铬铁矿

铬铁矿
一、铬铁矿的用途
铬是重要的战略物资之一，具有质硬、耐磨、耐高温、抗腐蚀等特性。

其铬铁矿的用途有：
1）在冶金工业中，铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。

a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
b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。

2）在耐火材料中，铬铁矿用来制造铬砖、铬镁砖和其他特殊耐火材料。

3）在化学工业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。

故而，铬铁矿的销售渠道亦有三种，即：冶金行业、耐火材料行业和化学工业。

下面由铬铁矿在冶金工业的用途介绍铬铁和铬盐的用途和冶炼工艺
二、铬铁
铬铁的分类有三种微碳铬铁、中低碳铬铁、高碳铬铁和炉料级铬铁（这儿不作介绍）。

1）微碳铬铁
主要用于生产不锈钢、耐酸钢和耐热钢。

冶炼方法主要有两种：电硅热和热兑法。

a 电硅热：将铬矿、硅铬合金和石灰加入电弧炉内，主要依靠电热使炉料熔化，硅铬合金中的硅还原铬矿中的Cr2O3而制得的。

b 热兑法：将预先熔化的铬矿—石灰熔体和硅铬合金载炉外铁水包中进行热兑操作，从而制得微碳铬铁。

热兑工艺按对熔渣中Cr2O3的分阶段还原的次数可分为一步热兑法、二步热兑法、三步热兑法。

2 ）中低碳铬铁
用于生产中低碳结构钢、铬钢、合金结构钢。

冶炼方法主要有高碳铬铁精炼法和电硅热法两种。

a 高碳铬铁精炼法：用铬矿精炼高碳铬铁精炼炉渣具有较大的粘度和较高的熔点，冶炼过程温度必须是较高的。

因此，电耗高，炉衬寿命短，含碳量也不易降下来。

用氧气精炼高碳铬铁具有较大的优越性，如生产率高、成本低、回收率高等，我国采用的是顶吹转炉法，将氧气直接吹入液态高碳铬铁中使其脱碳而制得中低碳铬铁
b 电硅热法：传统的生产方法。

电硅热法就是在电炉内造碱性炉渣的条件下，用硅铬合金中的硅还原中铬和铁的氧化物，从而制得中低碳铬铁。

在固定式三相电弧炉内进行的，可以使用自焙电极，炉衬是用镁砖砌筑的（干砌）。

炉衬寿命短是中低碳铬铁生产中的重要问题。

由于冶炼温度较高（达1650摄氏度），炉衬寿命一般较短。

3 ）高碳铬铁
高碳铬铁(含再制铬铁)主要用途有一下几点：
(1)用作含碳较高的滚珠钢、工具钢和高速钢的合金剂，提高钢的淬透性，增加钢的耐磨性和硬度；
(2)用作铸铁的添加剂，改善铸铁的耐磨性和提高硬度，同时使铸铁具有良好的耐热性；
(3)用作无渣法生产硅铬合金和中、低、微碳铬铁的含铬原料；
(4)用作电解法生产金属铬的含铬原料；
(5)用作吹氧法冶炼不锈钢的原料。

冶炼方法有高炉法、电炉法、等离子炉法等。

使用高炉只能制得含铬在30％左右得特种生铁。

目前，含铬高的高碳铬铁大都采用熔剂法在矿热炉内冶炼。

电炉法冶炼高碳铬铁的基本原理是用碳还原铬矿中铬和铁的氧化物。

碳还原氧化铬生成Cr2C2的开始温度为1373K，生成Cr7C3的反应开始温度1403K，而还原生成铬的反应开始温度为1523K，因而在碳还原铬矿时得到的是铬的碳化物，而不是金属铬。

铬铁中含碳量的高低取决于反应温度。

生成含碳量高的碳化物比生成含碳量低的碳化物更容易。

而铬铁冶炼工业的变化可见《铬铁生产技术的发展》，铬铁的主要生产企业则见于各大钢铁冶炼厂。

三、铬盐
铬盐是我国无机化工主要系列产品之一，广泛应用于冶金、制革、颜料、染料、香料、金属表的处理、木材防腐、军工等工业中，被列为最具有竞争力的八种资源性原材料产品之一。

