簡介
英文名：Manganese residual
富錳渣法是一種火法選礦方法,客觀存在是將不能直接用於冶煉的高鐵高磷難選錳礦石在高爐內或電爐內進行選擇性還原，在保證鐵磷等元素充分還原的前提下，抑制錳的還原，從而得到高錳低鐵，MN/P比值大的富錳渣。
火法選礦的優點
1、選別效果好能處理各種類型的錳礦。
2、產品質量好含錳高，錳鐵質量比高，含磷低。
3、錳回收高達85-90%，比機械選礦高水5%。
4、性能好產品物理性能好，適合長期貯存及長途運輸。
不足之處：需要大量的焦炭和電，生產成本略高，冶煉只能除去鐵磷和其它有色金屬，不能去脈石，由焦炭帶入灰份，增加雜質量
用途
富錳渣是一種中間產品，其來源可以是採用酸性渣法或偏酸性渣法生產高碳錳鐵時的附產品，也可以作為一種產品單獨生產。其用途主要有：
用做生產矽錳合金的原料由於富錳渣一般含SiO2較多，主要用於矽錳合金的冶煉。在電爐冶煉普通矽錳合金時，富錳渣的配比一般為30—40%，高的甚至達到70%。其目的主要在於調整入爐原料的Mn/Fe和P/Mn。有特殊要求的高矽矽錳合金，由於要求原料中Mn的含量大於40%，含鐵小於1%，含磷小於0.03%，所以幾乎全部要用富錳渣。
用做生產金屬錳的原料採用電矽熱法生產金屬錳時全部採用富錳渣做原料，要求為Mn大於40%，含鐵小於1%，含磷小於0.03%。用高矽矽錳合金做還原劑。
用做生產電爐錳鐵和中低碳錳鐵的配料由於原生礦中Mn/Fe,P/Mn往往達不到冶煉要求，一般配入一定比例含SiO2較低的富錳渣進行冶煉。
用做冶煉高爐錳鐵的配料高爐錳鐵所用的礦石有貧化的趨勢，當錳礦中Mn/Fe,P/Mn不符合要求時，可以配入40%--60%的富錳渣或更高，用以調配。
目前生產富錳渣的方法有高爐法、電爐法和轉爐法。生產富錳渣的高爐和冶煉生鐵的高爐相似，主要包括加料、送風、冶煉、收塵幾個工序。電爐冶煉富錳渣主要用礦熱爐。轉爐法工藝我國一般沒有採用。
富錳渣的生產方法
高爐富錳渣的生產1)高爐冶煉富錳渣特點
高爐冶煉富錳渣工藝流程、主要設備與高爐冶煉生鐵、錳鐵基本相同，但工藝操作又有顯著的特點。主要有：
①在高爐生產的所有產品中，高爐富錳渣冶煉爐溫最低。原則上要求爐溫控制在保證鐵、磷充分還原，錳不還原或少量還原，且液體渣鐵能有效分離的溫度範圍。一般為1250~1350℃，比生鐵高爐低100~150℃，比錳鐵高爐低200~250℃。
②在所有高爐產品中，高爐富錳渣冶煉爐渣鹼度最低。不添加熔劑，自然鹼度冶煉，鹼度一般小於0.4.
