冶金工业对锰矿石的质量要求
2011-12-21 16:42 来源： 我的钢铁网
冶金锰是生产锰铁合金的主要原料，质量指标如下：
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产品名称 |
粒度(mm) |
Mn% |
Fe% |
P% |
SiO2% |
CaO% |
MgO% |
主要用途 |
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冶金锰块矿 |
7～30 |
32～36 |
7～9 |
0.11～0.18 |
18～23 |
2～3 |
1～2 |
高炉冶炼生铁 |
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冶金锰粉矿 |
0.5～7 |
30～33 |
7～9 |
0.11～0.18 |
23～28 |
2～3 |
1～2 |
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冶金锰混合矿 |
0.5～30 |
28～32 |
7～9 |
0.11～0.18 |
25～30 |
2～3 |
1～2 |
锰矿石冶炼
锰矿石冶炼产品主要有高碳锰铁、中低碳锰铁、锰硅合金以及金属锰等，通称为锰质合金或锰系合金。
高碳锰铁。我国主要采用高炉生产。５０年代尚未形成专门厂家生产高炉锰铁（高碳锰铁），而是一些钢铁厂自炼自销，生产量很小。从１９５８年后，湘潭锰矿先后建起６.５m３、３３m３高炉专炼锰铁，６０年代以后，新余、阳泉、马钢三厂、重钢四厂等转产高炉锰铁，进入８０年代，高炉锰铁发展更快。高炉锰铁产量由１９８１年的２０万t增至１９９５年４０万t。
电炉生产的产品包括碳素锰铁、中低碳锰铁、锰硅合金、金属锰四类。我国电炉生产最早的是吉林铁合金厂，于１９５６年建成投产，最大电炉容量为１２５００kVA；６０年代初，湖南、遵义、上海等铁合金厂相继建成投产，这些厂都可生产碳素锰铁、中低碳锰铁和锰硅合金；遵义铁合金厂还用电硅热法生产金属锰。据冶金工业部１９９５年《全国铁合金主要技术经济指标》记载，１９９４年全国１５家重点铁合金厂中有１１家生产锰系合金产品。这些重点铁合金厂经过不断发展、扩大，为满足钢铁工业生产作出了重要贡献。
８０年代以来，地方中小型铁合金企业发展迅速。据资料统计，地方中小企业铁合金产量占全国比重由１９８０年的３２.３９％，上升到１９８９年的５４.０１％，到１９９６年已达６９.８５％，企业数已达１０００家以上。这些中小企业大多数是采用１８００kVA的小电炉，设备落后，产品质量比较差。
电炉锰铁与锰硅合金生产所用设备基本相同，都是采用矿热电炉，电炉变压器容量一般为１８００～１２５００kVA。湖南、遵义铁合金厂分别从德国引进３０００kVA和３１５００kVA锰硅电炉，现已投产。
我国电炉高碳锰铁的生产，一般多采用熔剂法生产工艺。锰硅合金的生产，一般都采用有渣法生产工艺。
中低碳锰铁的生产，主要有电炉法、吹氧法和摇包法３种。摇包法包括在摇包中直接生产中低碳锰铁和摇包-电炉法生产中低碳锰铁。摇包-电炉法工艺比较先进、生产稳定可靠、技术经济效果好，目前上海、遵义等铁合金厂都采用此法。
金属锰生产方法有火法冶炼和湿法冶炼。火法冶炼金属锰，我国始于１９５９年，由遵义铁合金厂首次用电硅热法试制成功，一直独家生产至今。生产工艺采用三步法，第一步用锰矿石炼成富锰渣；第二步用富锰渣炼制高硅硅锰合金，第三步用富锰渣为原料，高硅硅锰作还原剂及石灰作熔剂，即电硅热法制成金属锰。湿法冶炼主要是电解法，常称电解金属锰。我国于１９５６年由上海９０１厂建成第一家电解锰生产厂，到９０年代初已有大小电解金属锰厂５０余家，年总生产能力达４万余t。生产工艺流程大致分硫酸锰溶液制备、电解、后处理３个生产工序。后处理是电解完成后包括产品纯化、水洗、烘干、剥离、包装等系列操作。最终获得合格电解金属锰产品，含Mn９９.７０％～９９.９５％。
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我国在锰矿开采、选矿、冶炼、深加工生产现状
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时间：2008-11-18 16:35:21 作者：admin 点击：146次
