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。

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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。