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 منگنز نیز همانند آهن صورت می پذیرد.

به عقیده هوت کانسارهای کربناته در رسوبات توسعه زیادتری نسبت به ذخائر مشابه دیگر دارند.

این ذخائر پس از طی مراحل غنی شدن کانسارهای اقتصادی منگنزدار تیپ اکسیدی برجا را بوجود می آورند.

4-7 تشکیل کانسارهای منگنز در محیط های دریائی غالب ذخائر اقتصادی منگنز رسوبی در مناطق دریائی شکل می گیرند.

اکثراً تحت شرایط خاص آبهای کم عمق و در آبهای آزاد تشکیل می گردند.

گرهک های منگنز که از نظر اقتصادی بسیار ارزشمندند، مقادیر مهمی از فلزات پایه و قیمتی را در داخل رسوبات قعر دریا برجای می گذارند.

همچنین سیلیکاتهای آهن نیز در دریاهای آزاد به وفور انباشته شده اند.

این کانسارها بندرت ارزش اقتصادی دارند.

اما بعضی از آنها جزو کانسارهای اقتصادی به حساب می آیند.

برخی از کاوشگران دریافتند که پاره ای از معادن اکسیدی آهن از این تیپ نهشته ها مشتق شده اند.

مناطق کم عمق دریاها و باتلاقها یا دریاهای وسیع خشک شده، و باریکه ها، می توانند مکانهای مناسبی برای رسوب گذاری و شکل گیری کانسارهای بزرگ آهن و منگنز و سنگهای فسفاته، گوگرد و سنگهای کربناته اقتصادی و رسوبات رسی باشند.

8-تمرکز کانسارهای منگنز برجا رخداد کانی سازی منگنز و آهن تحت شرایط یکسانی صورت می گیرد.

منتها میزان نهشته های منگنز نسبت به آهن بسیار کمتر است.

اکسیدهای منگنز نسبت به آهن کم محلول تر است.

و یونهای آن بصورت متمرکز و انبوه در محلول باقی می ماند.

این کانه ها در اثر هوازدگی سنگهای آهن منگنزدار و بطور برجا به کانسارهای منگنز تبدیل می گردند.

شرایط تشکیل این گونه ذخائر مشابه کانسارهای آهن نوع برجا است.

ذخائر آهن معمولاً مقادیری منگنز به همراه دارند.

منتها شرایط ویژه مربوط به جدایش ایندو از یکدیگر در ارتباط با درجه PH و EH (درجه اسیدیته و درجه اکسیداسیون) آنها می باشد.

زیرا منگنز نسبت به آهن ثبات بیشتری دارد.

9-منابع تشکیل کانه های منگنز منبع تأمین منگنز در ذخائر نوع برجا خیلی محدودتر از کانسارهای مشابه آهندار آن می باشد.

منگنز همیشه در سنگهای آتشفشانی وجود دارد اما مقدار آن کافی برای تشکیل کانسارهای نوع برجا نمی باشد.

همچنین این مطلب نیز در مورد خیلی از شیستها صدق می کند.

پاره ای از ذخائر نوع برجای منگنز حاصل از هوازدگی دارای شرایط ذیل می باشد: سنگ آهک و یا دولومیتی که میزان اکسید آلومینیوم آن ناچیز، ولی کربنات و اکسیدهای منگنز بصورت پراکنده و هم زایشی (سن ژنتیک) در داخل سنگهای فوق وجود داشته باشد.

آهکهائی که داخل آن منگنز بصورت پراکنده باشد.

سنگهای کربناته منگنز تحت شرایط معین و خاصی رسوب می کند.

سنگهای سیلیکاته منگنز و آهندار، همچنین شیستهای کریستالین و سنگهای آتشفشانی آلتره.

شیستهای کریستالین در برزیل حاوی رودوکروزیت، اسپسارتیت و تفروئیت در هندوستان و ساحل طلا (GOLD COAST) حاوی رودونیت و اسپسارتیت منابع بسیار بزرگی برای ذخائر منگنز نوع برجا به حساب می آیند.