③高爐冶煉富錳渣一般是高負荷，低風溫操作。礦石含鐵低，風溫低，負荷高；礦石含鐵高，風溫高，負荷低。
④高爐冶煉富錳渣煤氣熱能和化學能利用較好。
⑤富錳渣冶煉為大渣量冶煉，渣鐵比高達3~5t/t，富錳渣的含錳量主要決定於礦石含錳和含鐵量，錳回收率可達85%~90%。
⑥入爐原料粒度，一般錳礦5~50mm，冶金焦炭20~80mm。
⑦高爐冶煉富錳渣的煤氣分布特點是，邊緣氣流要稍發展。因富錳渣冶煉渣量大，負荷重。
2)高爐冶煉富錳渣的操作制度
高爐冶煉富錳渣的操作制度包括熱制度、造渣制度、裝料制度和送風制度。這些制度的正確選擇，是高爐順行和取得良好技術指標的前提。
①熱制度,高爐熱制度是指控制合理而穩定的爐缸溫度。冶煉富錳渣的熱制度應符合以下要求：
a.有利於鐵、磷的充分還原，有利於抑制錳的還原，使產品符合用戶要求。
b.保證渣鐵順利從高爐排出，渣鐵能有效分離，渣中不夾雜鐵珠。
c.有利於充分利用風溫和降低焦比。
冶煉富錳渣的熱制度通過焦炭負荷和風溫調節。一般是穩定焦炭負荷，調節風溫來達到爐缸熱制度合適而穩定，在穩定焦炭負荷時應考慮以下因素：
a.入爐混合礦含鐵量的高低，含鐵愈高，負荷應愈低。
b.爐渣中錳含量高時，負荷要適當降低。
c.焦炭質量的好壞，焦炭中含固定碳愈高，負荷愈高。
d.熱風溫度的高低，熱風溫度高，負荷愈高。
②造渣制度合理的造渣制度是高爐冶煉有效進行的基礎，日常生產中主要通過控制爐渣鹼度(nCaO/nSiO2)和其他氧化物含量來控制產品成分和保證高爐冶煉順利進行。高爐冶煉富錳渣是選擇性還原，對爐渣的要求是：
a.在高爐冶煉中，鐵和錳還原在方向上是一致的，關鍵是溫度和所需的熱量不同。鐵的還原條件在高爐中容易得到滿足，因此爐渣成分選擇的重點是有利於抑制錳的還原，提高錳的入渣率。
b.因為是低溫冶煉，爐渣成分必須保證在低溫下有較好的流動性，以利渣鐵排放和分離。富錳渣冶煉均採用高MnO的低鹼度或自然鹼度爐渣,nCaO/nSiO2<0.4.
c.當渣中Al2O3大於20%，或 MnO高於58%時，渣的粘度大，流動性較差，甚至造成渣鐵分離困難和爐況失常，一般是加螢石來改善爐渣性能。螢石加入量是使渣中CaF2達到2%左右。
③裝料制度，裝料制度是指料批、料線和裝料順序。它直接關係到高爐的順行和煤氣熱能和化學能的利用。
高爐冶煉富錳渣負荷重，爐溫低，渣量大，因而料柱良好的透氣性和較發展的邊緣煤氣流是十分必要的。裝料制度要特別考慮如下因素。
a.有利於高爐順行。順行是高爐生產的基礎。
b.有利於煤氣熱能和化學能的利用。
c.要考慮礦石、焦炭的粒度組成、相對密度、強度、堆角等特點。
富錳渣高爐裝料制度是：
a.料線：是指大鐘開啟後大鐘下沿至料面的距離。富錳渣高爐要求比較發展的邊緣氣流，所以料線在爐料碰撞點以上。
b.料批：是指每批料礦石的重量。富錳渣高爐一般用較大的料批，料批的大小還要考慮原料的粒度組成、高爐內型，特別是爐喉直徑的大小，爐喉直徑大，料批也要大些。
c.裝料順序：是指礦石、焦炭裝入的順序。礦石先裝為正裝，加重邊緣，反之亦然。富錳渣高爐一般以倒裝為主。
料線、料批和裝料順序三者之間既相輔相成，又互相制約。裝料制度的調節，主要從爐況順行、煤氣利用是否好、爐喉煤氣曲線是否合理來判斷。富錳渣高爐較合理的爐喉煤氣曲線是邊緣CO2較低的雙峰曲線。
④送風制度，高爐送風制度決定煤氣流的初始分布和爐缸熱量的收支，包括風量、風溫和風速的確定。在風量、風溫一定時，風速決定於風口個數和風口直徑(風口的總進風面積)，富錳渣高爐送風制度選擇，主要考慮以下條件：
a.原燃料條件好，強度高，粒度均勻，粉末少，有利於改善高爐料柱的透氣性，可以用較大的風量和較高的風溫。
b.風口風速要使爐缸活躍，但又不使中心過吹，邊緣氣流要適當發展又不能使中心堆積。爐缸直徑越大，風口風速或鼓風動能也應越大。
