铬矿基础知识
2009-8-14

铬矿

在冶金工业上,铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。铬铁合金作为钢的添加料生产多种高强度、抗腐蚀、耐磨、耐高温、耐氧化的特种钢,如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、滚珠轴承钢、弹簧钢、工具钢等。金属铬主要用于与钴、镍、钨等元素冶炼特种合金。这些特种钢和特种合金是航空、宇航、汽车、造船,以及国防工业生产枪炮、导弹、火箭、舰艇等不可缺少的材料。

在耐火材料上,铬铁矿用来制造铬砖、铬镁砖和其他特殊耐火材料。

铬铁矿在化学工业上主要用来生产重铬酸钠,进而制取其他铬化合物,用于颜料、纺织、电镀、制革等工业,还可制作催化剂和触媒剂等。

铬铁矿是我国的短缺矿种,储量少,产量低,每年消费量的80%以上依靠进口。

一、矿物原料特点

在自然界中目前已发现的含铬矿物约有50余种,分别属于氧化物类、铬酸盐类和硅酸盐类。此外还有少数氢氧化物、碘酸盐、氮化物和硫化物。其中氮化铬和硫化铬矿物只见于陨石中。

具有工业价值的铬矿物都属于铬尖晶石类矿物,它们的化学通式为(Mg、Fe2+)(Cr、Al、Fe3+)2O4或(Mg、Fe2+)O(Cr、Al、Fe3+)2O3,其Cr2O3含量为18%~62%。

有工业价值的铬矿物,其Cr2O3含量一般都在30%以上,其中常见的是:

1、铬铁矿

化学成分为(Mg、Fe)Cr2O4,介于亚铁铬铁矿(FeCr2O4,含FeO32.09%、Cr2O367.91)与镁铬铁矿(MgCr2O4,含MgO20.96%、Cr2O379.04%)之间,通常有人将亚铁铬铁矿和镁铬铁矿也都称为铬铁矿。铬铁矿为等轴晶系,晶体呈细小的八面体,通常呈粒状和致密块状集合体,颜色黑色,条痕褐色,半金属光泽,硬度5.5,比重4.2~4.8,具弱磁性。铬铁矿是岩浆成因矿物,产于超基性岩中,当含矿岩石遭受风化破坏后,铬铁矿常转入砂矿中。铬铁矿是炼铬的最主要的矿物原料,富含铁的劣质矿石可作高级耐火材料。

2、富铬类晶石

又称铬铁尖晶石或铝铬铁矿。化学成分为Fe(Cr,Al)2O4,含Cr2O332%~38%。其形态、物理性质、成因、产状及用途与铬铁矿相同。

3、硬铬尖晶石

化学成分为(Mg、Fe)(Cr、Al)2O4,含Cr2O332%~50%。其形态、物理性质、成因、产状及用途也与铬铁矿相同。

二、用途与技术经济指标

2005年,国家发改委发布第46号公告,批准204项行业标准。其中,涉及冶金炉料类产品及备品30项并于当年12月1日起执行。

铬铁矿石按工业用途划分为冶金级、化工级、耐火级和铸石级。

1、冶金级铬矿石的工业要求

冶金级铬矿石主要用于冶炼各种铬铁合金。

冶金用铬矿石按加工方式不同(选矿和天然矿)分为精矿(G)和块矿(K两类)

精矿按Cr2O3%含量的不同,分为7个牌号。其化学成分应符合表1的规定。

表1精矿化学成分

牌号化学成分(质量分数)

Cr2O3%Cr2O3/FeOSiO2%MgO%S%P%

不小于不大于

G-50A50.03.24.014.00.0200.008

G-50B3.06.0

G-50C2.56.0

牌号化学成分(质量分数)

Cr2O3%Cr2O3/FeOSiO2%MgO%S%P%

不小于不大于

G-4848.02.58.014.00.0200.008

G-4545.01.78.018.00.0200.010

块矿按Cr2O3含量的不同,分为3个牌号.其化学成分应符合表2的规定.

表2块矿化学成分

牌号化学成分(质量分数)

Cr2O3%Cr2O3/FeOAl2O3%S%P%

不小于不大于

K-4545.03.010.00.0200.008

K-4242.02.812.00.0200.008

K-3838.02.515.00.0200.010

物理状态:冶金用铬矿石中水分不允许大于10%;冶金用铬矿石粒度不允许大于300mm;冶金用铬矿石中不允许混入外来杂质。

冶金级铬铁矿石还可用来冶炼金属铬,目前我国冶炼金属铬的方法有火法和湿法两种。采用湿法冶炼金属铬要求:铬矿石或精矿含Cr2O3≥38%、Cr2O3/FeO>2、SiO2<12%、Al2O3<10%,此外矿石粒度小于180目的应占80%以上。

2、耐火级铬矿石的工业要求

在耐火材料工业中,铬矿石主要用来制造镁铬砖、铬砖和铬铝砖等。

用于生产耐火材料的铬矿石分为两个品级。一级品用作天然耐火材料,质量要求:Cr2O3≥35%、SiO2≤8%、CaO≤2%。二级品用作生产铬砖、铬镁砖,质量要求:Cr2O3≥30%~32%、SiO2≤11%、CaO≤3%。

以上两个品级,矿石块度都要求在50~300mm之间,而且矿石中不允许有大于5~8mm的夹石。

3、化工级铬矿石的工业要求

在化学工业上,铬矿石主要用来生产重铬酸盐(铬盐),再用它作原料生产其他铬化合物产品。铬盐用铬矿石工业要求:Cr2O3≥30%、Cr2O3/FeO≥2~2.5,SiO2少量。

4、铸石级铬矿石的工业要求

用以生产辉绿岩铸石的铬矿石,其质量要求:Cr2O3≥10%~20%,SiO2≤10%。于钛精矿化学分析的质量控制、校准分析仪器、评价和验证分析方法的准确度。