زونهای کانه دار منگنز و یا کانه های غنی از منگنز، رگه ها، ذخائر جانشینی و یا کانسارهای نوع کنتاکت متاسوماتیک (اسکارنی) که ممکن است حاوی کانه هائی نظیر رودوکروزیت، رودونیت، سیدریت منگنز آهندار و کلسیت، اسپسارتیت، تفروئیت، آلقنیت (ALLEGHENITE) به فرمول شیمیائی Mn7(ASO4)2(OH)8 ، پیدمونتیت (PIEDMONTITE) به فرمول شیمیائی Ca2(Al,Mn+3,Fe)3Si3O12 (OH) از گروه اپیدوت، هوسمانیت، منگانوزیت (MANGANOSITE) به فرمول شیمیائی (MnO) و غیره باشند.

هوت اشاره می کند که این کانی ها فراوانی بیشتری نسبت به بقیه دارند.

اکثر کانسارهای منگنز نوع برجا از سنگهای منگنز آهندار یا فیلونهای آهن منگنزدار تشکیل شده اند.

10-طریقه تشکیل کانسارهای منگنز نوع برجا کانسارهای منگنز نوع برجا مطابق شکل 2-13 از تجمع اکسیدهای غیرمحلول آن که حاصل هوازدگی سنگها و یا فیلونهای منگنز آهندار است، شکل می گیرند.

اما در سنگهای نوع سیلیکاته برای بوجود آمدن اینگونه ذخائر باید شرایط آب و هوائی حاره ای یا نیمه حاره ای جهت هوازدگی این قبیل سنگها حاکم باشد، تا سیلیس بتواند از محیط خارج شده، و منگنز غنی گردد.

چند کانسار بزرگ هوازده از آهکهائی که مقادیری منگنز هم زایشی (سن ژنتیک) را در خود دارند، بوجود آمده است.

بطور کلی رخداد این قبیل کانسارهای منگنز نسبت به کانسارهای مشابه آهندار آن کمتر صورت می پذیرد.

در اثر جایگزینی حجم بزرگی از این گونه آهکها طبیعتاً کانسارهای بزرگی از منگنز این نوع را بوجود می آورد.

که به تبع آن توده های رسی و سیلیسی نیز تجمع می یابند.

بنابراین کانسارهای منگنز حاصل شده از آهکها باید کوچک و کم عیار همچنین در هر تن ماده معدنی باید مقادیری رس به همراه داشته باشد.

تعدادی از این تیپ کانسارهای نوع برجا که منگنز آن از آهکهای منگنزدار تغذیه شده است، وجود دارد.

در سنگهای سیلیکاته، سیلیس و منیزیت و آهک و دیگر عناصر تحت شرایط آب و هوای حاره ای توسط پدیده هوازدگی جدا می گردند که اکسیدهای منگنز موجود بصورت برجا همانند بوکسیت غنی می شوند.

غالب کانسارهای مهم منگنز تیپ برجا از شیستهای کریستالین نشأت می گیرند.

کانی های منگنز موجود در کربناتها در اثر هواخوردگی به کانسارهای فیلونی حاوی اکسیدهای منگنز از نوع برجا تبدیل می گردند محلولهای کربناته یا اسیدهای آلی با منشاء گیاهی کربناتها را حل نموده و در محیط اکسیدان و حضور اکسیژن، اکسیدهای منگنز نامحلول را بصورت توده های لایه ای شکل و برجا، راسب می کند.

اگر در فیلون منگنزدار سولفاتها وجود داشته باشند، منگنز ممکن است بصورت سولفات و در محیط های خنثی با کمک اکسیژن بصورت اکسیدهای بالای منگنزدار ظاهر شود.

بطور کلی شکل گیری کانسارهای منگنز نوع برجا در تنگاتنگ کانسارهای آهن صورت می پذیرد منتها تفاوت و جدایش این دو عنصر از یکدیگر در تأثیر PH و EH محیط می باشد.

