铬铁矿

铬铁矿求助编辑

铬铁矿（图1）

铬铁矿（块状、等轴晶系）（Chromite massive Isometric）是岩浆作用的矿物，常产于超基性岩中，与橄榄石共生；也见于砂矿中。外表看来很像磁铁矿，一般呈块状或粒状的集合体。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。金属铬主要用于与钴、镍、钨等元素冶炼特种合金。铬铁矿是短缺矿种，储量少，产量低。

目录

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编辑本段矿物简介

铬铁矿(图3)

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：

１、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。

２、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Ｃｒ２Ｏ３３２％～３８％。其形态、物理性质、成因、产状及用途与铬铁矿相同。

３、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。[1]

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13.6％。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％，华东区目前尚未查明有铬铁矿储量。

编辑本段矿物分类

铬铁矿(图5)

铬铁矿在市场上按使用要求一般分为3类：

（1）高铬铬铁矿（冶金用），含Cr2O348％以上，Cr2O3／FeO比值大。

（2）高铁铬铁矿（化工用），含Cr2O350％以上，含SiO2、Al2O3少。

（3）高铝铬铁矿（耐火材料用），含Cr2O330％～35％，含Al2O3、MgO多。耐火材料用的铬矿的矿物组成中含MgO%26bull;Cr2O3、

MgO%26bull;Al2O3多，含FeO%26bull;Cr2O3及FeO%26bull;Fe2O3少者为好。辉绿岩铸石用铬矿含Cr2O310％～20％、SiO2%26lt;10％。

编辑本段冶炼过程

铬铁是铬和铁组成的铁合金，是炼钢的重要合金添加剂。冶炼铬铁用的铬铁矿一般要求含Cr2O340～50％，铬与铁比值大于2.8。近年大量生产的含铬50％的“装料级铬铁”，用含Cr2O3和铬与铁比值较低的矿石。

铬铁按不同含碳量分为碳素铬铁（包括装料级铬铁）、中碳铬铁、低碳铬铁、微碳铬铁等。常用的还有硅铬合金、氮化铬铁等。铬铁主要用作炼钢的合金添加剂，过去都在炼钢的精炼后期加入。冶炼不锈钢等低碳钢种，必须使用低、微碳铬铁，因而精炼铬铁生产一度得到较大规模的发展。由于炼钢工艺的改进，现在用AOD法（见炉外精炼）等生产不锈钢等钢种时，用碳素铬铁（主要是装料级铬铁）装炉，因而只需在后期加低、微碳铬铁调整成分，所以现在铬铁生产重点是炼制碳素铬铁。

铬铁矿(图6)

碳素铬铁用还原电炉冶炼，采用焦炭作还原剂，硅石或铝土矿作熔剂。炉渣成分一般为SiO227～33％，MgO30～34％，Al2O326～30％，Cr2O3＜9.0％。由于形成碳化铬，产品含碳4～9％。现代冶炼铬铁的还原电炉容量为10000～48000千伏安，一般采用封闭固定式，冶炼电耗3000～4000千瓦？时／吨。冶炼硅铬合金的电炉与铬铁还原电炉相似，冶炼方法有一步法和二步法两种。一步法用铬铁矿、硅石、焦炭配加熔剂冶炼。二步法采用碳素铬铁、硅石、焦炭作原料进行无渣法冶炼，冶炼过程大体与硅铁生产相仿。冶炼电耗每吨3000～4000千瓦？时左右。

中、低、微碳铬铁一般以硅铬合金、铬铁矿和石灰为原料，用1500～6000千伏安电炉精炼脱硅，采用高碱度炉渣操作（CaO/SiO2为1.6～1.8）。低、微碳铬铁还大规模地采用热兑法进行生产。生产时用两台电炉，一炉冶炼硅铬合金，一炉熔化由铬矿和石灰组成的熔渣。精炼反应分两个阶段在两个盛桶内进行：①熔渣炉的熔渣注入第一盛桶后，把另一盛桶中已经初步脱硅的硅铬合金兑入，由于熔渣氧化剂过剩量很大，脱硅充分，可获得含硅低于0.8％、含碳低达0.02％的微碳铬铁。②第一盛桶内反应后的熔渣（含Cr2O3约15％）移至第二个盛桶后，把硅铬电炉炼就的硅铬合金（含硅45％）热兑入渣内，反应后得到初步脱硅的硅铬合金（含硅约25％），兑入第一盛桶进一步脱硅，熔渣含Cr2O3低于2～3％可抛弃。

吹氧法精炼中、低碳铬铁，用液态碳素铬铁做原料，吹炼时向熔池中加入少量石灰、萤石造渣，出铁前加硅铬合金或硅铁以回收渣中的铬。微碳铬铁的吹炼则在一定真空度下才有可能。

真空固态脱碳法精炼，用磨细的高碳铬铁为原料，其中磨细的高碳铬铁的一部分经氧化焙烧作氧化剂，配加水玻璃或其他粘合剂，压成团块，经低温干燥后，在车底式真空炉内，于真空度0.5～10毫米汞柱、温度1300～1400℃下加热还原35～50小时，可得到含碳低于0.03％甚至低于0.01％的微碳铬铁。

铬通过中间介质：铬铁合金的熔合进入铁，钢材和许多超合金里。方法是用碳和/或硅在高温的电弧熔炉里通过火法冶金还原铬铁矿石。铬铁合金本质上是铁和铬的一种合金并人为地加入相当量的碳和硅。

铬铁矿(图8)

