(1)鉻鐵礦石用途:鉻鐵礦石主要用來冶煉鉻系合金,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)中國鉻鐵礦的分布狀況&主要生產礦山
西藏是我國鉻鐵礦的主要產區,主要礦山包括:(1)羅布莎鉻礦 (2)東巧鉻礦 (3)山南7號
新疆是我國第二大鉻鐵礦產區,主要礦山包括:(1)薩爾托海鉻礦 (2)鯨魚鉻礦
甘肅是目前我國第三大鉻礦生產省(區),主要生產礦山是大道爾吉鉻礦
其他生產礦山還有青海的玉石溝、百經寺、三岔;內蒙古的賀根山和索倫山等礦山。
(3)中國生產鉻鐵礦合金的重點企業 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)股份有限公司、遼陽鐵合金集團公司;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)股份有限公司,重慶市的重慶鐵合金廠。
(4)中國及其世界各國的鉻鐵礦資源狀況:
鉻鐵礦一直是我國的短缺礦種,中國一直是處在進口國的角色。但是世界上的鉻礦資源極為豐富,現有的儲量可以滿足全球幾百年的需求。存在的問題是分布極為不平衡。南非擁有世界儲量的83.8%,產量的42.2%;哈薩克斯坦擁有世界儲量的8.65%,產量的23.2%。
不過,中國鉻鐵的生產能力較大,不僅可以滿足國內需要,還可出口。通過鉻鐵出口和來料加工等形式,創匯換回短缺的鉻鐵礦。
在自然界中目前已發現的含鉻礦物約有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于隕石中。
==================注釋:我國鉻礦石資源特點
1.礦床規模小,分布零散
我國目前尚未發現有儲量大于500萬t的大型鉻鐵礦床,就是儲量超過100萬t的中型礦床也只有4個,它們是西藏的羅布莎、甘肅的大道爾吉、新疆的薩爾托海、內蒙古的賀根山(3756礦)。其余均為儲量在100萬t以下的小型礦床。就是儲量最大的羅布莎礦床,396萬t儲量分布在7個礦群100多個礦體中,最大的礦體長只有325m。
2.分布區域不均衡,開發利用條件差
如上所述,我國鉻鐵礦礦床保有儲量的84.8%分布在西藏、新疆、甘肅、內蒙古這些邊遠省(區),運輸線長,交通不便。
3.貧礦與富礦儲量大體各占一半
現保有儲量中,貧礦儲量占46.3%(499.3萬t)、富礦占53.7%(578.6萬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%。從用途來看,冶金級儲量占總儲量的37.4%、化工級儲量占38.4%,耐火級儲量占24.2%。
4.露采礦少,小而易采的富鉻鐵礦都已采完
我國鉻鐵礦儲量中適合單獨露采的只有6%左右,絕大部分需要坑采。一些小而富且開采容易的鉻鐵礦都已采完,像新疆的鯨魚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t,后者采出了17.63萬t。
5.礦床成因類型單一
我國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尚未發現。
(1)鉻鐵礦石用途:鉻鐵礦石主要用來冶煉鉻系合金,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)中國及其世界各國的鉻鐵礦資源狀況:
鉻鐵礦一直是我國的短缺礦種,中國一直是處在進口國的角色。但是世界上的鉻礦資源極為豐富,現有的儲量可以滿足全球幾百年的需求。存在的問題是分布極為不平衡。南非擁有世界儲量的83.8%,產量的42.2%;哈薩克斯坦擁有世界儲量的8.65%,產量的23.2%。
不過,中國鉻鐵的生產能力較大,不僅可以滿足國內需要,還可出口。通過鉻鐵出口和來料加工等形式,創匯換回短缺的鉻鐵礦。
在自然界中目前已發現的含鉻礦物約有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于隕石中。
(3)鉻鐵礦石主要應用:(鉻礦石成品礦(塊礦、精礦))
鉻礦的下游產業:冶金(鉻鐵合金、金屬鉻)、耐火、化學工業
鉻是重要的戰略物資之一,其質硬、耐磨、耐高溫、抗腐蝕等特性,在冶金工業、耐火材料和化學工業中得到了廣泛的應用。在冶金工業上,鉻鐵礦主要用來生產鉻鐵合金和金屬鉻。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)。
鉻鐵礦在化學工業上主要用來生產重鉻酸鈉(),進而制取其他鉻化合物,用于顏料、紡織、電鍍、制革等工業,還可制作催化劑和觸媒劑等
鉻礦石主要用于冶煉鉻鐵,進而生產不銹鋼、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)用途與技術經濟指標
鉻鐵礦石按工業用途劃分為冶金級metallergical chrome ore、化工級、耐火級和鑄石級。
1.冶金級鉻礦石的工業要求
冶金級鉻礦石主要用于冶煉各種鉻鐵合金。用來冶煉鉻鐵合金的鉻礦石又按不同的冶煉用途分為4個品級(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。
冶金級鉻鐵礦石還可用來冶煉金屬鉻,目前我國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目的應占80%以上。
2.耐火級鉻礦石的工業要求 在耐火材料工業中,鉻礦石主要用來制造鎂鉻磚、鉻磚和鉻鋁磚等。
用于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于5~8mm的夾石。
3.化工級鉻礦石的工業要求
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。
4.鑄石級鉻礦石的工業要求
用以生產輝綠巖鑄石的鉻礦石,其質量要求: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。近年大量生產的含鉻50%的“裝料級鉻鐵”,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,因而精煉鉻鐵生產一度得到較大規模的發展。由于煉鋼工藝的改進,現在用AOD法(見爐外精煉)等生產不銹鋼等鋼種時,用碳素鉻鐵(主要是裝料級鉻鐵)裝爐,因而只需在后期加低、微碳鉻鐵調整成分,所以現在鉻鐵生產重點是煉制碳素鉻鐵。
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,產品含碳4~9%現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/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、焦炭作原料進行無渣法冶煉,冶煉過程大體與硅鐵生產相仿。冶煉電耗每噸3000~4000千瓦?時左右。
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、微碳鉻鐵還大規模地采用熱兌法進行生產。
生產時用兩臺電爐,一爐冶煉硅鉻合金,一爐熔化由鉻礦和石灰組成的熔渣。
精煉反應分兩個階段在兩個盛桶內進行:①熔渣爐的熔渣注入第一盛桶后,把另一盛桶中已經初步脫硅的硅鉻合金兌入,由于熔渣氧化劑過剩量很大,脫硅充分,可獲得含硅低于0.8%、含碳低達 0.02%的微碳鉻鐵。②第一盛桶內反應后的熔渣(含[kg2]CrO約[kg2]15%)移至第二個盛桶后,把硅鉻電爐煉就的硅鉻合金(含硅45%)熱兌入渣內,反應后得到初步脫硅的硅鉻合金(含硅約25%),兌入第一盛桶進一步脫硅,熔渣含CrO低于2~3%可拋棄。
吹氧法精煉中、低碳鉻鐵,用液態碳素鉻鐵做原料,吹煉時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。
真空固態脫碳法精煉,用磨細的高碳鉻鐵為原料,其中磨細的高碳鉻鐵的一部分經氧化焙燒作氧化劑,配加水玻璃或其他粘合劑,壓成團塊,經低溫干燥后,在車底式真空爐內,于真空度0.5~10毫米汞柱、溫度1300~1400下加熱還原35~50小時,可得到含碳低于0.03%甚至低于0.01%的微碳鉻鐵
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