11-توزیع و طبقه بندی کانسارهای منگنز کانسارهای منگنز متشکله تیپ برجا ممکن است به یکی از دسته بندی های ذیل تعلق داشته باشد: تحت شرایط آب و هوای حاره ای از شیستهای کریستالین تشکیل می شود.

از آهکهائی که قبلاً مقادیری از منگنز را در خود داشته باشد،‌ غنی شود.

از کانسارهائی که حاوی منگنز آهندار باشند، مشتق گردد.

دسته بندی شماره 1 و 2 مهمتر از بقیه می باشند و این تیپ کانسارها که جزو مهمترین ذخائر منگنز شناخته شده دنیا بشمار می آیند.

بصورت رسوبی و به همراه سنگهای وابسته آن شکل می گیرند.

کانسارهای منگنز نوع برجا در بخش های غیر منجمد جهان و از همه مهمتر در نواحی حاره ای و نیمه حاره ای تشکیل می شوند.

کانسارهای بزرگ شناخته شده منگنز با منشاء برجا در کشورهای هندوستان غنا، برزیل، مصر و مراکش قرار دارد.

همچنین از این قبیل ذخائر در کشورهای رومانی، ژاپن، مالزی و فیلیپین و در درجه دوم در کشورهای مجارستان چکسلواکی، اطریش، ایتالیا، شیلی، پورتوریکو، مالزی، زئیر و ایالات متحده آمریکا وجود دارد.

12- تولید و توزیع منگنز تولید جهانی منگنز در حدود 24 میلیون تن می باشد که از این میزان حدود آن در کشور شوروی و مابقی در کشورهای آفریقای جنوبی، برزیل، استرالیا و گابن و در درجه دوم در کشورهای چین، چکوسلاواکی، اندونزی، مجارستان، ایتالیا، مالزی، فیلیپین، رومانی، شیلی، مکزیک، شمال آفریقا و مصر تولید می گردد.

تولید تجارتی کانسنگ ایالات متحده آمریکا در سال 1970 قطع شد.

میزان مصرف سالانه داخلی این کشور با عیار منگنز 35 درصد به بالا در حدود 2 میلیون تن می باشد که این میزان از منابع خارجی از جمله کشورهای برزیل، استرالیا، هندوستان، گابن، جمهوری آفریقای جنوبی و فرانسه تأمین می گردد.

1-12- کانی شناسی و رده بندی منگنز ترتیب کانیهای تجارتی و دسته بندی کانسنگ منگنز بقرار جدول ذیل می باشد: دور (DORR) ، کریتندن (CRITTENDEN) وارل (ERL) پیشنهاد نمودند که برای کشف انواع کانسارها و ذخائر جدید منگنز مشخصات و مناطق ذیل را باید در نظر داشت: وجود منابع منگنز در شیلهای پیر (PLERRE) بخش زیرین سنگهای رسوبی پلیوستوسن در قسمتهای مرکزی یا غربی مینوسوتا یا نواحی همجوار آن امکان پذیر می باشد.

کاوش در ذخائر آهن منگنز تیپ مولانگو (MOLANGO) با نمونه گیری و بررسی دقیق توزیع منگنز در سنگهای کربناته میوژئوسینکلینالها.

تجسس در شورابه های دریای سالتون (SALTON SEA) برای یافتن منگنز غلیظ شده و با عیار خوب.

و بالاخره بجز منابع داخلی،‌ منابع خارجی امیدبخش دیگری نیز وجود دارد مثلاً بهره برداری از گرهک های منگنزدار کف دریاها و معادن زیردریائی، به شرط یاری گرفتن از تکنیکهای پیشرفته و مدرن و با برطرف کردن موانع قانونی آن و سرمایه گذاری در مقیاس زیاد، که باید مورد نظر قرار گیرد.

مقدمه امروزه با مصرف روزافزون منگنز در صنایع مختلف و کمبود ذخایر این ماده معدنی، بهره گیری هر چه بیشتر و اصولی تر از ذخایر این ماده معدنی الزامی به نظر می رسد.

