دانلود ‫پروژه کانه آرایی کانسنگ منگنز

پروژه پایانی جهت اخذ درجه کارشناسی مقدمه با رشد فزآینده صنایع نوپای کشورمان، نیاز به تهیه مواد خام از منابع داخلی افزایش چشمگیری می یابد.

در این راستا اکتشافات مواد معدنی می تواند نقش عمده ای در بازسازی و پیشرفت نوین صنایع ایران زمین داشته باشد.

منگنز از جمله فلزاتی است که اکتشاف آن جزو طرحهای اولویت دار قرار دارد.

زیرا کاربرد وسیع آن در صنایع فولاد، شیمیائی، باطری سازی، شیشه، سرامیک، کود، رنگرزی و رنگسازی و موارد دیگر بر کسی پوشیده نمی باشد.

با اجرای طرحهای اکتشافی که توسط ارگانهای ذیربط صورت گرفته، و کماکان نیز با شتاب و آهنگ بیشتری در حال انجام می باشد.

اخبار امیدوار کننده ای از پیدایش کانسارهای متعدد منگنز تقریباً‌ در تمامی استانهای کشورمان به گوش می رسد با جمع بندی دانسته ها و مطالعات اکتشافی اخیر کانسارهای متعدد منگنز اما در مقیاس کوچک در ایران شناسائی شده است.

علیرغم اینکه رخداد کانسار های منگنز نوع رسوبی با ذخائر عظیم مانند کانسارهای منگنز تیپ چیاتوری و نیکوپول روسیه و دیگر ذخائر مشابه تاکنون در کشورمان کشف نشده، اما خوشبختانه کانسارهای کوچک و متعدد غنی شده منگنز که وجود آن در بسیاری از مناطق ایران خصوصاً در زونهای آمیزه رنگین و در باریکه های تکتونیکی به اثبات رسیده که مجموعاً می تواند، حیات تازه ای به صنایع وابسته به این فلز استراتژیک ببخشد.

منگنز منگنز یکی از مهمترین فلزات برای فروآلیاژها بحساب می آید.

منگنز نه تنها برای ساخت فولادهای با منگنز بالا ضروری می باشد.

بلکه اغلب یک فلز بدون جانشین و لازمه برای ساختن تمام فولادهای کربن دار است.

برای تولید هر تن فولاد مقدار 13 تا 20 پوند منگنز نیاز می باشد.

حدود 95 درصد منگنز تولید شده در صنعت متالورژی بکار می رود.

و مقدار کمی از آن برای ساخت دیگر آلیاژ ها مانند بعضی از برنزها استفاده می گردد.

مهمترین و اصلی ترین هدف کاربرد منگنز در ساخت فولاد، اکسیژن و گوگردزدائی از آن می باشد.

زیرا منگنز همانند یک فیلتر عمل می کند بطوریکه محصول نهائی بصورت فلز بی عیب و سالم بدست می آید.

از کانسنگی که شامل حداقل عیار 46 درصد منگنز است می توان فرومنگنز با عیار 80 درصد منگنز و 15 تا 18 درصد آهن تولید نمود.

همچنین منگنز در ساخت آلیاژ اشپیلایزن (20 درصد منگنز، مابقی آهن) نقش اساسی را ایفاء می کند.

کانسنگ منگنز با خلوص زیاد به جهت ساخت باطری های خشک و دیگر صنایع از جمله شیشه سازی، رنگسازی، رنگ دانه ها، رنگرزی و کودها استفاده می شود.

منگنز در صنعت فولاد به جهت سفتی و استحکام دادن به محصولات آن از جمله ورقه های فولادی، آرماتورها، چرخهای ماشین، سوزنهای راه آهن، صندوقهای نسوز، سنگ شکن ها، دستگاههای برش و آسیاب، ماشین ابزار، چرخ دنده ها، اسکلت فلزی، پلهای فلزی و خیلی موارد دیگر کاربرد دارد.

2-کانی شناسی منگنز (2 و 1) منگنز در بسیاری از کانیهای موجود در پوسته زمین وجود دارد و تاکنون بیش از 300 کانی حاوی منگنز شناخته شده است، اما تعداد کانیهای منگنزدار که دارای ارزش اقتصادی می باشد کمتر از 12 کانی است.

جدول شماره 1 ترکیب شیمیایی Mn موجود در برخی از کانی های مهم منگنز را نشان می دهد.

