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鉻礦

鎖定
在冶金工業上,鉻鐵礦主要用來生產鉻鐵合金和金屬鉻。 鉻礦鉻鐵合金作為鋼的添加料生產多種高強度、抗腐蝕、耐磨、耐高温、耐氧化的特種鋼,如不鏽鋼、耐酸鋼、耐熱鋼滾珠軸承鋼、彈簧鋼、工具鋼等。
中文名
鉻礦
外文名
Chrome Mine
屬    性
親氧性親鐵性
相    關
鉻鐵礦
短缺資源

鉻礦簡介

中國鉻礦資源比較貧乏,按可滿足需求的程度看,屬短缺資源。總保有儲量礦石1078萬噸,其中富礦佔53.6%。鉻礦產地有56處,分佈於西藏、新疆、內蒙古、甘肅等13個省(區),以西藏為最主要,保有儲量約佔全國的一半。中國鉻礦牀是典型的與超基性岩有關的岩漿型礦牀,絕大多數屬蛇綠岩型,礦牀賦存於蛇綠岩帶中。西藏羅布莎鉻礦和新疆薩爾託海鉻礦等皆屬此類。從成礦時代來看,中國鉻礦形成時代以中生代新生代為主。
金屬鉻主要用於與鈷、鎳、鎢等元素冶煉特種合金。這些特種鋼和特種合金是航空、宇航、汽車、造船,以及國防工業生產槍炮、導彈、火箭、艦艇等不可缺少的材料。
在耐火材料上,鉻鐵礦用來製造鉻磚鉻鎂磚和其他特殊耐火材料。
鉻鐵礦在化學工業上主要用來生產重鉻酸鈉,進而製取其他鉻化合物,用於顏料、紡織、電鍍製革等工業,還可製作催化劑和觸媒劑等。鉻鐵礦是中國的短缺礦種,儲量少,產量低,每年消費量的80%以上依靠進口

鉻礦地理分佈

中國已查明的56個鉻鐵礦區分佈於全國13個省、市、自治區。其中以西藏為最多,保有儲量425.1萬t,佔全國總保有儲量的39.4%。其次是內蒙古,保有儲量174.4萬t,佔16。5%;新疆,保有儲量165.2萬t,佔15。3%;甘肅,保有儲量149.6萬t,佔13。9%。以上4個省(區)保有儲量合計為914.3萬t,佔全國總保有儲量的84.8%。其餘北京、青海、河北、吉林、湖北、陝西、山西、四川、雲南等9個省(市、自治區)保有儲量合計只有163.6萬t,僅佔全國總保有儲量的15.2%。如按行政區看,主要集中在西南區(426.3萬t,佔39.6%)、西北區(370.6萬t,佔34.4%)、華北區(274.9萬t,佔25.5%),而東北和中南兩行政區只佔0.5%,華東區尚未查明有鉻鐵礦儲量。

鉻礦特性

內生作用條件下鉻一般呈三價。六次酸位的Cr3+和Al3+Fe3+的離、子半徑相接近,故它們之間可以呈廣泛的類質同象。此外,可與鉻類質同象代替的元素還有Mn、Mg、Ni、Co、Zn等,所以在鎂鐵硅酸鹽礦物副礦物中有鉻的廣泛分佈。在表生帶強烈氧化條件下(鹼性介質),Cr3+氧化成Cr6+形式的鉻酸根離子,使不活動的鉻離子變成易溶的鉻陰離子發生遷移。遇極化性很強的離子(如Cu、Pb等),則形成難溶的鉻酸性礦物。在自然界中已發現的含鉻礦物約有50餘種,分別屬於氧化物類、鉻酸鹽類和硅酸鹽類。此外還有少數氫氧化物碘酸鹽、氮化物和硫化物。其中氮化鉻和硫化鉻礦物只見於隕石中。

鉻礦鉻鉍礦

鉻鉍礦是在陝西省洛南縣駕鹿金礦牀中發現一種新礦,該礦物通常規則狀微細晶微集合體,柱狀小晶體大小在0.005mm×0.002mm~0.05mm×0.025mm之間,集合體大小約0.01~0.5mm。呈桔黃色或黃棕色,性脆,半透明,條痕棕黃色,金剛光澤,具不完全解理一軸晶,正光性,實測密度為9.80g/cm3,計算密度9.85(I)g/cm3 [1] 

