铬矿成分、用途、及世界分布情况
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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。
英文名称: Chrome Mine
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。
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。
编辑本段矿物原料
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:
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。
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Cr2O33
2%~38%。
其形态、物理性质、成因、产状及用途与铬铁矿相同。
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。
编辑本段要求与指标
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。
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。
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。
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。
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%。
编辑本段地理分布
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%(图3.4.2、表3.4.3)。
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%,华东区目前尚未查明有铬铁矿储量。
编辑本段在中国分布情况
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。
编辑本段主要用途
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。
编辑本段特性
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。
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。
在铬矿选矿设备
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。
编辑本段铬铋矿
铬铋矿(Bi16.006Cr0.997O27)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9.80(3)g/cm^3,计算密度9.85(I)g/cm^3。
编辑本段标准
1、主题内容与适用范围
本标准规定了铁合金用铬矿石的分类、技术要求、
南非铬矿
试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书。
本标准适用于生产铬系铁合金用的铬矿石。
2、引用标准
YB 879 铬矿石化学分析方法
GB 2007 散装矿产品取样、制样通则
GB 5689 冶金矿产品包装、标志和质量证明书的一般规定
3、分类
按铁合金用铬矿石的用途划分为两类:
第一类:精炼中、低、微碳铬铁,金属铬和铬盐用铬矿石;
第二类:冶炼高碳铬铁、硅铬合金以及转炉吹氧法生产的中、低碳铬铁用铬矿石。
4、技术要求
4.1 按化学成分第一类铁合金用铬矿石分为二个等级,见表1。
表 1
等级化学成分,%
Cr2O3Cr2O3/FeO SiO2 MgO Al2O3S P C
不小于不大于
一级品48.0 3.0 6.0 16.0 10.0 0.020 0.008 0.10
二级品45.0 2.5 9.0 18.0 12.0 0.020 0.010 0.10
注:金属铬用一级品铬矿石,其中MgO含量不小于22.0%。
4.2 按化学成分第二类铁合金用铬矿石分为二个等级,见表2 铬矿。
表2
等级化学成分,%
Cr2O3Cr2O3/FeO MgO Al2O3S P C
不小于不大于
一级品42.0 3.0 18.0 12.0 0.020 0.008 0.20
二级品38.0 2.5 22.0 15.0 0.020 0.010 0.20
4.3 需方对铬矿石化学成分有特殊要求时,可由双方商定。
4.4 精炼铬铁用铬矿石中不得混入炭质夹杂物(如焦炭、煤块和沥青等)以及磷酸盐矿物等。
4.5 精炼铬铁用铬矿石,其粒度为块状或粉状;冶炼高碳铬铁用铬矿石,其粒度为块状,其中小于10mm者不超过10%。
注:需方对粒度有特殊要求,由双方商定。
5 、试验方法
5.1 铬矿石化学成分分析方法按YB 879的规定进行。
5.2 铬矿石取样、制样按GB2007.1~2007.7的规定进行。
6 、检验规则
6.1 铬矿石的质量由供方技术监督部门负责检验。
6.2 铬矿石按批交货,一次交货为一批,每批为一检验单位。
7 、包装、标志和质量证明书
铁合金用铬矿石的包装、标志、运输、贮存和质量证明书按GB 5689规定执行。
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Cr
2O
3
%含量的不同,分为7个牌号。
其化学成分应符合表1的规定。
的不同,分为3个牌号.其化学成分应符合表2的规定.
