铬铁知识

铬铁知识

  • 2013年12月14日 15:38
  • 来源:中国铁合金网

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  • 关键字:铬 铬矿 铬铁 资源 知识
[导读]

(1)铬铁矿石用途:铬铁矿石主要用来冶炼铬系合金,铬系合金包括(碳素铬铁、中低碳铬铁、微碳铬铁、真空铬铁、硅铬合金、氮化铬、金属铬等。)


(2)中国铬铁矿的分布状况&主要生产矿山

     西藏是我国铬铁矿的主要产区,主要矿山包括:(1)罗布莎铬矿      (2)东巧铬矿    (3)山南7号   

     新疆是我国第二大铬铁矿产区,主要矿山包括:(1)萨尔托海铬矿    (2)鲸鱼铬矿    

     甘肃是目前我国第三大铬矿生产省(区),主要生产矿山是大道尔吉铬矿

     其他生产矿山还有青海的玉石沟、百经寺、三岔;内蒙古的贺根山和索伦山等矿山。


(3)中国生产铬铁矿合金的重点企业   共有10家,它们分别是:北京的首钢铁合金厂;辽宁的锦州铁合金(集团)股份有限公司、辽阳铁合金集团公司;吉林的吉林铁合金厂;上海的上海申佳铁合金有限公司;江苏南京铁合金厂;浙江横山铁合金厂;湖南的湖南铁合金厂;四川的峨眉铁合金(集团)股份有限公司,重庆市的重庆铁合金厂。

(4)中国及其世界各国的铬铁矿资源状况:
   铬铁矿一直是我国的短缺矿种,中国一直是处在进口国的角色。但是世界上的铬矿资源极为丰富,现有的储量可以满足全球几百年的需求。存在的问题是分布极为不平衡。南非拥有世界储量的83.8%,产量的42.2%;哈萨克斯坦拥有世界储量的8.65%,产量的23.2%。
   不过,中国铬铁的生产能力较大,不仅可以满足国内需要,还可出口。通过铬铁出口和来料加工等形式,创汇换回短缺的铬铁矿。
   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。
     ==================注释:我国铬矿石资源特点
     1.矿床规模小,分布零散
    我国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,我国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
    我国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
    我国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发现。


(1)铬铁矿石用途:铬铁矿石主要用来冶炼铬系合金,铬系合金包括(碳素铬铁、中低碳铬铁、微碳铬铁、真空铬铁、硅铬合金、氮化铬、金属铬等。

(2)中国及其世界各国的铬铁矿资源状况:

   铬铁矿一直是我国的短缺矿种,中国一直是处在进口国的角色。但是世界上的铬矿资源极为丰富,现有的储量可以满足全球几百年的需求。存在的问题是分布极为不平衡。南非拥有世界储量的83.8%,产量的42.2%;哈萨克斯坦拥有世界储量的8.65%,产量的23.2%。

   不过,中国铬铁的生产能力较大,不仅可以满足国内需要,还可出口。通过铬铁出口和来料加工等形式,创汇换回短缺的铬铁矿。

   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。

(3)铬铁矿石主要应用:(铬矿石成品矿(块矿、精矿))

铬矿的下游产业:冶金(铬铁合金、金属铬)、耐火、化学工业

   铬是重要的战略物资之一,其质硬、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(special steel),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(special alloys)。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(chrome bricks)、铬镁砖(chrome-magnesite)和其他特殊耐火材料(refractory)。

    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

   铬矿石主要用于冶炼铬铁,进而生产不锈钢、耐热钢及其他合金钢。

   -------------- 冶炼流程图:

 铬铁矿-——铬铁、铬铁合金和金属铬-——(添加料)特种钢、(不锈钢、耐酸钢、耐热钢、滚珠轴承钢、弹簧钢、工具钢等);金属铬与钴、镍、钨等冶炼特种合金

  铬矿石成品矿(块矿、精矿)

(6)用途与技术经济指标

     铬铁矿石按工业用途划分为冶金级metallergical chrome ore、化工级、耐火级和铸石级。

     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。用来冶炼铬铁合金的铬矿石又按不同的冶炼用途分为4个品级(表3.4.1)。

   除了上述成分要求外,用于高炉冶炼碳素铬铁的块度要求为40~75mm,电炉冶炼碳素铬铁的块度为40~50mm。
    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。

     2.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。
 
    3.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。
 
    4.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%。

铬铁
   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Cr40~50%,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CrO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。
   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SiO27~33%,MgO30~34%,[kg2]AlO26~30%,CrO<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/SiO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[kg2]CrO约[kg2]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CrO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

 

  • [责任编辑:test]

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