔、水封爆破、喷雾降尘减少粉尘飞扬。车间采取机械通风或自然通风，减少空缺陷中锰尘浓度，焊剂、焊条、蓄电池生产过程中拌料、过筛等，采取密闭和吸尘装置，避免锰尘飞扬。加强个人防护，载滤膜口罩，饭前注意清洗，预防性体检，早发现早治疗。

营养角度

锰广泛分布于生物圈内，但是人体内含量甚微。成年人体内锰的总量约为200-400μmol，分布在身体各种组织和体液中。骨、肝、胰、肾中锰浓度较高；脑、心、肺和肌肉中锰的浓度低于20nmol/g；全血和血清中的锰浓度分别为200nmol/L和20nmol/L。锰在线粒体中的浓度高于在细胞浆或其它细胞器中的浓度，所以线粒体多的组织锰浓度较高。 锰的发现 18世纪后半叶，瑞典化学家T.O.柏格曼研究了软锰矿，认为它是一种新金属氧化物。他曾试图分离出这个金属，却没有成功。舍勒也同样没有从软锰矿中提取出金属，便求助于他的好友、柏格曼的助手——甘英。在1774年，甘英分离出了金属锰。柏格曼将它命名为managnese(锰)。它的拉丁名称manganum和元素符号Mn由此而来。在1913年已经知道锰是动物组织的成分之一，但从1931年才陆续在多种实验动物中发现缺锰的表现，从而确认锰是动物的必需微量元素之一。 食物来源 谷类、坚果、叶菜类富含锰。茶叶内锰含量最丰富。精制的谷类、肉、鱼、奶类中锰含量比较少。动物性食物虽然含量不高，但吸收和存留较高，仍不失锰的良好来源。 代谢吸收 全部小肠都能吸收锰。锰的吸收是一种迅速的可饱和过程，很可能是通过一种高亲和性、低容量的主动运输系统和一个不饱和的简单扩散作用完成的。锰的吸收机制有可能包括两个步骤，首先是从肠腔摄取，然后是跨过黏膜细胞输送，两个动力过程同时进行。在吸收过程中锰、铁与钴竞争相同的吸收部位，三者中任何一个数量高都会抑制另外两个的吸收。锰几乎完全经肠道排泄，仅有微量经尿排泄。吸收的锰经肠道的排泄非常快。 生理功能 锰在体内一部分作为金属酶的组成成分，一部分作为酶的激活剂起作用。 生理需要 成年人的锰的适宜摄入量为3.5mg/d，最高可耐受摄入量为10mg/d。

工艺方法

1.洗矿和筛分 2.重选 3.强磁选 4.重-磁选 5.强磁-浮选 6.火法富集 7.化学选锰法

河南锰矿选矿设备及工艺介绍

常用的锰矿选矿工艺主要有洗矿和筛分；重选：强磁选（磁选操作简单、易于控制、适要性强，近年来已在河南河南锰矿选矿中占主导的位）；重-磁选；强磁-浮选强磁-浮选法和火法富集；本文针对河南锰矿选矿设备及其工艺进行介绍。
一、氧化锰矿石选矿工艺
氧化锰矿石的选矿工艺以重选为主；碳酸河南锰矿石选矿生产实践较少，主要选用强磁选、重介质选矿和浮选等工艺；以风化矿床的次生氧化河南锰矿石为主，还有有些沉积型和热液型矿床的原生和次生氧化河南锰矿石；矿石中河南锰矿物主要是硬锰矿、软锰矿和水锰矿等；脉石主要是硅酸盐矿物，也有碳酸盐矿物，常伴生铁、磷和镍、钴等成分；风化型氧化河南锰矿石常含大量矿泥和粉矿，生产上选用洗矿—重选工艺；原矿经洗矿除去矿泥，所得的净矿，有的可作为成品矿石，有的须要用跳汰和摇床等再选；洗矿溢流有时也须要用重选或强磁选等工艺进一步回收；有的沉积型原生氧化河南锰矿石，因为开采贫化，生产上选用了重介质和跳汰重选剔除脉石，得到块状精矿选矿工艺；含铁氧化河南锰矿石中，铁矿物主要是褐铁矿；铁和锰难以用重选、浮选或强磁选分离，须要选用还原焙烧磁选工艺；工业上已选用了洗矿---还原焙烧磁选---重选流程选矿工艺。
二、碳酸河南锰矿石选矿工艺
沉积型碳酸河南锰矿石中，主要河南锰矿物是菱河南锰矿、钙菱河南锰矿、含锰方解石和菱锰铁矿等，脉石有硅酸盐和碳酸盐矿物，也常伴生硫和铁等杂质；矿石一般比较复杂，河南锰矿物嵌布粒度细到几微米，不易解离，往往难于得到较高的精矿品位；碳酸河南锰矿石选矿生产选矿工艺实践较少，研究了强磁选、重介质选矿和浮选等工艺；有的沉积型含硫碳酸河南锰矿石，工业上选用了炭质页岩、黄铁矿和河南锰矿物的顺序优先浮选流程；有的热液型含铅、锌碳酸河南锰矿石选矿工艺，选用了浮选—强磁选流程；有些含硫富河南锰矿石，河南锰矿物主要是硫河南锰矿，能选用焙烧工艺除硫；有的富碳酸河南锰矿石生产上也选用焙烧选矿工艺，除去挥发成分，得到成品矿石；氧化锰和碳酸河南锰矿石中都含有一些难选矿石，锰与铁、磷或脉石紧密共生，嵌布粒度极细，难以分选选矿工艺，能考虑用冶炼工艺处理；比如，处理高磷高铁河南锰矿石的富锰渣法，生产活性二氧化锰的硝酸浸出法和生产金属锰的电解法等均已有工业生产；此外，还有研究用连二硫酸钙法和细菌浸出法等选矿工艺。

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实验室可由软锰矿（主要成分为MnO2）制备KMnO4方法如下：软锰矿...

(1)3MnO2+KClO3+6KOH=3K2MnO4+KCl+3H2O
(2)3MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2+2H2O
(3)3MnO2-------3K2MnO4------2KMnO4 261 316 2.5*80% X X=2.42g
(4)2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4=2MnSO4+5Na2SO4+K2SO4+10CO2+8H2O
(5) 316 670 X 0.335 X=0.158 纯度=0.158/0.165=95.76%
工业上可用软锰矿（主要成分为MnO 2 ）和闪锌矿（主要成分为ZnS）...
C


　A项，酸溶时反应为MnO 2 ＋ZnS＋2H 2 SO 4 =MnSO 4 ＋ZnSO 4 ＋S＋2H 2 O，根据化合价的升降MnO 2 为氧化剂，错误；B项，假如换成用盐酸来酸溶，阳极发生的反应就是：2Cl － －2e － =Cl 2 ↑，得不到MnO 2 ，错误；C项，根据流程图可知硫酸可循环利用，正确；D项，电解时阳极Mn 2 ＋ －2e － ＋2H 2 O=MnO 2 ＋4H ＋ ，错误。