硬锰矿(Psilomelane) 化学式 :mMnO·MnO2.nHO,狭义的硬锰矿为一矿物种,有其独特的成分、结构和 物理性质 ,在自然界分布并不广泛。通常所谓的广义硬锰矿则是一种细分散多矿物集合体,主要为含多种元素的锰的氧化物和 氢氧化物 。 二价锰与四价锰比例变化大,MnO2通常介于60~80%之间,MnO不高于8~25%。HO在4~6%。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。
由于 胶体 的 吸附 ,常混入许多 碱金属 和 碱土金属 的 氧化物 。所以,硬锰矿是多种 氢氧化锰 及其它矿物的细分散 混合物 之统称。 晶体 很少见,通常呈钟乳状、肾状、葡萄状及致密块状等。硬锰矿主要形成于表生作用和湖相、 海相沉积 的锰矿床中,是含锰矿物(如 褐锰矿 、 四氧化三锰 、含锰 碳酸根 及 硅酸盐 等)经地表氧化和水化后的产物。硬锰矿在氧化条件下不稳定,常转变为 软锰矿 ,以其胶体形态,黑色条痕,硬度较大为特征,为炼取锰的 矿石 矿物之一。
成因产状
主要来自于岩石中或其他含锰矿物(如 软锰矿 )的风化、氧化作用,因此多形成于地表氧化带中,有时在海相、湖相沉积层中以 团块 或 结核 的型态产出,大多结成块状、土状、树枝状、 状、 葡萄 状或钟乳状,鲜少以 单晶 出现,且矿物集合体常呈现犹如黑色绒布被覆般的表面。常与 重晶石 、 赤铁矿 、 石英 、软锰矿其他 氧化物 共生。
产地
世界范围广泛分布;重要的产地有 德国 Saxony的Schneeberg、 法国 的Romanechc和中 印度 的TekraSai等地。中国台湾的花莲东澳、西帽山、 立雾溪 、 三栈溪 等地都有硬锰矿之报导,然而成矿的仅有南澳西帽山与花莲天祥两地,西帽山的硬锰矿呈不规则 透镜 状夹于 石英岩 与含锰的石英片岩中,厚40-170公分,其成因可能是 蔷薇辉石 被氧化淋离后生成。
化学组成
硬锰矿的成份变化很大;有时70%BaO可被CaO+K2O+Na2O+SrO所置换;其中所含的水,类似于 沸石 水的性质;至于硬锰矿的 化学式 目前尚未能最后确定下来。鉴定特征:以其 胶体 形态,黑色条痕、较高的硬度和 葡萄 状的 晶态 当中,来和其它的 氧化锰 区别;亦可以从条痕的颜色,来和 褐铁矿 区别。 晶体 形态:晶体少见,通常呈葡萄状、肾状、皮壳状、钟乳状或土状,此外还有致密块状和 没药树 状; 晶体结构 : 晶系 和 空间群 : 单斜晶系 ,C2/m;晶胞参数:a0=9.56埃,b0=2.88埃,c0=13.85埃;用途作为 锰矿石 来源材料,再利用于製钢;锰可以增加钢的强度、改良转动及 锻造 用钢的性质,可产生更硬的钢及特殊 青铜 ,同时在炼钢过程与 硫化 合生成 硫化锰 ,当做 脱硫剂 。锰可以加入铜、铝、镁有色合金当中,以增加它们的抗腐蚀性和机械性能; 氧化锰 则可用于 玻璃 、 珐琅 之 着色剂 、 染料 及医学上消毒杀菌等。另外,目前研发中的具隧道结构的锰 氧化物 ,更是在比表面、离子交换性、稳定性及分子级的隧道空间等方面具有优异的性能,可应用在 催化剂 、锂锰二次电池正极材料及 吸附剂 等领域。