(1)鉻鐵礦石用途:鉻鐵礦石主要用來(lái)冶煉鉻系合金,鉻系合金包括(碳素鉻鐵、中低碳鉻鐵、微碳鉻鐵、真空鉻鐵、硅鉻合金、氮化鉻、金屬鉻等。)
(2)中國(guó)鉻鐵礦的分布狀況&主要生產(chǎn)礦山
西藏是我國(guó)鉻鐵礦的主要產(chǎn)區(qū),主要礦山包括:(1)羅布莎鉻礦 (2)東巧鉻礦 (3)山南7號(hào)
新疆是我國(guó)第二大鉻鐵礦產(chǎn)區(qū),主要礦山包括:(1)薩爾托海鉻礦 (2)鯨魚(yú)鉻礦
甘肅是目前我國(guó)第三大鉻礦生產(chǎn)。▍^(qū)),主要生產(chǎn)礦山是大道爾吉鉻礦
其他生產(chǎn)礦山還有青海的玉石溝、百經(jīng)寺、三岔;內(nèi)蒙古的賀根山和索倫山等礦山。
(3)中國(guó)生產(chǎn)鉻鐵礦合金的重點(diǎn)企業(yè) 共有10家,它們分別是:北京的首鋼鐵合金廠;遼寧的錦州鐵合金(集團(tuán))股份有限公司、遼陽(yáng)鐵合金集團(tuán)公司;吉林的吉林鐵合金廠;上海的上海申佳鐵合金有限公司;江蘇南京鐵合金廠;浙江橫山鐵合金廠;湖南的湖南鐵合金廠;四川的峨眉鐵合金(集團(tuán))股份有限公司,重慶市的重慶鐵合金廠。
(4)中國(guó)及其世界各國(guó)的鉻鐵礦資源狀況:
鉻鐵礦一直是我國(guó)的短缺礦種,中國(guó)一直是處在進(jìn)口國(guó)的角色。但是世界上的鉻礦資源極為豐富,現(xiàn)有的儲(chǔ)量可以滿足全球幾百年的需求。存在的問(wèn)題是分布極為不平衡。南非擁有世界儲(chǔ)量的83.8%,產(chǎn)量的42.2%;哈薩克斯坦擁有世界儲(chǔ)量的8.65%,產(chǎn)量的23.2%。
不過(guò),中國(guó)鉻鐵的生產(chǎn)能力較大,不僅可以滿足國(guó)內(nèi)需要,還可出口。通過(guò)鉻鐵出口和來(lái)料加工等形式,創(chuàng)匯換回短缺的鉻鐵礦。
在自然界中目前已發(fā)現(xiàn)的含鉻礦物約有50余種,分別屬于氧化物類、鉻酸鹽類和硅酸鹽類。此外還有少數(shù)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(jiàn)于隕石中。
==================注釋:我國(guó)鉻礦石資源特點(diǎn)
1.礦床規(guī)模小,分布零散
我國(guó)目前尚未發(fā)現(xiàn)有儲(chǔ)量大于500萬(wàn)t的大型鉻鐵礦床,就是儲(chǔ)量超過(guò)100萬(wàn)t的中型礦床也只有4個(gè),它們是西藏的羅布莎、甘肅的大道爾吉、新疆的薩爾托海、內(nèi)蒙古的賀根山(3756礦)。其余均為儲(chǔ)量在100萬(wàn)t以下的小型礦床。就是儲(chǔ)量最大的羅布莎礦床,396萬(wàn)t儲(chǔ)量分布在7個(gè)礦群100多個(gè)礦體中,最大的礦體長(zhǎng)只有325m。
2.分布區(qū)域不均衡,開(kāi)發(fā)利用條件差
如上所述,我國(guó)鉻鐵礦礦床保有儲(chǔ)量的84.8%分布在西藏、新疆、甘肅、內(nèi)蒙古這些邊遠(yuǎn)省(區(qū)),運(yùn)輸線長(zhǎng),交通不便。
