铬铁矿床工业要求

1、铬铁矿石的加工技术

（1）冶金工业

铬铁矿石的冶炼方法，一般有火法和湿法两种。

火法冶炼：我国多采用电炉法、金属热还原法和真空炭还原法。电炉法又分为矿热法和精炼电炉法。矿热法是用炭作还原剂，以铬铁矿石、焦炭、硅石为原料生产高碳铬铁；以硅石、焦炭、高碳铬铁等为原料生产硅铬合金。精炼电炉法是用硅作还原剂，以铬铁矿石、硅铬合金、石灰为原料生产中、低，微碳铬铁；金属热还原法通常用铝粒作还原剂，用铬的氧化物熔炼金属铬。真空炭还原法是用高品位铬铁矿石或氧化焙烧后的高碳铬铁作氧化剂，与高碳铬铁粉作成团块，生产微碳、超微碳铬铁，或含氮铬铁。

湿法冶炼：是用铬铁矿石和纯碱(Na₂CO₃)及白云石、石灰石为原料，采用不同的工艺流程制取三氧化二铬(Cr₂O₃)、铬铵明矾[Cr₂(SO₄)₃·(NH₄)₂SO₄·24 H₂O]、三氯化铬(CrCl₃)等中间产品，再以金属热还原法或真空炭还原法及电解法等生产金属铬。

矿石中的有用、有害、造渣组分在冶炼过程中的作用是：

①有用组分

A.三氧化二铬(Cr₂O₃)：是决定冶炼技术经济指标的主要因素。其含量低则增加冶炼的单位矿耗、电耗及排渣量，使铬回收率降低，成本增高。

B.铁的氧化物(FeO和Fe₂O₃)：是冶炼铬铁合金的有用组分，但因矿石中的铁90～95％优先于铬进入合金，故铁的氧化物过高，使产品中含铬量降低。

②有害组分

A.磷(P)：冶炼过程中矿石所含磷的60％进入合金。磷能增加钢的冷脆性和使钢产生严重的偏析。

B.硫(S)：在冶炼过程中矿石所含硫的10％进入合金。硫能增加钢的热脆性并使钢产生严重偏析。

③造渣组分

A.二氧化硅(SiO₂)：

用精炼电炉法冶炼中、低、微碳铬铁时，需控制炉渣碱度(CaO／SiO₂=1.6～2)，矿石中SiO₂含量过高时，需加大石灰量，使渣量和电耗增加，并降低铬的回收率；用矿热法冶炼高碳铬铁时，需加硅石作配料，故矿石中SiO₂一般无影响。

B.氧化镁(MgO)：

当矿石中含量过高时，使炉渣熔点升高，粘度增大，增加电耗。

C.三氧化二铝(Al₂O₃)

当湿法冶炼金属铬时，生成铁铝酸钙(4 CaO·A1₂O₃·Fe₂O₃)带损铬酸钠；生成难溶于水的铬铝酸钙(4CaO·A1₂O₃·CrO₃·12H₂O)，使渣中酸溶铬增加;生成溶于水的偏铝酸钠(NaAIO₂)，使铬酸钠溶液中Al₂O₃增加，给生产工艺造成困难。

(2)耐火材料工业

我国铬铁矿石在耐火材料工业上主要用来与制砖镁砂配料生产镁铬砖和铬砖，其制作方法有烧结法和电熔法两种。

烧结法：将原料按粒级比例要求粉碎，然后用纸浆废液或卤水作结合剂进行混合，高压成型，入窑烧结成砖。

电熔法：先将原料碎至一定粒度，按比例配料后，插入电极加温使其熔融，均匀混合，待冷却后再以烧结法制砖工艺压坯烧结。

镁铬砖和铬砖的主要矿物相是方镁石和铬尖晶石，二者晶体直接结合形成高温下稳定而坚固的组织结构。为尽量减少低熔点硅酸盐熔体结合结构，保证制品的高温性能，要求矿石中杂质成分，尤其是SiO₂和CaO含量越低越好。

(3)化学工业

我国目前多采用硫酸法生产重铬酸钠(Na₂Cr₂O₇·2H₂O)。其工艺流程是：以铬铁矿石、纯碱、白云石、石灰石等为原料，将其粉碎至180～200目，按比例配料混合焙烧。然后加水浸取，压滤除铝。再加H₂SO₄，真空洗滤除芒硝(Na₂SO₄)。最后蒸发浓缩使重铬酸钠结晶分离。

矿石中有用组分和杂质的影响：Cr₂O₃含量低，使单位耗碱量、耗矿量和填充料增高，导致排渣量增大，使生产效率和铬回收率降低；SiO₂含量过高，在焙烧过程中易生成硅酸钠(Na₂SiO₃)，造成结圈，影响焙烧效果，同时增加碱耗，使渣量增大。另外，浸取时进入溶液，产生硅胶，使过滤缓慢，给除硝造成困难，并影响产品质量；A1₂O₃含量过高时，其影响与湿法冶炼金属铬相同，给生产工艺造成困难。Fe₂O₃的不利影响类似Al₂O₃。