3- کاربردهای منگنز (2) منگنز از فلزاتی است که به علت دارا بودن خواص فیزیکی و شیمیایی مطلوب، کاربردهای متنوعی در صنایع یافته است.

حدود 90 تا 95 درصد از تولید جهانی این ماده معدنی در متالورژی فولادهای معمولی ریخته گریها و ساخت فروآلیاژهای مختلف به کار می رود 5 الی 10 درصد باقیمانده از تولید جهانی این ماده معدنی نیز در صنایع باتری سازی و در صنایع شیمیایی (رنگ آمیزی – صنایع شیشه، صنایع کشاورزی تصفیه آب) مورد استفاده قرار می گیرد.

در ایران علاوه بر سنگ منگنز مور استفاده در صنایع فولادسازی، مقداری سنگ پرعیار نیز جهت ماده اولیه کارخانجات فروآلیاژ سازی نیاز می باشد.

4- چرخه منگنز ذخائر منگنز ممکن است بصورت فرعی به همراه ماده معدنی آهن و یا بطور جداگانه از آهن ذخائر منگنز رسوبی را تشکیل دهند.

اکسیدهای آهن در محیط PH پائین تری (در محیط احیاء تر از محیط رسوبی منگنز) نسبت به اکسیدهای منگنز رسوب می کنند.

بنابراین آهن و منگنز بدین ترتیب از یکدیگر جدا می گردند.

(به احتمال زیاد در محیطی با PH یکسان در حد اشباع رسوب می کند) اما در پاره ای موارد نیز چنین نمی شود.

در محیط های خنثی رسوب گذاری آهن و منگنز بصورت کربنات همزمان صورت می گیرد.

همچنین جدایش منگنز و آهن تحت شرایط اکسیداسیون انجام می پذیرد.

زیرا رسوب گذاری اکسید و هیدروکسیدهای آهن در درجه اکسیداسیون پایین تری (EH) در مقایسه با ترکیبات منگنزدار در محیط هائی با PH یکسان رخ می دهد.

ذخائر بزرگ منگنز رسوبی گزارش شده نسبتاً کم اما مهم تر از دیگر ذخائر منگنز اکتشاف شده می باشد.

ولی کانسارهای فوق الذکر از لحاظ تعداد و میزان ذخیره کم و کوچکتر از ذخائر آهن رسوبی است.

رسوب گذاری سنگ منگنز به اشکال کربنات یا اکسیدی می تواند در دریاچه ها،‌ باتلاقها و دریاها رخ دهد.

و آهن نیز به موازات منگنز تحت شرایط یاد شده تشکیل شود.

اما تفاوت این دو در دجه اکسیداسیون و شکل اکسیدهای آن است.

اگرچه اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن در طبیعت بطور کامل ناشناخته می باشند.

اما ترکیبات هم ظرفیت منگنز بصورت کانی های مشخص بخوبی قابل شناسائی است.

منگانیت به فرمول شیمیائی Mn2O3 , H2O و هوسمانیت به فرمول شیمیائی Mn3O4 نقطه مقابل گوتیت و منیتیت می باشد.

اما منگنز بصورت دی اکسید (MnO2) که عمده ترین کانی منگنزدار است، مانند کانه های یاد شده نقطه مقابلی در ترکیبات آهن دار ندارد.

کانسارهای نوع دریائی منگنز عمدتاً بشکل دی اکسید در داخل رسوبات عمیق دریاها و آبهای کم عمق تشکیل می گردند.

این کانسارها بصورت گرهک هائی بشکل مواد رنگی و پوشش های سطحی بر روی فسیل ها بطور گسترده پخش می باشند.

به عقیده هوت (HEWETT) مقادیر فراوانی از این گرهک ها در نواحی اقیانوسی غالباً در زیر رسوبات کم ضخامت انباشته شده است.

گرهک های منگنزدار که در آبهای عمیق تشکیل می شوند، از نظر اقتصادی بسیار مهم می باشند.

هوت نتیجه گیری می کند که اغلب کانسارهای منگنز استراتیفورم جهان حاصل از محلولهای گرمابی با درجه حرارت کم هستند که از اعماق زمین و کانونهای فعال آتشفشانی نشأت می گیرند.

در این ذخائر میزان آهن بدلیل هواخوردگی سنگهای قاره ای بسیار ناچیز می باشند.