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我国在锰矿开采、选矿、冶炼、深加工和综合利用等方面已经形成了一个较完整的矿业体系。锰矿石的原矿产量已由１９４９年的１０００t发展到１９９６年的７６６万t（表3.3.13），产品由单一的锰矿石发展到目前的２０多个品种。１９９６年锰系合金的产量达到２００.９７万t，其中：碳素锰铁１００.７０万t；锰硅合金８４.３０万t；中、低碳锰铁１４.６０万t；金属锰０.３３万t；电解锰１.０４万t（表3.3.14）。
１９９５年，世界共产锰矿石２２７０.２７万t，折合金属７３０万t，其中，南非居世界前列，产锰矿石３２２.５２万t，折合金属１３０万t。其次是乌克兰金属锰产量１１８万t；巴西产锰矿石２３２.０万t，折合金属８２万t；澳大利亚产锰矿石２１７.６万t，折合金属９５万t。我国１９９５年产锰矿石原矿６８９.９万t，实际成品矿为４３７.２万t，按锰金属含量３０％计算，折合锰金属量为１３１.２万t。因此，无论从矿石产量，还是折合的金属量，我国都居于世界首位。 |
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锰矿石和锰产品展望
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时间：2008-11-18 16:54:51 作者：admin 点击：144次
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全文摘要：锰矿石主要用于钢铁工业，我国锰矿石消费量与钢产量之比为３.６％～４％，如２０１０年我国钢产量达到１.２亿t的话，则需要消耗锰矿石成品矿４８０万t。
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锰矿选矿与加工技术
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时间：2008-11-18 16:34:02 作者：admin 点击：63次
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全文摘要：选矿与加工技术 （一）锰矿选矿 我国锰矿绝大多数属于贫矿，必须进行选矿处理。但由于多数锰矿石属细粒或微细粒嵌布，并有相当数量的高磷矿、高铁矿和共（伴）生有益金属，因此给选矿加工带来很大难度。目前，常用的锰矿选矿方法为机械选（包括洗矿、筛分、重选、强磁选和浮选），以及火法富集、化学选矿法等。
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锰矿地下开采：
全文摘要：地下开采 目前，锰矿地下开采的采矿量约占全国采矿量的３０％左右。地下开采的矿山主要有湖南湘潭、响涛园、棠甘山；贵州遵义、松桃；陕西黎家营；广西龙头；辽宁瓦房子等锰矿。
硫酸锰的主要用途介绍： 硫酸锰是重要的基础锰盐，如用于冶炼高级锰铁合金
电解金属锰是用锰矿石经酸浸出获得锰盐，再送电解槽电解析出的单质金属。外观似铁，呈不规则片状，质坚而脆，一面光亮，另一面粗糙，为银白色到褐色，…
锰的特点介绍：
锰以化合物的形式广泛公布天自然界中，在地壳内锰的平均含量约为 0.1% ，其含量在已知元素中占第十五位，在重金属中 仅次于铁而居 第二位。
锰在元素周期表中位于第 7 （ Ⅶ ）族第四周期，也就是过渡性元素的第一周期，属于脆性重金属元素。锰在自然界中锰有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及Ⅶ价态，其中以Ⅱ和Ⅳ价态最为常见。锰在空气中非常容易氧化。在加热条件下，粉状的锰与氯、溴、磷、硫、硅及碳元素都可以化合。锰在地球岩石圈中以及硅酸盐相的陨石中表现有强烈的亲石性质，但在岩石圈上部则有强烈的亲氧性质，锰与铁在岩石圈中以及陨石中虽有许多相似的化学性质。锰在周期表顺序中与铬、铁相邻，位于铬的后面、铁的前面，因此，其金属活性 比铬弱 ，比铁强。
自然界最常见的锰的氧化物有： 软锰矿（ MnO2 ）、 硬锰矿（ mMnO.MnO2 .nH2O ）、 偏锰酸矿（ MnO2. nH2O ）、水锰矿[MnO2 .Mn(OH)2 ] 、褐锰矿（ Mn2O3 ）、黑锰矿（ Mn3O4 ）等；另外，还有两种不稳定的氧化物，即6价的锰酸酐（ MnO3 ）和7价的高锰酸酐（ Mn2O7 ）。
在这些氧化物中， MnO 、 Mn2O3 、 Mn3O4 、和 MnO2 都是不溶于水的，锰的各种氧化态 ，其酸碱性是随着 氧化数的升高，碱性减弱，酸性增强，因锰的氧化数升高 ，半径减小，电荷增加， 所以锰对氧的吸力增加，使氧对氢的吸力相对减弱，容易放出氢，故酸性增大。低价的 MnO 、Mn2O3 属于碱性； 4 价的 MnO2属中性；而高价的 MnO3 、Mn2O7为酸性。