c.高爐需要發展邊緣，則要降低鼓風動能，即風口風速。
調節送風制度，一般調節風口直徑和風溫，為活躍爐缸和發揮設備能力都力求全風操作。只是在處理爐況必要時，才減風量。使用高風溫是降低焦比的重要手段，一般要儘可能把風溫用上去。富錳渣高爐的風溫也可使用到800~900℃。
富錳渣高爐冶煉的生產技術經濟指標見表1。
富錳渣高爐冶煉即不同於高爐冶煉生鐵也不同於高爐冶煉錳鐵，具有自身的特點。因此在高爐爐型設計上也應充分考慮高爐冶煉富錳渣的特點，為高爐穩定順行創造可靠的基礎。高爐類型的具體要求是：
①富錳渣高爐負荷重，原料粒度小，強度差，因此在爐型設計上應有利於邊緣氣流發展，爐身角β不宜太大，以80°~85°為宜。
②富錳渣冶煉是大渣量冶煉，渣鐵比可達4~5t/t。因此要求有較大的爐缸容積。
③富錳渣冶煉是低溫冶煉，下部要抑制錳的還原，爐缸直徑也相對要大些，以使高溫區不過於集中。
④富錳渣高爐的爐型應是較矮胖型，H/D宜在3.5左右。
4)高爐冶煉富錳渣的技術進步
高爐富錳渣生產經過幾十年的發展，技術也逐步成熟，綜合利用和產品方案的革新取得了良好的經濟效益和社會效益。
①鉛銀回收。高爐冶煉富錳渣的產品有富錳渣、高錳高磷生鐵和煤氣。由於我國大部分鐵錳礦都是多金屬共生礦，含有較高的鉛銀等有色金屬。在高爐內鉛、銀均被還原為金屬，因而回收利用不但可以緩解對高爐生產的不良影響，還可大大沖減富錳渣的生產成本。
回收的方法是利用鉛熔點低，相對密度大，滲透力強，在爐底設集鉛槽和排鉛口，集鉛槽一般在爐底2~3層磚下，成豐字型。當爐基溫度大於350℃時，可以開鉛口排鉛，所得粗鉛含鉛98%，含銀1%，同時還含金等。
②富錳渣和煉鋼生鐵同步冶煉
富錳渣冶煉主要是處理高鐵高磷難選錳礦石，因此得到的副產品是高錳高磷鐵，其使用價值大為降低。而我國大部分鐵錳礦含磷並不高，一般在0.1%以下。通過配礦可以得到含磷0.4%~0.8%的含錳生鐵。生鐵中的錳也可以通過冶煉過程的控制來降低。
③渣口噴吹空氣冶煉富錳渣
為了提高富錳渣冶煉錳回收率，降低生鐵中錳含量。根據矽、錳、鐵、磷等元素對氧的親合力不同，採取向高爐爐缸強制供氧方法，從高爐渣口噴吹壓縮空氣，使高爐內已被還原的錳、矽重新氧化返回爐渣中，從而提高錳的富集效果，又降低生鐵中錳含量。
使用效果是錳回收率提高1.08%~4.77%，富錳渣含錳提高0.65%~1.29%，副產生鐵中錳降到5%以下。
1)電爐富錳渣的工藝過程與高爐冶煉富錳渣的工藝過程基本相同，都是渣中錳的富集過程，但在冶煉操作上則有所不同。主要有：
①電爐冶煉的熱源靠電源，電爐的爐料可以搭配部分粉焦和粉礦。
②電爐的爐身矮，料柱短，煤氣量少，故煤氣通過料柱的壓力降小。
③電爐冶煉富錳渣質量較好，渣中含錳量高，含磷和鐵較低，可以冶煉出w(SiO2)<20%,w(Mn)>48%的富錳渣(沒有焦炭的灰分參加造渣)。
④電爐富錳渣不僅可作為冶煉錳矽合金的原料，而且還可以作為冶鍊金屬錳的優質原料。
⑤出爐後，為使渣中的鐵珠完全沉澱(降低富錳渣含鐵、磷)需要在渣坑或渣包內鎮靜一定時間再放渣澆鑄。
2)電爐冶煉富錳渣的原料
電爐冶煉富錳渣的主要原料是含鐵的錳礦石、焦炭和螢石(或矽石)。為了滿足富錳渣質量要求，普通電爐富錳渣對入爐錳礦石的化學成分要求如下:m(Mn)/m(Fe)=0.3~2.5,w(Mn+Fe)≥38%，w(Mn)≥18%，w(A12O3+SiO2)≤35%，m(SiO2)/m(A12O3)≥1.7,m(CaO)/m(SiO2)0.3。錳礦石的入爐粒度，一般為5~50mm，含粉率小於8%，錳礦石含水要控制在8%以下。焦炭主要是做還原劑用，要求固定碳含量≥80%，灰分≤18%，焦炭粒度為3~15mm。螢石要求CaF2含量≥85%，粒度為5~80mm。矽石要求，SiO2含量大於97%，粒度為20~80mm,電爐富錳渣生產的主要技術經濟指標見表2。
