Manganese alloys are important raw materials for steelmaking. However, selective mining of high-grade manganese ore resources has resulted in a scarcity of these high-grade Mn ores (Mn: >42; Mn/Fe: >5). The present research work is carried out to explore a new smelting reduction process to produce high-Mn/Fe synthetic Mn ore from low-grade ferruginous manganese ores. Representative samples of low-grade ores (Mn: 25–30%; Mn/Fe: ~1) were collected and smelting reduction studies were carried out using variable smelting power (20–30 kWh), carbon rate (10–20% of ore) and slag basicity (0.1–0.3) to produce high-MnO slag and manganese pig iron. Studies have shown that different-grade high-MnO slags (MnO: 38.57–58.24%; Mn/Fe: >15) and manganese pigs (Mn: 5.16–24%) can be produced at optimum process conditions. The high-MnO slag can be used as synthetic ore for the ferroalloy production process. The developed process is capable to effectively segregate the iron and manganese in the metal and slag, respectively. The optimum Mn and Fe separation (>95%) was achieved by smelting of 10 kg Mn ore batch in a 50-kVA electric arc furnace using 30 kWh smelting power and 0.16 kg of coke. The slag basicity was maintained at 0.3 and the optimum slag SiO2 was ~30%. The studies indicated that the upgrading of low-grade ferruginous manganese ores is a promising solution for achieving high-Mn/Fe-ratio synthetic ores for ferroalloy production. It can help the manganese alloy industry to overcome challenges associated with the scarcity of high-Mn/Fe-ratio Mn ores and efficient utilization of low-grade resources.

中文翻译：

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开发低品位铁质锰矿冶炼还原工艺生产有价值的合成锰矿和生铁

锰合金是炼钢的重要原料。然而，高品位锰矿资源的选择性开采导致了这些高品位锰矿的稀缺（Mn：>42；Mn/Fe：>5）。目前的研究工作旨在探索一种新的冶炼还原工艺，以从低品位铁锰矿生产高锰铁合成锰矿。收集了低品位矿石（Mn：25-30%；Mn/Fe：~1）的代表性样品，并使用可变冶炼功率（20-30 kWh）、碳率（10-20%矿石) 和炉渣碱度 (0.1–0.3) 以生产高 MnO 炉渣和锰生铁。研究表明，可以在最佳工艺条件下生产不同品位的高锰矿渣（MnO：38.57–58.24%；Mn/Fe：>15）和锰猪（Mn：5.16–24%）。高MnO渣可用作铁合金生产过程的合成矿石。所开发的工艺能够分别有效地分离金属和炉渣中的铁和锰。通过使用 30 kWh 熔炼功率和 0.16 kg 焦炭在 50-kVA 电弧炉中熔炼 10 kg Mn 矿石批次实现了最佳的 Mn 和 Fe 分离（>95%）。炉渣碱度保持在 0.3，最佳炉渣 SiO2 为~30%。研究表明，低品位铁锰矿的提质是实现铁合金生产中高锰铁比合成矿的一个有前景的解决方案。它可以帮助锰合金行业克服与高锰铁比锰矿稀缺和低品位资源有效利用相关的挑战。所开发的工艺能够分别有效地分离金属和炉渣中的铁和锰。通过使用 30 kWh 熔炼功率和 0.16 kg 焦炭在 50-kVA 电弧炉中熔炼 10 kg Mn 矿石批次实现了最佳的 Mn 和 Fe 分离（>95%）。炉渣碱度保持在 0.3，最佳炉渣 SiO2 为~30%。研究表明，低品位铁锰矿的提质是实现铁合金生产中高锰铁比合成矿的一个有前景的解决方案。它可以帮助锰合金行业克服与高锰铁比锰矿稀缺和低品位资源有效利用相关的挑战。所开发的工艺能够分别有效地分离金属和炉渣中的铁和锰。通过使用 30 kWh 熔炼功率和 0.16 kg 焦炭在 50-kVA 电弧炉中熔炼 10 kg Mn 矿石批次实现了最佳的 Mn 和 Fe 分离（>95%）。炉渣碱度保持在 0.3，最佳炉渣 SiO2 为~30%。研究表明，低品位铁锰矿的提质是实现铁合金生产中高锰铁比合成矿的一个有前景的解决方案。它可以帮助锰合金行业克服与高锰铁比锰矿稀缺和低品位资源有效利用相关的挑战。通过使用 30 kWh 熔炼功率和 0.16 kg 焦炭在 50-kVA 电弧炉中熔炼 10 kg Mn 矿石批次实现了最佳的 Mn 和 Fe 分离（>95%）。炉渣碱度保持在 0.3，最佳炉渣 SiO2 为~30%。研究表明，低品位铁锰矿的提质是实现铁合金生产中高锰铁比合成矿的一个有前景的解决方案。它可以帮助锰合金行业克服与高锰铁比锰矿稀缺和低品位资源有效利用相关的挑战。通过使用 30 kWh 熔炼功率和 0.16 kg 焦炭在 50-kVA 电弧炉中熔炼 10 kg Mn 矿石批次实现了最佳的 Mn 和 Fe 分离（>95%）。炉渣碱度保持在 0.3，最佳炉渣 SiO2 为~30%。研究表明，低品位铁锰矿的提质是实现铁合金生产中高锰铁比合成矿的一个有前景的解决方案。它可以帮助锰合金行业克服与高锰铁比锰矿稀缺和低品位资源有效利用相关的挑战。研究表明，低品位铁锰矿的提质是实现铁合金生产中高锰铁比合成矿的一个有前景的解决方案。它可以帮助锰合金行业克服与高锰铁比锰矿稀缺和低品位资源有效利用相关的挑战。研究表明，低品位铁锰矿的提质是实现铁合金生产中高锰铁比合成矿的一个有前景的解决方案。它可以帮助锰合金行业克服与高锰铁比锰矿稀缺和低品位资源有效利用相关的挑战。