地壳中锰的含量占第十五位，为0.09％。按地质学家的意见，几乎所有的锰矿床差不多都是“同年代的”。这就给科学家假定锰的聚集起源于宇宙提供了根据。他们的理论是：大约在二十亿年以前，含锰丰富的流星尘埃曾降落到地球表面，形成了现在陆地和海底发现的锰矿床。
纯净的锰比铁的熔点低，强度也不好，它非常容易生锈，无法在实际中应用，这可能是锰长期不被重视的原因之—。 银白色金属，质坚而脆。密度7.20克/立方厘米。熔点1244℃，沸点2097℃。在空气中易氧化，生成褐色的氧化物覆盖层。它也易在升温时氧化。氧化时形成层状氧化锈皮。元素用途：
冶金工业中用来制造特种钢；钢铁生产上用锰铁合金作为去硫剂和去氧剂。
在实验室中二氧化锰常用作催化剂使用（把二氧化锰加入双氧水中分解氧气，还有把二氧化锰混合氯酸钾一起加热）。
含12％锰的铜合金，它的电阻恒定，不受周围环境冷热变化的影响，在电器材料里是少有的好材料。
若在钢中掺入3.5％的锰，锰钢如同玻璃一样脆；若在钢中掺入13％的锰，这样的锰钢既坚硬、又强韧，成为性能优异的合金钢。锰钢不会被磁化，可用在船舰需要防磁的部位。
锰矿开采、粉碎，生产各种锰合金，制造干电池、颜料，焊条等以及电焊时均可产生锰尘或锰烟，长期吸入可引起锰中毒。
纯净的锰比铁的熔点低，强度也不好，它非常容易生锈，无法在实际中应用，这可能是锰长期不被重视的原因之—。 银白色金属，质坚而脆。密度7.20克/立方厘米。熔点1244℃，沸点2097℃。在空气中易氧化，生成褐色的氧化物覆盖层。它也易在升温时氧化。氧化时形成层状氧化锈皮。元素用途：
冶金工业中用来制造特种钢；钢铁生产上用锰铁合金作为去硫剂和去氧剂。
在实验室中二氧化锰常用作催化剂使用（把二氧化锰加入双氧水中分解氧气，还有把二氧化锰混合氯酸钾一起加热）。
含12％锰的铜合金，它的电阻恒定，不受周围环境冷热变化的影响，在电器材料里是少有的好材料。
若在钢中掺入3.5％的锰，锰钢如同玻璃一样脆；若在钢中掺入13％的锰，这样的锰钢既坚硬、又强韧，成为性能优异的合金钢。锰钢不会被磁化，可用在船舰需要防磁的部位。
锰矿开采、粉碎，生产各种锰合金，制造干电池、颜料，焊条等以及电焊时均可产生锰尘或锰烟，长期吸入可引起锰中毒。
在不锈钢中生产中，锰是一种很强的奥氏体成型元素。添加锰元素形成奥氏体不锈钢是200系不锈钢的生产先决条件。Ni(eq) =Ni+0.31*Mn+22*C+14.2*N+Cu。锰在不锈钢冶炼过程中起到脱氧和脱硫的作用，形成的氧化物和硫化物都是非常稳定的化合物，在200系不锈钢的冶炼过程中应该氧和硫的含量。同时，锰增加不锈钢的强度。
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电解金属锰（YB/T051-1993）
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(1)用途适用于冶炼特殊钢及有色合金作为锰元素添加剂。
(2)牌号和化学成分见表2-11。
表2-11 电解金属锰的牌号和化学成分
注：1.锰含量由减量法减去表中杂质含量之和得到。
2.电解金属锰以片状或粉状供货，其粒度范围及允许偏差应符合下表的规定。
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锰，化学元素符号Mn；原子序数25；位于元素周期表中第四周期第ⅦB族；原子量为54.94；主要氧化态有+2、+3、+4、+6、+7；密度：α7.44g/cm³、β7.29 g/cm³、γ7.11 g/cm³；熔点：1244℃。1771年，瑞典化学家舍勒在鉴定软锰矿时首次发现锰元素，1774年由盖恩（瑞典）在软锰矿中首次分离出， 1856年由莫舍特（英国）首次用于炼钢中并制得锰钢，1851年由中国化学家徐寿将其译为“锰”引入中国。锰是丰度较高的元素，在地壳中的含量为0.1％①，自然存在的主要形式有软锰矿（MnO2）、硬锰矿〔(BaH2O)2MnO10〕、碳酸锰矿（MnCO3）、硅酸锰矿（MnO· SiO2）、硫化锰矿（MnS、MnS2）等多种类别。近年来在大洋深海海底发现大量的锰矿－锰结核将成为未来人类主要锰资源。