鉻礦礦物原料

具有親氧性親鐵性,以親氧性較強,只有在還原和硫的逸度較高的情況下才顯示親硫性。在內生作用條件下鉻一般呈三價。六次酸位的Cr3+和Al3+、Fe3+離子半徑相接近,故它們之間可以呈廣泛的類質同象。此外,可與鉻類質同象代替的元素還有Mn、Mg、Ni、CoZn等,所以在鎂鐵硅酸鹽礦物和副礦物中有鉻的廣泛分佈。在表生帶強烈氧化條件下(鹼性介質),Cr3+氧化成Cr6+形式的鉻酸根離子,使不活動的鉻離子變成易溶的鉻陰離子發生遷移。遇極化性很強的離子(如Cu、Pb等),則形成難溶鉻酸性礦物。在自然界中已發現的含鉻礦物約有50餘種,分別屬於氧化物類、鉻酸鹽類和硅酸鹽類。此外還有少數氫氧化物碘酸鹽氮化物和硫化物。其中氮化鉻和硫化鉻礦物只見於隕石中。
具有工業價值的鉻礦物都屬於鉻尖晶石類礦物,它們的化學通式為(Mg、Fe2+)(Cr、Al、Fe3+2O4或(Mg、Fe2+)O(Cr、Al、Fe3+2O3,其Cr2O3含量為18%~62%。
有工業價值的鉻礦物,其Cr2O3含量一般都在30%以上,其中常見的是:

鉻礦鉻鐵礦

化學成分為(Mg、Fe)Cr2O4,介於亞鐵鉻鐵礦(FeCr2O4,含FeO 32.09%、Cr2O3 67.91)與鎂鉻鐵礦(MgCr2O4,含MgO 0.96%、Cr2O379.04%)之間,通常有人將亞鐵鉻鐵礦和鎂鉻鐵礦也都稱為鉻鐵礦。鉻鐵礦為等軸晶系,晶體呈細小的八面體,通常呈粒狀和緻密塊狀集合體,顏色黑色,條痕褐色,半金屬光澤,硬度5.5,比重4.2~4.8,具弱磁性。鉻鐵礦是岩漿成因礦物,產於超基性岩中,當含礦岩石遭受風化破壞後,鉻鐵礦常轉入砂礦中。鉻鐵礦是煉鉻的最主要的礦物原料,富含的劣質礦石可作高級耐火材料。

鉻礦富鉻類

又稱鉻鐵尖晶石或鋁鉻鐵礦。化學成分為Fe(Cr,Al)2O4,含Cr2O332%~38%。其形態、物理性質、成因、產狀及用途與鉻鐵礦相同。

鉻礦硬鉻尖

化學成分為(Mg、Fe)(Cr、Al)2O4,含Cr2O3 32%~50%。其形態、物理性質、成因、產狀及用途也與鉻鐵礦相同。 [2] 

鉻礦工業要求

國家發改委發佈第46號公告,批准204項行業標準。其中,涉及冶金爐料類產品及備品30項並於當年12月1日起執行。鉻鐵礦石按工業用途劃分為冶金級、化工級、耐火級和鑄石級。

鉻礦冶金級

冶金級鉻礦石主要用於冶煉各種鉻鐵合金。
冶金用鉻礦石按加工方式不同(選礦和天然礦)分為精礦(G)和塊礦(K兩類)。
精礦按Cr2O3%含量的不同,分為7個牌號。
物理狀態:冶金用鉻礦石中水分不允許大於10%;冶金用鉻礦石粒度不允許大於300mm;冶金用鉻礦石中不允許混入外來雜質。
冶金級鉻鐵礦石還可用來冶煉金屬鉻,我國冶煉金屬鉻的方法有火法和濕法兩種。採用濕法冶煉金屬鉻要求:鉻礦石或精礦含Cr2O3≥38%、Cr2O3/FeO>2%、SiO2<12%、Al2O3<10%,此外礦石粒度小於180目的應占80%以上。

鉻礦耐火級

在耐火材料工業中,鉻礦石主要用來製造鎂鉻磚鉻磚和鉻鋁磚等。
用於生產耐火材料的鉻礦石分為兩個品級。一級品用作天然耐火材料,質量要求:Cr2O3≥35%、SiO2≤8%、CaO≤2%。二級品用作生產鉻磚、鉻鎂磚,質量要求:Cr2O3≥30%~32%、SiO2≤11%、CaO≤3%。
以上兩個品級,礦石塊度都要求在50~300mm之間,而且礦石中不允許有大於5~8mm的夾石。

鉻礦化工級

在化學工業上,鉻礦石主要用來生產重鉻酸鹽(鉻鹽),再用它作原料生產其他鉻化合物產品。鉻鹽用鉻礦石工業要求:Cr2O3≥30%、Cr2O3/FeO≥2~2.5,SiO2少量。

鉻礦鑄石級

用以生產輝綠岩鑄石的鉻礦石,其質量要求:Cr2O3≥10%~20%,SiO2≤10%。 [3] 
參考資料
  • 1.    袁章福, 萬天驥, 任大寧,等. 含碳鉻礦球團的還原性能[J]. 北京科技大學學報, 1989(5):399-405.
  • 2.    薛正良, 胡會軍, 張友平,等. 含碳鉻礦團塊高温還原特性研究[J]. 武漢科技大學學報, 2004, 27(1):1-3.
  • 3.    張建, 王登紅, 付平. 中國鉻礦資源形勢及其找礦方向[J]. 西北地質, 2009, 42(3):69-76.