3.貧礦與富礦儲(chǔ)量大體各占一半
現(xiàn)保有儲(chǔ)量中,貧礦儲(chǔ)量占46.3%(499.3萬(wàn)t)、富礦占53.7%(578.6萬(wàn)t)。富礦主要分布在西藏和新疆,分別占富礦總量的73.5%和13.8%。從用途來(lái)看,冶金級(jí)儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的37.4%、化工級(jí)儲(chǔ)量占38.4%,耐火級(jí)儲(chǔ)量占24.2%。
4.露采礦少,小而易采的富鉻鐵礦都已采完
我國(guó)鉻鐵礦儲(chǔ)量中適合單獨(dú)露采的只有6%左右,絕大部分需要坑采。一些小而富且開(kāi)采容易的鉻鐵礦都已采完,像新疆的鯨魚(yú)和西藏的東巧鉻鐵礦,分別在1983年和1982年閉坑,前者采出鉻鐵礦31萬(wàn)t,后者采出了17.63萬(wàn)t。
5.礦床成因類型單一
我國(guó)目前已知的鉻鐵礦礦床主要為巖漿晚期礦床。而世界上一些著名的具有層狀特征的大型、特大型巖漿早期分凝礦床在我國(guó)尚未發(fā)現(xiàn)。
(1)鉻鐵礦石用途:鉻鐵礦石主要用來(lái)冶煉鉻系合金,鉻系合金包括(碳素鉻鐵、中低碳鉻鐵、微碳鉻鐵、真空鉻鐵、硅鉻合金、氮化鉻、金屬鉻等。
(2)中國(guó)及其世界各國(guó)的鉻鐵礦資源狀況:
鉻鐵礦一直是我國(guó)的短缺礦種,中國(guó)一直是處在進(jìn)口國(guó)的角色。但是世界上的鉻礦資源極為豐富,現(xiàn)有的儲(chǔ)量可以滿足全球幾百年的需求。存在的問(wèn)題是分布極為不平衡。南非擁有世界儲(chǔ)量的83.8%,產(chǎn)量的42.2%;哈薩克斯坦擁有世界儲(chǔ)量的8.65%,產(chǎn)量的23.2%。
不過(guò),中國(guó)鉻鐵的生產(chǎn)能力較大,不僅可以滿足國(guó)內(nèi)需要,還可出口。通過(guò)鉻鐵出口和來(lái)料加工等形式,創(chuàng)匯換回短缺的鉻鐵礦。
在自然界中目前已發(fā)現(xiàn)的含鉻礦物約有50余種,分別屬于氧化物類、鉻酸鹽類和硅酸鹽類。此外還有少數(shù)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(jiàn)于隕石中。
(3)鉻鐵礦石主要應(yīng)用:(鉻礦石成品礦(塊礦、精礦))
鉻礦的下游產(chǎn)業(yè):冶金(鉻鐵合金、金屬鉻)、耐火、化學(xué)工業(yè)
鉻是重要的戰(zhàn)略物資之一,其質(zhì)硬、耐磨、耐高溫、抗腐蝕等特性,在冶金工業(yè)、耐火材料和化學(xué)工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。在冶金工業(yè)上,鉻鐵礦主要用來(lái)生產(chǎn)鉻鐵合金和金屬鉻。鉻鐵合金作為鋼的添加料生產(chǎn)多種高強(qiáng)度、抗腐蝕、耐磨、耐高溫、耐氧化的特種鋼(special steel),如不銹鋼、耐酸鋼、耐熱鋼、滾珠軸承鋼、彈簧鋼、工具鋼等。金屬鉻主要用于與鈷、鎳、鎢等元素冶煉特種合金(special alloys)。這些特種鋼和特種合金是航空、宇航、汽車、造船,以及國(guó)防工業(yè)生產(chǎn)槍炮、導(dǎo)彈、火箭、艦艇等不可缺少的材料。