我国的锰矿资源主要分布于广西、湖南、贵州、云南、辽宁、重庆、湖北、陕西及四川、福建等地，以广西和湖南最为重要，保有储量分别为2.115亿t和1.013亿t，约占全国总保有储量的49％和16％，其次是贵州(0.7181亿t)、云南（0.3902亿t）、辽宁（0.3833亿t）、重庆（0.2468亿t）、湖北（0.139亿t）和陕西（0.1201亿t），这6个省区储量合计5.1255亿t，约占全国总保有储量的80％多，广西、湖南、贵州三省约占全国有储量的60%多。我国的锰矿质量较差，且以贫矿为主，富锰矿（氧化锰矿含锰大于30％、碳酸锰矿含锰大于25％）储量只占6.4％，而且有部分富锰矿石在利用时仍需要工业加工。贫锰矿储量占全国总储量的93.6％。由于锰矿石品位低、含杂质高、粒度细，技术加工性能不理想②。
我国的锰矿以软锰矿（MnO2）、碳酸锰矿（MnCO3）、硅酸锰矿（MnO·SiO2）为主。
金属锰的提炼方式主要有热法（火法）和电解法（湿法）两种，热法生产（金属锰）纯度不超过95～98％，而纯的金属锰则是由电解法制备（电解金属锰），其纯度可达99.7～99.9％以上。现在，电解法生产已成为金属锰生产的主要方式。
电解法生产的金属锰―电解金属锰外观似铁，呈不规则片状，质坚而脆，一面光亮，另一面粗糙，为银白色到褐色，加工为粉末后呈银灰色；在空气中易氧化，遇稀酸时溶解并置换出氢，在略高于室温时，可分解水而放出氢气。
电解金属锰生产技术由美国矿业局在20世纪30年代初开发成功，30年代末开始规模工业生产。此后，日本、德国、前苏联、南非、巴西等国相继生产，至1986年，国外电解金属锰生产能力为9.06万吨/年③。我国电解金属锰生产起步较晚，1956年，上海冶炼厂（上海电解锰厂）建成我国第一条电解金属锰生产线。70年代起，湖南、四川等地开始出现电解金属锰生产厂，80年代末以后，我国电解金属锰迅猛发展，至今已有电解金属锰生产厂 120余家，生产能力达80余万吨/年④，一越成为世界电解金属锰生产、出口第一大国。与国外相比，我国电解金属锰的质量与价格有一定的竞争能力。
锰本身的直接用途不多，但其合金和化合物非常重要。锰及锰合金是钢铁工业、铝合金工业、磁性材料工业、化学工业等不可缺少的重要原料之一。随着科学技术的不断发展和生产力水平的不断提高，电解金属锰由于它的高纯度、低杂质特点，现已成功而广泛地运用于钢铁冶炼、有色冶金、电子技术、化学工业、环境保护、食品卫生、电焊条业等各个领域，特别是近年来不锈钢生产的以锰代镍技术大大增加了电解金属锰的需求量，国内外需求量逐年上升，同时，亦刺激了国内生产量的逐年提高，随上述工业的发展，锰及锰合金工业也按比例地发展。
目前，我国电解金属锰生产主要以99.7％的产品为主（现大部分厂家实际已达到99.8％以上），只有少数几个厂家生产99.9％的产品（因99.9％的产品市场需求量较小，但很多企业在作可行性研究报告时都号称生产99.9%的），主要原材料－锰矿为氧化锰矿和碳酸锰矿两大类，除前工序制液方式不尽相同外，电解生产工艺基本相同。
碳酸锰矿是直接利用硫酸与碳酸锰化合反应制取硫酸锰溶液，再通过中和、净化、过滤等一系列工艺制备为电解液，经加入添加剂如二氧化硒、亚硫酸铵等即可进入电解槽进行电解；利用二氧化锰生产电解锰的工艺与用碳酸锰生产工艺有所差别，主要是二氧化锰在一般条件下不与硫酸反应，必须经处理为二价锰后再与硫酸反应制备硫酸锰溶液，其处理方法一般为焙烧法，是将二氧化锰与还原性物质（一般为煤炭）共同混合后密闭加热，在一定温度下C将四价锰还原为二价锰，粉碎后与硫酸反应，这种方法称为焙烧法；另一种方法是称为两矿法的，即是用二氧化锰矿粉和硫铁矿在硫酸作用下发生氧化还原反应来制备硫酸锰。不过这两种方法由于成本较高，业内基本不与采用，其中，焙烧法较之于两矿法更为普遍，但由于很多的焙烧生产厂使用的焙烧炉是简单易制但能耗较高污染较大的反射炉，今年，国家发改委已明令取缔反射炉用于生产电解锰生产工艺。
题外话
电解金属锰的生产有着工艺复杂、工序繁多、过程工艺技术指标不易控制的特点，是属高污染、高能耗、劳动密集型的资源性产业，加上改革后地方政府对GDP的盲目追求、不惜也牺牲环境为代价来换取经济的增长，使中国“世界工厂”的逐步形成，最终导致了电解锰行业在中国的迅猛发展和泛滥。
鉴于目前我国电解锰行业的发展状况，为遏制无序发展和保护生态环境，根据发改委已对电解锰行业实行准入制度，这将对行业带来一定的影响，但由于我国国情现状，准入制度也不会彻底更改电解锰行业的负面状况。
电解金属锰应用于钢铁、合金、化工工业等，用途极为广泛。
产品包括电解金属锰片、电解金属锰锭和电解金属锰粉，锰片为银白色片状固体，锰粉为银灰色粉末。锰的含量达到99.7％以上，粒度可依客户的要求而定。我公司电解金属锰的生产能力为每年40000吨。
包装：锰片及锰锭，1000公斤塑料编织袋或100公斤, 200公斤, 250公斤铁桶。锰粉，250公斤或500公斤铁桶。也可以按客户要求订制。
Electrolytic Manganese Metal Flake 电解金属锰片