در همین راستا با مطالعات انجام شده بر روی ذخایر منگنز ایران و معادن متروکه مشخص شد که یکی از ناخالصی هایی که باعث عدم استفاده از این ذخایر گشته است کانگ سیلیس همراه با آن می باشد.

مدیریت کانه آرایی و فرآوری در جهت بررسی امکان کانه آرایی و تغلیظ این نوع ماده معدنی تصمیم به نمونه گیری از معادن منگنز که بعلت دارا بودن سیلیس بیش از حد از ادامه کار باز مانده بودند گرفت.

مطالعات اولیه نشان داد معادن منگنز متعددی در استان فارس خصوصاً در شهرستان نیریز و اصطهبانات موجود می باشد که اکثر آنها دارای ذخیره های کوچک بوده و ناخالصی سیلیس مشکل اصلی این معادن می باشد.

مطابق هماهنگی های بعمل آمده با سازمان صنایع و معادن استان فارس، ابتدا ذخایر از لحاظ مقدار ذخیره و اهمیت استخراج قبل از نمونه برداری در مرکز شیراز بررسی شد و نهایتاً یکی از این معادن که در نزدیکی روستای ایج از توابع اصطهبانات واقع شده، برای نمونه برداری انتخاب شد.

این معدن در 10 کیلومتری روستای ایج واقع شده و دارای یک جاده دسترسی خاکی می باشد.

ذخیره این معدن در حدود 50 هزار تن تخمین زده شده است و عیار متوسط آن در حدود 15% MnO است.

هدف از انجام آزمایشات کانه آرایی در مقیاس آزمایشگاهی کاهش درصد SiO2 تا کمتر از 25% و Mn بیش از 24% در نظر گرفته شده بود.

صنایع باتری سازی بعد از فولاد، بزرگترین مصرف کننده سنگ منگنز پر عیار و یا دی اکسید منگنز در ایران می باشند.

لازم به ذکر است که صنایع کشاورزی و صنایع شیمیایی کشور نیز که از دیگر مصرف کنندگان ترکیبات این فلز بوده مقادیر زیادی از مایحتاج خود را از خارج از کشور تأمین می کنند.

3-1- ذخایر و منابع جهانی منگنز (2) کل ذخایر اقتصادی و غیر اقتصادی منگنز جهان حدود Mt 5000 (میلیون تن) است که از این مقدار Mt 680 آن اقتصادی است.

جالب اینکه براساس میزان مصرف سال 1998 این مقدار برای مدت 92 سال مصرف جهان کافی به نظر می رسد.

با توجه به مطلب فوق بهره گیری مجدد از معادن متروکه که دارای عیار پائین منگنز می باشند و گانگ سی لی کاته آنها بیش از حد مجاز است توجیه پذیر می گردد.

در شکل شماره 1 درصد توزیع ذخایر جهانی منگنز براساس کشورهای مهم دارنده این ماده معدنی نمایش داده شده است.

4-1- تولید جهانی منگنز تولیدات جهانی منگنز (وزن خالص یا کنسانتره) برحسب کشورهای مهم تولید کننده در جدول شماره 2 خلاصه گردیده است.

5-1- قیمت های جهانی منگنز (3) قیمت های جهانی منگنز براساس بازارهای اروپا برای دو نوع منگنز متالورژی و غیر متالورژی به ترتیب در جدول شماره 3 آورده شده است.

قیمت های منگنز نوع غیر متالورژی و در سالهای 1980 تا 2000 براساس بازار اروپا 2- روشهای کانه آرایی منگنز (3) به دلیل تنوع کانسارهای منگنز و گستردگی ترکیبات و کانیهای شناسایی شده در این کانسارها هیچ یک از روشهای کانه آرایی به تنهایی و حتی به همراه مجموعه ای از سایر روشها در همه کانسارهای منگنز کاربرد ندارد.

از سوی دیگر تفاوت در خواص فیزیکی – شیمیایی کانه های منگنزدار و باطله های همراه باعث شده است که اکثر روشهای رایج در فرآوری سنگهای معدنی؛ اعم از سنگجوری، شستشو، خردایش و …، فلوتاسیون روشهای حرارتی، روشهای هیدرومتالورژی و حتی بیوشیمیایی در پرعیارسازی سنگهای منگنز کاربرد داشته باشد.