在耐火材料上,鉻鐵礦用來(lái)制造鉻磚(chrome bricks)、鉻鎂磚(chrome-magnesite)和其他特殊耐火材料(refractory)。
鉻鐵礦在化學(xué)工業(yè)上主要用來(lái)生產(chǎn)重鉻酸鈉(),進(jìn)而制取其他鉻化合物,用于顏料、紡織、電鍍、制革等工業(yè),還可制作催化劑和觸媒劑等
鉻礦石主要用于冶煉鉻鐵,進(jìn)而生產(chǎn)不銹鋼、耐熱鋼及其他合金鋼。
-------------- 冶煉流程圖:
鉻鐵礦-——鉻鐵、鉻鐵合金和金屬鉻-——(添加料)特種鋼、(不銹鋼、耐酸鋼、耐熱鋼、滾珠軸承鋼、彈簧鋼、工具鋼等);金屬鉻與鈷、鎳、鎢等冶煉特種合金
鉻礦石成品礦(塊礦、精礦)
(6)用途與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
鉻鐵礦石按工業(yè)用途劃分為冶金級(jí)metallergical chrome ore、化工級(jí)、耐火級(jí)和鑄石級(jí)。
1.冶金級(jí)鉻礦石的工業(yè)要求
冶金級(jí)鉻礦石主要用于冶煉各種鉻鐵合金。用來(lái)冶煉鉻鐵合金的鉻礦石又按不同的冶煉用途分為4個(gè)品級(jí)(表3.4.1)。
除了上述成分要求外,用于高爐冶煉碳素鉻鐵的塊度要求為40~75mm,電爐冶煉碳素鉻鐵的塊度為40~50mm。
冶金級(jí)鉻鐵礦石還可用來(lái)冶煉金屬鉻,目前我國(guó)冶煉金屬鉻的方法有火法和濕法兩種。采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%,此外礦石粒度小于180目的應(yīng)占80%以上。
2.耐火級(jí)鉻礦石的工業(yè)要求 在耐火材料工業(yè)中,鉻礦石主要用來(lái)制造鎂鉻磚、鉻磚和鉻鋁磚等。
用于生產(chǎn)耐火材料的鉻礦石分為兩個(gè)品級(jí)。一級(jí)品用作天然耐火材料,質(zhì)量要求:Cr2O3≥35%、SiO2≤8%、CaO≤2%。二級(jí)品用作生產(chǎn)鉻磚、鉻鎂磚,質(zhì)量要求:Cr2O3≥30%~32%、SiO2≤11%、CaO≤3%。
以上兩個(gè)品級(jí),礦石塊度都要求在50~300mm之間,而且礦石中不允許有大于5~8mm的夾石。
3.化工級(jí)鉻礦石的工業(yè)要求
在化學(xué)工業(yè)上,鉻礦石主要用來(lái)生產(chǎn)重鉻酸鹽(鉻鹽),再用它作原料生產(chǎn)其他鉻化合物產(chǎn)品。鉻鹽用鉻礦石工業(yè)要求:Cr2O3≥30%、Cr2O3/FeO≥2~2.5,SiO2少量。
4.鑄石級(jí)鉻礦石的工業(yè)要求
用以生產(chǎn)輝綠巖鑄石的鉻礦石,其質(zhì)量要求:Cr2O3≥10%~20%,SiO2≤10%。
鉻鐵
鉻和鐵組成的鐵合金,是煉鋼的重要合金添加劑。冶煉鉻鐵用的鉻鐵礦一般要求含Cr40~50%,鉻與鐵比值大于 2.8。近年大量生產(chǎn)的含鉻50%的“裝料級(jí)鉻鐵”,用含CrO和鉻與鐵比值較低的礦石。