截至1996年底，中国共探明铬铁矿矿区56处，累计探明铬铁矿矿石储量1314.9万t，其中A＋B＋C级占43％，为565.2万t。扣除历年开采与损耗，保有铬铁矿矿石储量1077.9万t，其中A＋B＋C级占34％，为368.4万t。铬铁矿的储量增长还是很快的，1957年累计探明储量只有18.1万t，到1965年增长到223.3万t，1985年为1190.7万t，至19996年达到1314.9万t。铬铁矿资源总量为4400万t，资源潜力为3100万t。1995年世界铬铁矿储量为37亿t，储量基础为74亿t，主要集中在南非（储量30亿t、储量基础55亿t）、津巴布韦（储量1.4亿t、储量基础9.3亿t）、哈萨克斯坦（储量3.2亿t、储量基础3.2亿t）、俄罗斯（储量400万t、储量基础4.6亿t），其他储量比较多的国家还有芬兰、印度、巴西、土耳其等（表3.4.2）。若以A＋B＋C级储量与这些国家的储量基础相比，中国远在它们之后。

１、矿床规模小，分布零散

目前尚未发现有储量大于500万t的大型铬铁矿床，就是储量超过100万t的中型矿床也只有4个，它们是西藏的罗布莎、甘肃的大道尔吉、新疆的萨尔托海、内蒙古的贺根山（3756矿）。其余均为储量在100万t以下的小型矿床。就是储量最大的罗布莎矿床，396万t储量分布在7个矿群100多个矿体中，最大的矿体长只有325m。

２、分布区域不均衡，开发利用条件差

如上所述，铬铁矿矿床保有储量的84.8％分布在西藏、新疆、甘肃、内蒙古这些边远省（区），运输线长，交通不便。

３、贫矿与富矿储量大体各占一半

现保有储量中，贫矿储量占46.3％（499.3万t）、富矿占53.7％（578.6万t）。富矿主要分布在西藏和新疆，分别占富矿总量的73.5％和13.8％。从用途来看，冶金级储量占总储量的37.4％、化工级储量占38.4％，耐火级储量占24.2％。

４、露采矿少，小而易采的富铬铁矿都已采完

铬铁矿储量中适合单独露采的只有6％左右，绝大部分需要坑采。一些小而富且开采容易的铬铁矿都已采完，像新疆的鲸鱼和西藏的东巧铬铁矿，分别在1983年和1982年闭坑，前者采出铬铁矿31万t，后者采出了17.63万t。

５、矿床成因类型单一

目前已知的铬铁矿矿床主要为岩浆晚期矿床。而世界上一些著名的具有层状特征的大型、特大型岩浆早期分凝矿床在我国尚未开发。[2]

编辑本段主要用途

铬铁矿(图9)

铬是重要的战略物资之一，由于它具有质硬、耐磨、耐高温、抗腐蚀等特性，在冶金工业、耐火材料和化学工业中得到了广泛的应用。

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。

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。具有工业价值的铬矿物都属于铬尖晶石类矿物，物理性质为等轴晶系，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。属于岩浆成因矿物，产于超基性岩中，当含矿岩石遭受风化破坏后，常转入砂矿中。

其中常见的是：

铬铁矿(图10)

铬是冶炼不锈钢的重要原料，近几年，随着汽车、建筑、家电等产业的快速发展，我国不锈钢的消费正以每年25%以上的速度增长，有人认为，到2007年中国不锈钢表观消费量将达到500万吨，相当于目前整个欧洲的消费量。据中国特钢协会不锈钢分会公布，2003年我国不锈钢炼钢量达177.7万吨，较上年增长60%以上，但人均不锈钢的消费量仅为3 千克，相当于发达国家的1/3，世界平均消费水平的2/3。显然不锈钢工业在我国将有巨大的发展潜力，同时对铬铁矿的消费需求将持续增长，然而国内铬铁矿储量和生产量有限，因此未来供需差距将不断扩大。

全国铬铁矿产量无精确统计，大致估计10 多年来，我国铬铁矿矿山产量一直在十几到二十万吨的水平上徘徊。至于消费，我国从1990～2003年共消费铬铁矿1516万吨（年均消费108万吨），而国内的年产量仅在20 万吨左右。由于供需严重失衡，近几年铬铁矿进口量增长显著，1990年我国进口铬铁矿80.68 万吨，2000年、2001年、2002年我国进口铬矿数量分别为111.79万吨、109.04万吨和114.27万吨，到2003 年进口量已达到177.91万吨，比上年同期增长55.69%，相应的进口依存度由88.3 %上升到2003 年的94.7 %。我国铬铁矿资源短缺，近期找矿不可能有大的突破。现有的几个矿山的状况是，西藏的罗布莎铬矿经过扩建，开采规模可达10万吨左右，新疆萨尔托海铬矿可能减产到年产成品矿２万吨左右，内蒙古的铬矿生产可维持目前年产2000-3000吨精矿生产水平，甘肃大道尔吉铬矿年产成品矿可达2万吨左右，青海铬矿产量不易稳定。由此可见，估计到2010年铬铁矿成品矿的产量不会超过15万吨。

另据有关部门预测，到2010 年和2020年，我国铬铁矿产量将分别为20万吨和10万吨左右，届时需求量将分别为290万吨与440万吨，供需缺口则将上升到270万吨和430万吨，进口依存度也将分别升达94 %和98 %。

世界供需状况

据国际铬发展协会（ICDA）数据，2003年世界铬铁消费量为540万吨，铬铁供应量为525万吨，供应缺口为15万吨。预计2004年世界不锈钢粗钢产量为2400万吨，铬铁需求量预计为560万吨，铬铁供应量仅为545万吨，供应缺口仍为15万吨。预计2005年世界铬铁市场将继续呈现供不应求的局面，供应缺口将达到20万吨；随着新产能投产，2006年供应将改善。