با توجه به شکل عمومی ناخالصیهای همراه با کانیهای منگنز و نیز نوع کانیهای منگنز موجود باید روش مناسب برای کاهش یا تنظیم هر یک از این موارد در مرحله کانه آرایی و فرآوری اتخاذ گردد.

خردایش و تهیه نمونه نمایانگر حدود 260 کیلوگرم نمونه اولیه در پایلوت (کارخانه نیمه صنعتی) سازمان با استفاده از سنگ شکنهای فکی و مخروطی تا کوچکتر از 4 مش (75/4 میلی متر) خرد و با استفاده از مقسم های شانه ای به اوزان حدود 3-2 کیلوگرمی تقسیم گردید.

مطالعات کانی شناسی 1-3- مطالعات کانی شناسی توسط اشعه ایکس یک بسته از نمونه های خرد شده (نمایانگر) توسط سنگ شکن غلطکی تا حدود 10 مش (2 میلی متر) خرد تر شده و حدود 200 گرم از آن توسط پودر کن تا حدود 200 مش (37 میکرون) پودر شد و از آن دو تیوپ نمونه جهت مطالعه کانی شناسی و هم چنین تجزیه شیمیایی کامل گرفته شد.

نتایج مطالعات کانی شناسی نشان می دهد که کانیهای موجود در کانسنگ عبارتند از: کوارتز، پیرولوزیت و کلسیت.

1-3- مطالعات کانی شناسی توسط میکروسکپ ماحصل مطالعات انجام شده بر روی محصولات آزمایشات ثقلی و مغناطیسی و نتایج بدست آمده از انجام آزمایشات پر عیارسازی در ابعاد مختلف حاکی از آن است که درجه آزادی نسبتاً قابل قبول برای دانه های پیرولوزیت در حدود #20- و (ریزتر از 850 میکرون) می باشد.

در این رابطه برخی از عکسهای تهیه شد از مقاطع صیقلی آورده شده است.

عکسل (1) محصول پرعیار میزلرزان – دانه پیرولوزیت آزاد طول 600 عکس (2) محصول پرعیار میزلرزان – درهم روئیدگی شدید پیرولوزیت و سیلیس عکس (3) محصول غیرمغناطیسی پرعیار میزلرزان – بخش سفید رنگ پیرولوزیت و بخش زیتونی ذره سیلیس است عکس (4) محصول غیر مغناطیسی پرعیار میزلرزان – همرشدی سیلیس و پیرولوزیت (سبز و سفید) عکس (5) محصول مغناطیسی پرعیار میزلرزان – دانه های سیلیس محتوی پیرولوزیت عکس (6) محصول مغناطیسی پرعیار میزلرزان – درهم روئیدگی شدید پیرولوزیت و سیلیس تجزیه کامل نمونه اولیه مقدار اکسیدهای موجود در نمونه اولیه ای که جهت تجزیه کامل ارسال شد بشرح ذیل گزارش شده اند: درصد اکسیدهای موجود در نمونه اولیه همان طوریکه مشخص است کانگ اصلی کوارتز است که حدود 74% از کل نمونه را تشکیل می دهد.

مقدار اکسید آهن کمتر از 2% و نسبت می باشد.

تجزیه سرندی: حدود 5/2 کیلوگرم نمونه اولیه 6- مش شده و (35/3 میلی متر) مورد آزمایش دانه بندی قرار گرفت و محصولات جهت تعیین مقدار SiO2 و Mn به آزمایشگاه ارسال شد.

نتایج در جدول شماره 6 آمده است.

نتیجه گیری: بیشترین مقدار توزیع منگنز را محصول 35+20- مش به مقدار 5/23 درصد تشکیل می دهد.

با کاهش ابعاد ذرات مقدار سیلیس کاهش ولی مقدار منگنز افزایش یافته و به حدود 15% می رسد که علت اصلی آن سختی کمتر پیرولوزیت نسبت به کوارتز می باشد.