در نزدیکی سواحل، رسوبات آهن و ذرات ریزاکسید منگنز یا ژلهای بیوکربناتی و اکسیدهای دیگر و کربناتها و یا هر دو فلز آهن و منگنز رسوب می نماید.

شکل این اکسیدها بصورت تخم ماهی یا االیتیک عمدتاً بصورت کانه های پیلوملان و پیرولوزیت است.

به همراه کانه های یاد شده فسیل های دریائی نیز یافت می شوند که این مطلب منشأ دریایی بودن منگنز را تأیید می کند.

سنگهای دربرگیرنده ماده معدنی عموماً شیل و آهک و مقدار کمی هم ماسه سنگ می باشد.

1-5منشاء و انواع کانسارهای منگنز منگنز با چهار ظرفیت 2+ ، 3+ ، 4+ و 6+ در طبیعت وجود دارد.

که منگنز دو ظرفیتی آمادگی جایگزینی با عناصر کلسیم و آهن دو ظرفیتی را دارد.

به همین علت عموماً منگنز به همراه این عناصر دیده می شود.

منگنز دو ظرفیتی در محیط های احیاء یا نزدیک به خنثی شرایط مساعدی برای محلول شدن را دارد.

اما تمرکز آن زمانی صورت می گیرد که نیروی احیاء کنندگی افزایش یابد.

در محیط های فوق اکسیدان منگنز با ظرفیت بیشتر تشکیل می شود و نسبتاً نامحلول است.

اکثر ترکیبات محلول آهن که در طبیعت یافت می شوند از ترکیبات منگنز دو ظرفیتی کم محلول تر می باشند.

آهن عموماً قبل از منگنز رسوب گذاری می نماید.

زیرا یون های آهن زودتر از یون های منگنز راسب می گردند.

شرایط و مراحل رسوب گذاری نیز در جدایش آهن و منگنز مؤثر می باشد.

مگر اینکه نسبت آهن به منگنز بطور غیرعادی افزایش یابد.

هردو پارامترهای رسوب گذاری و غنی شدن در پیدایش کانسارهای منگنز مؤثر می باشد.

کانسارهای منگنز اولیه ممکن است به سه گونه دسته بندی گردند: رسوبی (شامل گرهک های کف دریاها) ولکانوژن (با منشاء آتشفشانی) گرمایی (هیدروترمالی) حدود محوسازی بعضی از آنها تدریجی است.

فرآیندهای سوپرژنی در تغییر کانسارهای نزدیک سطح زمین مؤثر است.

بویژه نقاطی که اکسیدهای منگنز نسبتاً نامحلولند، در شکل گیری کانسارهای نوع برجا، حائز اهمیت می باشد.

بیشترین تولید منگنز در دنیا از کانسارهای رسوبی و برجا بدست می آید.

که قسم دوم مربوط می شود به کانسارهای سطح الارضی حاصل شده از هوازدگی کانی های منگنز در شیتها، پگماتیتها، لایه های رسوبی، رگه های پر شده در شکافها و مواد معدنی حمل شده.

2-5گرهک های منگنز در اعماق دریاها گرهک های منگنز ممکن است یکی از بزرگترین منابع تأمین کننده منگنز، مس، نیکل، کبالت و فلزات دیگر به حساب آیند.

میزان واقعی این ذخائر را میلیاردها تن تخمین زده اند.

حتی پیش بینی می شود که این منابع پایان ناپذیر باشد.

عمده گرهک های مشخص شده در اقیانوس آرام از کانیهائی با عیار 20 درصد منگنز و 5/1 درصد مس و نیکل و در شرایطی تا 3/0 درصد کبالت و فلزات دیگر تشکیل و غنی شده اند.

6- نحوه رسوب گذاری و جدایش منگنز و آهن از یکدیگر ارتباط توالی کانه های منگنز با آهن به هنگام رسوب گذاری آن می باشد.

در زمان رسوب گذاری آهن و منگنز بطریق شیمیائی از محلولهای کربناته، و بدلیل با ثبات تر بودن کربنات منگنز نسبت به کربنات آهن، نتیجتاً منگنز در محلول کربناته بیشتر حل و نسبت به آهن دیرتر راسب می شود.

بنابراین عوامل فوق در تفکیک ایندو دخیل می باشند.

تفکیک منگنز و آهن در محیط اکسیدان صورت می پذیرد زیرا رسوب اکسیدهای آهن در شرایط اکسیداسیون پائین تری در مقایسه با ترکیبات منگنزدار در هر درجه از PH رخ می دهد.