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Index成分
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Mn(%)
|
C(%)
|
P(%)
|
S(%)
|
Fe(%)
|
Si(%)
|
Se(%)
|
|
Specs规格
|
≥99.7
|
≤0.04
|
≤0.005
|
≤0.05
|
≤0.05
|
≤0.05
|
≤0.1
|
Electrolytic Manganese Metal Powder 电解金属锰粉
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Index成分
|
Mn(%)
|
C(%)
|
P(%)
|
S(%)
|
Fe(%)
|
Si(%)
|
Se(%)
|
|
Specs规格
|
≥99.7
|
≤0.04
|
≤0.005
|
≤0.05
|
≤0.05
|
≤0.05
|
≤0.1
|
|
Size
|
20 Mesh
|
+20 Mesh 1% , -325 Mesh 10%
|
|||||
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40 Mesh
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+40 Mesh 1% , -325 Mesh 20%
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Electrolytic Manganese Metal Lump 电解金属锰锭
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Index
|
Mn(%)
|
C(%)
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P(%)
|
S(%)
|
Fe(%)
|
Si(%)
|
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JCMN98
|
≥98.0
|
≤0.04
|
≤0.02
|
≤0.04
|
≤1.5
|
≤0.3
|
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JCMN97
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≥97.0
|
≤0.05
|
≤0.03
|
≤0.04
|
≤2.0
|
≤0.4
|
|
JCMN95
|
≥95.0
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≤0.06
|
≤0.04
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≤0.05
|
≤3.0
|
≤0.5
|
|
Size尺寸
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1）10mm－100mm 2）10cm－50cm
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电解金属锰
特级
Mn：>=99.8% C<=0.02% S<=0.02%
Se+Si+Fe<=0.155% P<=0.005%
杂质总量：0.2%
一级
Mn：>=99.7% C<=0.04% S<=0.05%
Se+Si+Fe<=0.205% P<=0.005%
杂质总量：0.3%
二级
Mn：>=99.5% C<=0.06% S<=0.08%
Se+Si+Fe<=0.250% P<=0.01%
杂质总量：0.4%
特级
Mn：>=99.8% C<=0.02% S<=0.02%
Se+Si+Fe<=0.155% P<=0.005%
杂质总量：0.2%
一级
Mn：>=99.7% C<=0.04% S<=0.05%
Se+Si+Fe<=0.205% P<=0.005%
杂质总量：0.3%
二级
Mn：>=99.5% C<=0.06% S<=0.08%
Se+Si+Fe<=0.250% P<=0.01%
杂质总量：0.4%
电解二氧化锰的技术指标● 用途：主要用于电池生产。● 产品主要成份：二氧化锰（以干基汁） ≥90% 水 ≤3% 重金属(以Pb) ≤0.03…
