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。
铬铁矿是我国的短缺矿种,储量少,产量低,每年消费量的80%以上依靠进口。
一、矿物原料特点
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、Fe
2+)(Cr、Al、Fe
3+)
2O
4或(Mg、Fe
2+)O(Cr、Al、Fe3
+)
2O
3,其Cr
2O
3含量为18%~62%。
有工业价值的铬矿物,其Cr
2O
3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)Cr
2O
4,介于亚铁铬铁矿(FeCr
2O
4,含FeO32.09%、Cr
2O
367.91)与
镁铬铁矿(MgCr
2O
4,含MgO20.96%、Cr
2O
379.04%)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)
2O
4,含Cr
2O
332%~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)
2O
4,含Cr
2O
332%~50%。其形态、物理性质、成因、产状及用途也与铬铁矿相同。
二、用途与技术经济指标
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。
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。
品级 | Cr2O3(%) | Cr2O3/FeO | P(%) | S(%) | SiO2(%) | 用途 |
Ⅰ | ≥50 | >3 | — | — | <1.2 | 氮化铬铁 |
Ⅱ | ≥45 | ≥2.5~3 | <0.03 | <0.05 | <6 | |
Ⅲ | ≥40 | ≥2.5 | <0.07 | <0.05 | <6 | |
Ⅳ | ≥32 | ≥2.5 | <0.07 | <0.05 | <6 | 高炉碳素铬铁 |
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:Cr
2O
3≥35%、SiO
2≤8%、CaO≤2%。二级品用作生产铬砖、铬镁砖,质量要求:Cr
2O
3≥30%~32%、SiO
2≤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%。