在冶金工业上,
铬铁矿主要用来生产铬铁合金和
金属铬。 铬矿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。
简介
中国铬矿资源比较贫乏,按可满足需求的程度看,属短缺资源。总保有储量矿石1078万吨,其中富矿占53.6%。铬矿
产地有56处,分布于西藏、新疆、内蒙古、甘肃等13个省(区),以西藏为最主要,保有储量约占全国的一半。中国
铬矿床是典型的与
超基性岩有关的
岩浆型矿床,绝大多数属
蛇绿岩型,矿床赋存于蛇绿岩带中。西藏罗布莎铬矿和新疆萨尔托海铬矿等皆属此类。从
成矿时代来看,中国铬矿形成时代以
中生代、
新生代为主。
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。
铬铁矿是中国的短缺矿种,储量少,产量低,每年消费量的80%以上依靠
进口。
地理分布
中国已查明的56个
铬铁矿区分布于全国13个省、市、自治区。其中以西藏为最多,保有储量425.1万t,占全国总保有储量的39.4%。其次是内蒙古,保有储量174.4万t,占16。5%;新疆,保有储量165.2万t,占15。3%;甘肃,保有储量149.6万t,占13。9%。以上4个省(区)保有储量合计为914.3万t,占全国总保有储量的84.8%。其余北京、青海、河北、吉林、湖北、陕西、山西、四川、云南等9个省(市、自治区)保有储量合计只有163.6万t,仅占全国总保有储量的15.2%。如按行政区看,主要集中在
西南区(426.3万t,占39.6%)、西北区(370.6万t,占34.4%)、华北区(274.9万t,占25.5%),而东北和中南两行政区只占0.5%,
华东区尚未查明有
铬铁矿储量。
特性
内生作用条件下铬一般呈三价。六次酸位的Cr3+和Al3+、Fe3+的离、子半径相接近,故它们之间可以呈广泛的
类质同象。此外,可与铬类质同象代替的元素还有Mn、Mg、Ni、Co、Zn等,所以在镁铁
硅酸盐矿物和
副矿物中有铬的广泛分布。在表生带强烈氧化条件下(碱性介质),Cr3+氧化成Cr6+形式的铬
酸根离子,使不活动的铬离子变成易溶的铬阴离子发生迁移。遇极化性很强的离子(如Cu、Pb等),则形成
难溶的铬酸性矿物。在自然界中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。
铬铋矿
铬铋矿是在陕西省
洛南县驾鹿
金矿床中发现一种新矿,该矿物通常规则状微细晶微集合体,柱状小晶体大小在0.005mm×0.002mm~0.05mm×0.025mm之间,集合体大小约0.01~0.5mm。呈桔黄色或黄棕色,性脆,半透明,条痕棕黄色,
金刚光泽,具
不完全解理;
一轴晶,正光性,实测密度为9.80g/cm3,计算密度9.85(I)g/cm3。
矿物原料
铬具有
亲氧性和
亲铁性,以亲氧性较强,只有在还原和硫的
逸度较高的情况下才显示亲硫性。在
内生作用条件下铬一般呈三价。六次酸位的Cr3+和Al3+、Fe3+的
离子半径相接近,故它们之间可以呈广泛的
类质同象。此外,可与铬类质同象代替的元素还有
Mn、Mg、Ni、
Co、
Zn等,所以在镁铁硅酸盐矿物和
副矿物中有铬的广泛分布。在表生带强烈氧化条件下(
碱性介质),Cr3+氧化成Cr6+形式的铬酸根离子,使不活动的铬离子变成易溶的铬
阴离子发生迁移。遇极化性很强的离子(如Cu、Pb等),则形成
难溶的
铬酸性矿物。在自然界中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:
铬铁矿
化学成分为(Mg、Fe)Cr2O4,介于亚铁铬铁矿(FeCr2O4,含FeO 32.09%、Cr2O3 67.91)与
镁铬铁矿(MgCr2O4,含MgO 0.96%、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。
富铬类
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。
硬铬尖
化学成分为(Mg、Fe)(Cr、Al)2O4,含Cr2O3 32%~50%。其形态、物理性质、成因、产状及用途也与
铬铁矿相同。
工业要求
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。
冶金级
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。
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,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。
耐火级
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。
化工级
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。
铸石级
用以生产
辉绿岩铸石的铬矿石,其质量要求:Cr2O3≥10%~20%,SiO2≤10%。