鉻鐵按不同含碳量分為碳素鉻鐵(包括裝料級(jí)鉻鐵)、中碳鉻鐵、低碳鉻鐵、微碳鉻鐵等。常用的還有硅鉻合金、氮化鉻鐵等。鉻鐵主要用作煉鋼的合金添加劑,過(guò)去都在煉鋼的精煉后期加入。冶煉不銹鋼等低碳鋼種,必須使用低、微碳鉻鐵,因而精煉鉻鐵生產(chǎn)一度得到較大規(guī)模的發(fā)展。由于煉鋼工藝的改進(jìn),現(xiàn)在用AOD法(見(jiàn)爐外精煉)等生產(chǎn)不銹鋼等鋼種時(shí),用碳素鉻鐵(主要是裝料級(jí)鉻鐵)裝爐,因而只需在后期加低、微碳鉻鐵調(diào)整成分,所以現(xiàn)在鉻鐵生產(chǎn)重點(diǎn)是煉制碳素鉻鐵。
碳素鉻鐵用還原電爐冶煉,采用焦炭作還原劑,硅石或鋁土礦作熔劑。爐渣成分一般為SiO27~33%,MgO30~34%,[kg2]AlO26~30%,CrO<9.0%。由于形成碳化鉻,產(chǎn)品含碳4~9%現(xiàn)代冶煉鉻鐵的還原電爐容量為10000~48000千伏安,一般采用封閉固定式,冶煉電耗3000~4000千瓦?時(shí)/噸。冶煉硅鉻合金的電爐與鉻鐵還原電爐相似,冶煉方法有一步法和二步法兩種。一步法用鉻鐵礦、硅石、焦炭配加熔劑冶煉。二步法采用碳素鉻鐵、硅石、焦炭作原料進(jìn)行無(wú)渣法冶煉,冶煉過(guò)程大體與硅鐵生產(chǎn)相仿。冶煉電耗每噸3000~4000千瓦?時(shí)左右。
中、低、微碳鉻鐵一般以硅鉻合金、鉻鐵礦和石灰為原料,用1500~6000千伏安電爐精煉脫硅,采用高堿度爐渣操作(CaO/SiO為1.6~1.8)。低、微碳鉻鐵還大規(guī)模地采用熱兌法進(jìn)行生產(chǎn)。
生產(chǎn)時(shí)用兩臺(tái)電爐,一爐冶煉硅鉻合金,一爐熔化由鉻礦和石灰組成的熔渣。
精煉反應(yīng)分兩個(gè)階段在兩個(gè)盛桶內(nèi)進(jìn)行:①熔渣爐的熔渣注入第一盛桶后,把另一盛桶中已經(jīng)初步脫硅的硅鉻合金兌入,由于熔渣氧化劑過(guò)剩量很大,脫硅充分,可獲得含硅低于0.8%、含碳低達(dá) 0.02%的微碳鉻鐵。②第一盛桶內(nèi)反應(yīng)后的熔渣(含[kg2]CrO約[kg2]15%)移至第二個(gè)盛桶后,把硅鉻電爐煉就的硅鉻合金(含硅45%)熱兌入渣內(nèi),反應(yīng)后得到初步脫硅的硅鉻合金(含硅約25%),兌入第一盛桶進(jìn)一步脫硅,熔渣含CrO低于2~3%可拋棄。
吹氧法精煉中、低碳鉻鐵,用液態(tài)碳素鉻鐵做原料,吹煉時(shí)向熔池中加入少量石灰、螢石造渣,出鐵前加硅鉻合金或硅鐵以回收渣中的鉻。微碳鉻鐵的吹煉則在一定真空度下才有可能。
真空固態(tài)脫碳法精煉,用磨細(xì)的高碳鉻鐵為原料,其中磨細(xì)的高碳鉻鐵的一部分經(jīng)氧化焙燒作氧化劑,配加水玻璃或其他粘合劑,壓成團(tuán)塊,經(jīng)低溫干燥后,在車底式真空爐內(nèi),于真空度0.5~10毫米汞柱、溫度1300~1400下加熱還原35~50小時(shí),可得到含碳低于0.03%甚至低于0.01%的微碳鉻鐵
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