块矿按Cr2O3
含量
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Cr2O
≥38%、Cr2O3/FeO>2、
3
<12%、Al2O3<10%,此外矿石粒度小于180目的应占80%以上。
SiO
2
铬矿世界资源状况及其发展趋势
全球铬矿资源丰富,现已探明储量约为75亿吨,可开采储量约48亿吨,主要分布在南非(83.3%)、哈萨克斯坦(8.9%)、津巴布韦(3.9%)等。
2002年,世界铬铁产量约450万吨,其中南非的产量约占60%。
南非发展铬铁产业优势明显:一是资源丰富,矿石品质好;二是电力资源丰富,电价便宜(0.15元人民币/kW,h);三是低廉的劳动力成本;四是电炉装备先进,设备容量大,一般为25-50MVA。
分析世界铬铁市场的供需情况,全球铬铁产量2001年供应过剩,那时,铬铁生产商为了稳定产品价格,实施了限量生产,之后随着全球不锈钢需求的增长,铬铁产量逐年上涨。
随着全球不锈钢的需求有所调整,铬铁生产商也在调整铬铁的产能。
由于铬铁市场这种循环的性质导致铬矿采矿业、铬铁制造业并购风盛行,并使少数相关的国家和生产商生产集中, 它们也可以根据铬铁市场的实际情况, 调整铬铁产能, 稳定铬铁价格。
2002年世界主要有7家铬铁生产厂,其中南非5家;哈萨克斯坦1家;津巴布韦1家。
排在前4位的为:瑞士加能可的Xstra ta33%;BHPBil liton的Sama ncor25%;Kazald lstan (合金2000)17%;日本三菱公司的Hero ic8%。
而2003年南非和哈萨克斯坦的联合产量是370万吨,由占世界铬铁生产总量的42%增长为占世界铬铁生产总量的2/3。
Xstrat a合金和S A铬合金合资的组织在2004年初成为了全世界最大的铬铁生产商。
Xstrat a-SA铬合金合资公司,南非的Sam ancor公司,哈萨克斯坦的Kazkh rom公司是铬合金和铬铁生产的龙头厂家,这两种产品的产量都占到世界总产量的55%以上。
南非和哈萨克斯坦也是最有
增产潜力的国家,报告说,它们能够带动铬合金和铬铁供应的进一步集中使这两个国家的优势地位将会继续得到加强,因为它们都有自己丰富的铬矿资源而不会影响铬铁合金的生产。
Xstrat a-SA合资公司的最大的扩产计划是预计在2010年增加铬铁总产量至255万吨/年。
在哈萨克斯,Kazkhr om公司在2005年间将铬微粒的产量增至40万吨/年。
而虽然芬兰、印度和巴西都有其自己的矿石资源,但这些国家的生产成本很难与南非和哈萨克斯坦相竞争,将只能为满足国内需要生产铬矿和铬铁合金。
铬矿国内资源状况
截至2002年,我国共有铬铁矿产地54处,保有储量251.9万吨(矿石),其中富矿(Cr2O3>32%)仅占全国总储量的49%,而且主要分布在西藏、内蒙古、新疆和甘肃四省区,这四省合计占总储量的84.3%。
同时,我国铬铁矿矿床规模小,目前尚未发现有储量大于500 万吨的大型铬铁矿床,即便是储量超过100万吨的中型矿床也只有4个,而且开发利用条件差,交通不便,绝大部分需要坑采。
如果西部地区的基础设施得不到改善,要充分开发利用这部分铬铁矿资源将会有很大的障碍;即便开发条件得到改善,按照目前约20万吨的年生产能力来计算,在不考虑采矿损失率与贫化率的情况下,以目前的保有储量最多也仅能维持开采20年。
所以,我国铬铁矿资源的供应现状及其远景都应引起我们的高度重视。
由于我国铬铁资源的主要分布在新疆、西藏等地,矿石品位低、交通不便。
分析我国铬铁生产厂家特点:一是生产厂家多(吉林、辽阳、申佳、横山、湖铁、川投、西藏)、规模小;二是95%企业依赖进口矿石,受资源制约、运输成本高;三是电价高。
铬铁是生产不锈钢的最重要的原料,这是由于铬在不锈钢中的起决定作用,决定不锈钢性属的元素只有一种,这就是铬,每种不锈钢都一定含有一定数量的铬。
不锈钢的耐蚀性主要来源于铬。
实验证明,只有含铬量超过12%时钢的耐蚀性能才会大大提高,因此,不锈钢中的含铬量一般均不低于12%。
所以铬铁矿的供需状况是和不锈钢市场的供需状况息息相关的。