80d نمونه حدود 10 مش (2 میلی متر) می باشد.

آزمایش با جیک طرز تهیه خوراک حدود 3 کیلوگرم نمونه اولیه 4- مش شده توسط سرند 18 مش (1 میلی متر) به دو بخش 18+4- مش و 18- تقسیم گردید که بخش 18+ مش آن به عنوان خوراک جیک در نظر گرفته شد.

توزیع این دانه بندی در جدول شماره 7 درج شده است.

نتیجه گیری با یکبار جدایش بخش 18+ مش توسط جیگ عیار منگنز به حد قابل قبول افزایش پیدا کرده ولی درصد SiO2 بیش از 53% می باشد.

به علت عدم وجود درجه آزادی مناسب، مقدار منگنز در محصول باطله حدود 4% می باشد.

پرعیار سازی اولیه بخشی از کانسنگ به روش جیگ می تواند مورد بررسی دقیق تر قرار گیرد.

آزمایشات سایش با توجه به تولید مقدار زیاد نرمه پس از خردایش و آسیا نمودن نمونه و افزایش عیار منگنز در آن چند آزمایش سایش با این هدف انجام گرفت تا شاید بتوان پیرولوزیت را که کانی نرمی است بصورت انتخابی خرد کرد.

در تمامی آزمایشات از نمونه اولیه 6- مش شده به وزن حدود 500 گرم استفاده شد فقط زمان سایش از 1 تا 10 دقیقه متغیر بود.

پس از سایش با استفاده از سرندهای 200 و 400 مش کل نمونه هر آزمایش مورد دانه بندی قرار گرفت.

مشخصات و نتایج آزمایشات فوق در جدول 9 آمده است.

نتایج حاصل از انجام آزمایشات سایش نتیجه گیری با کاهش زمان سایش مقدار ذرات 400- مش کاهش یافته است که امری است طبیعی ضمن اینکه عیار منگنز و سیلیس در این بخش در تمامی آزمایشات تقریباً یکسان است.

در تمامی آزمایشات درصد وزنی 400+ مش ثابت است.

علیرغم تغییرات فوق متأسفانه با وجود اختلاف سختی پیرولوزیت و کوارتز و هم چنین تغییرات بوجود آمده فوق هیچ یک از محصولات آزمایشات انجام شده را نمی توان به عنوان پرعیار مناسب و یا باطله در نظر گرفت.

استفاده از اختلاف سختی کانیها ممکن است احتیاج به انجام آزمایشات بیشتری داشته باشد.

آزمایشات با میز لرزان به علت عدم وصول به موقع نتایج مطالعات میکروسکپی با استفاده از میکروسکپ دو چشمی محصولات تجزیه سرندی مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص شد در دانه بندی حدود 18 مش (میلی متر آزادی مناسب می باشد لذا سعی شد آزمایشات روی بخش های 18- و 20- و 25- مش انجام گیرد.

1-8- آزمایشات میز روی نمونه اولیه 18- مش شده (1- میلی متر) 1-1-8- آزمایش اول میز لرزان حدود 8 کیلوگرم نمونه اولیه توسط آسیای میله ای تا ریزتر از 1 میلی متر آسیا شد و بخش ریزتر از 140 مش (106 میکرون) آن توسط سرند جدا شده (جدول 10) و بخش 14+18- مش توسط میز لرزان مورد جدایش قرار گرفت.

در جدایش با میز سعی شد در مرحله اول باطله و میانی با حداقل مقدار منگنز گرفته شود و محصول پرعیار اولیه مورد جدایش مجدد قرار گرفت نتایج در جدول شماره 11 آمده است.

نتیجه گیری پس از دو بار جدایش با میز مقدار SiO2 در محصول پرعیار نهایی حدود 30 درصد کاهش می یابد.

بیش از 30% وزنی که حاوی 2/1 درصد منگنز است با اولین جدایش از مدار خارج می شود.

افت بازیابی باطله نهایی (محصول فوق) فقط 3% بازیابی کلی را شامل می شود.