铬盐的主要产品品种为重铬酸钠和铬酸酐，同时还有少量的重铬酸钾、氧化铬绿、碱式
硫酸铬及部分含铬颜料等。

铬盐的生产工艺分为传统工艺和新工艺。

1）传统工艺：铬铁矿钙法焙烧
由于铬矿和附加剂中硅铝等杂志含量较高，工艺中排渣量大，渣中含有毒的水溶六价铬离子，严重污染环境
2）新工艺
a 直接法（以铬铁矿为原料）：无钙焙烧法烧碱法热压法酸法等
然而排渣量仍然大，有相当的解毒工作量及投资。

b 间接法：铬矿先经过还原剂制成碳素铬铁，再同纯碱进行氧化焙烧。

铬铁矿中杂志大部分进入冶炼渣中，混合料中全铬可配得较高，焙烧过程，消耗于杂质的纯碱较少，另外，铬铁中铁、碳等元素氧化时放热反应，焙烧能在较低温度较短时间内完成，使能耗降低。

在国内，目前的铬盐生产厂家多数都采用无钙焙烧法。

而无钙焙烧法在清洁生产、资源利用和环境效益方面的优势则详见《浅析铬盐清洁生产技术“无钙焙烧法”的优势》。

四、国内生产的铬盐企业
下面列举国内一些生产铬盐的企业。

1.重庆民丰化工有限公司
首家进入国际铬发展协会的中国成员单位，“民众”牌铬盐系列产品。

采用成熟可靠的无钙焙烧技术，实施清洁、环保、安全、高效生产，在装置选型、工艺设计、物流路线、管网铺设等方面均采用了清洁生产工艺与末端综合治理相结合等措施，实现含铬废水循环使用不外排、铬渣无害化处理和其他污染物达标排放的目标。

2.甘肃祁源化工有限公司
国家原化工部十大定点铬盐生产企业之一，其"航蕊"牌铬盐系列产品年生产能力达15000吨，产值9000多万元。

主导产品有重铬酸钠、铬酸酐、氧化铬绿、碱式硫酸铬、氢氧化铬等，产品经国家化学产品监督检验部门年检、统检、抽检，均优于国家标准规定的优级品、一级品、合格品质量等级指标
3.白银甘藏银晨铬盐化工有限公司
主要生产经营“银晨”牌工业重铬酸钠、工业铬酸酐、工业硫化钠。

产品规模为年产一万吨工业重铬酸钠，其中商品重铬酸钠5500吨，工业铬酸酐2800吨，工业硫化钠
6000吨及铬粉1500吨。

采用成熟可行的铬渣回转窑干法解毒技术。

4. 新疆联达实业股份有限公司
5. 青海省中星化工有限公司
6 万吨干法解毒铬渣无害化工程
7. 衡水友谊斯特林化学工业有限公司
8. 牡丹江市红林化工有限责任公司
9. 盐城市鞍湖农化厂
10. 河南义马市中洁铬盐有限公司
11. 重庆江南化工有限责任公司
12. 甘肃民乐化工
13. 云南省陆良和平化工有限公司
五、铬渣处理
目前世界各国对铬渣的治理和综合利用极为重视,并根据各自的特点研究开发了各种处理利用方法但不外乎干法焙烧还原和湿法还原两种。

干法焙烧还原解毒是在高温还原性气氛下焙烧,将六价铬还原成三价铬并存在于玻璃体内达到解毒的目的。

湿法解毒是将铬渣磨细碱解后,酸溶性和水溶性的六价铬在还原剂的作用下被还原成三价铬。

国外发达国家主要从改革铬盐生产工艺出发减少排渣量及渣中铬的残留量。

就已堆存的铬渣而言,日本、俄罗斯等主要用高温还原法将铬渣解毒并做人造骨料、耐火材料等,该法有一定的经济效益,但投资成本高、能耗大,且生产过程中有二次粉尘污染。