در شرایط اکسیداسیون یکسان (EH) آهن بصورت اکسید شروع به رسوبگذاری می کند.

که رسوب گذاری منگنز در درجه PH پائین تری از آهن صورت می گیرد.

اما در محیط خنثی آهن و منگنز ممکن است به همراه هم و بصورت انواع کربناتها رسوب گذاری نمایند.

1-7شرایط رسوب گذاری بخش اعظم شرایط رسوب گذاری بستگی به ترکیب کانی شناسی کانسار از قبیل اندازه و ابعاد کانی ها، درجه خلوص، پراکندگی، وسعت و چینه شناسی کانسار دارد.

کانه های آهن و منگنز رسوبی می توانند در محیط آبهای شیرین و دریائی و لجن زارها، مرداب ها، گندآبها، دریاچه ها، چشمه های آب گرم و اقیانوسها تشکیل شوند.

فسفات و سولفورها غالباً در شرایط دریائی شکل می گیرند.

2-7 دریاچه ها و لجن زارها (آبهای راکد) کانسارهائی که در لجن زارهای محصور و دریاچه های راکد تشکیل می شوند.

کوچک و محدود می باشند.

آهن بصورت هیدروکسید یا کربنات آهن دو ظرفیتی بدلیل عدم حضور مواد آلی فوراً با اکسیژن ایجاد واکنش می کند و به اکسیدهای آهن تبدیل می گردد.

در این کانسارها معمولاً ناخالصی هائی وجود دارند.

در کبک (QUEBEC) کانادا و کشور سوئد ماده معدنی آهن موجود را از لایروبی کف دریاچه ها بدست می آورند.

شرایط برای رسوب گذاری ماده معدنی در لجن زارها به نواحی وسیع و پوشیده از برف و یخ بستگی دارد.

منگنز ممکن است به تنهائی و یا به همراه آهن با منشاء باتلاقی تشکیل کانسار بدهد.

کانسارهای منگنز ناخالص بصورت اخرای منگنز (WAD) می باشند.

هوت اشاره نموده که گرهک های اکسید منگنز نیز در دریاچه ها از جمله دریاچه تین (TYNE LAKE) اسکاتلند و دریای سلر (SELLER SEA) اطریش پیدا شده است.

در هیل بوروق (HILLS BOROUGH) نیوبرونسویک (NEW BRUNSWICK) منگنز با منشاء یاد شده، 2 متر ضخامت و مساحتی به میزان 17- جریب را در اشغال دارد.

3-7 حوضه های باتلاقی (مردابی) در مناطق دارای آب شور و باتلاقی، دریائی و گندآبها، آهن در جوار درختان و گیاهان ذخیره می گردد.

رسوب گذاری بیوکربناتهای آهندار یا محلولهای آلی بویژه در محیط هائی که در آن تخلیه دی اکسیدکربن صورت می گیرد، بوقوع می پیوندد.

با از بین رفتن گیاهان ذخائر آهن در محیط اکسیدان بصورت کربنات آهن (سیدریت) و در غیر اینصورت بصورت هیدروکسید و در میحط های احیاء به کربنات تا کربنات آهن تغییر می یابد.

مراحل انباشته شدن و تجمع آن همانند ذغال سنگ صورت می گیرد.

بنابراین سیدریت رسوبی می تواند در اندازه های ذخائر ذغال سنگی بوجود آید.

اگر سیدریت در امتداد تجمع گیاهان ذخیره شود، بصورت یک باند سیاه از ماده معدنی آهندار شکل می گیرد و رخداد آن بشکل لایه های ذغالی می باشد.

اگر در این ذخائر ذغالسنگ به همراه ماده معدنی دیده شود، شکل ظاهری آن مانند ذغالسنگ است.

و حتی در مواقعی آن را با ذغال سنگین اشتباه می گیرند.

اما می توان بدلیل وزنشان آنها را از یکدیگر تمیز داد.

در صورتیکه کانسارهای مزبور هم اندازه با کانسارهای ذغالی و ماده معدنی حاوی مقدار زیادی رس باشد.

بدان سنگ آهن رس دار با ناخالصی کربنات اطلاق می شود.

ماده معدنی کربناتی رسوبی عمدتاً حاوی ناخالصی هائی از قبیل مواد آلی رس، ماسه سنگ و دیگر کربناتها می باشد.

نحوه کانی سازی