Природа хрома
Хром, символ элемента Cr, атомный номер 24, относительная атомная масса 51,996, принадлежит к элементу переходного металла группы VIB периодической таблицы химических элементов.Металлический хром представляет собой объемно-центрированный кубический кристалл серебристо-белого цвета, плотность 7,1 г/см³, температура плавления 1860 ℃, температура кипения 2680 ℃, удельная теплоемкость при 25 ℃ 23,35 Дж/(моль·К), теплота парообразования 342,1 кДж/ моль, теплопроводность 91,3 Вт/(м·К) (0-100°C), удельное сопротивление (20°C) 13,2 мкОм·см, с хорошими механическими свойствами.
У хрома пять валентностей: +2, +3, +4, +5 и +6.В условиях эндогенного действия хром обычно имеет валентность +3.Наиболее стабильны соединения с +трехвалентным хромом.+ Соединения шестивалентного хрома, в том числе соли хрома, обладают сильными окислительными свойствами.Ионные радиусы Cr3+, AI3+ и Fe3+ схожи, поэтому они могут иметь широкий диапазон сходства.Кроме того, элементами, которые могут быть заменены хромом, являются марганец, магний, никель, кобальт, цинк и др., поэтому хром широко распространен в магнезиально-железистых минералах и акцессорных минералах.
Заявление
Хром – один из наиболее широко используемых металлов в современной промышленности.Он в основном используется в производстве нержавеющей стали и различных легированных сталей в виде ферросплавов (таких как феррохром).Хром обладает характеристиками твердости, износостойкости, термостойкости и коррозионной стойкости.Хромовая руда широко используется в металлургии, производстве огнеупоров, химической промышленности и литейном производстве.
В металлургической промышленности хромовая руда в основном используется для выплавки феррохрома и металлического хрома.Хром используется в качестве добавки к стали для производства различных высокопрочных, коррозионностойких, износостойких, жаропрочных и устойчивых к окислению специальных сталей, таких как нержавеющая сталь, кислотостойкая сталь, жаропрочная сталь, шарикоподшипниковая сталь, пружинная сталь, инструментальная сталь и т. д. Хром может улучшить механические свойства и износостойкость стали.Металлический хром в основном используется для выплавки специальных сплавов с кобальтом, никелем, вольфрамом и другими элементами.Хромирование и хромирование могут привести к тому, что сталь, медь, алюминий и другие металлы образуют коррозионно-стойкую поверхность, которая будет яркой и красивой.
В огнеупорной промышленности хромовая руда является важным огнеупорным материалом, используемым для изготовления хромового кирпича, хромомагнезиального кирпича, усовершенствованных огнеупоров и других специальных огнеупорных материалов (хромобетона).К огнеупорам на основе хрома в основном относятся кирпичи с хромовой рудой и магнезией, спеченный магнезиально-хромовый клинкер, расплавленный магнезиально-хромовый кирпич, расплавленный, мелкоизмельченный, а затем связанный магнезиально-хромовый кирпич.Они широко используются в мартеновских печах, индукционных печах и т.д. Футеровка металлургических конвертеров и вращающихся печей цементной промышленности и т.д.
В литейной промышленности хромовая руда не взаимодействует с другими элементами в расплавленной стали в процессе разливки, имеет низкий коэффициент теплового расширения, устойчива к проникновению металла и обладает лучшими охлаждающими свойствами, чем циркон.К хромовой руде для литейного производства предъявляются строгие требования по химическому составу и гранулометрическому составу.
В химической промышленности наиболее непосредственным использованием хрома является получение раствора дихромата натрия (Na2Cr2O7·H2O), а затем получение других соединений хрома для использования в таких отраслях, как производство пигментов, текстиля, гальванических покрытий и кожевенного производства, а также катализаторов. .
Мелкоизмельченный порошок хромовой руды является натуральным красителем в производстве стекла, керамики и глазурованной плитки.Когда бихромат натрия используется для разрушения кожи, белок (коллаген) и углеводы в исходной коже реагируют с химическими веществами, образуя устойчивый комплекс, который становится основой кожаных изделий.В текстильной промышленности дихромат натрия используется в качестве протравы при окрашивании тканей, что позволяет эффективно прикреплять молекулы красителя к органическим соединениям;его также можно использовать в качестве окислителя при производстве красителей и промежуточных продуктов.
Минерал хрома
В природе обнаружено более 50 видов хромсодержащих минералов, но большинство из них имеют низкое содержание хрома и рассеянное распространение, что имеет низкую промышленную ценность.Эти хромсодержащие минералы относятся к оксидам, хроматам и силикатам, в дополнение к немногочисленным гидроксидам, йодатам, нитридам и сульфидам.Среди них минералы нитрида хрома и сульфида хрома встречаются только в метеоритах.
Как минеральный вид подсемейства хромовых руд, хромит является единственным важным промышленным минералом хрома.Теоретическая химическая формула – (MgFe)Cr2O4, в которой содержание Cr2O3 составляет 68%, а FeO – 32%.По своему химическому составу трехвалентный катион представлен преимущественно Cr3+, часто встречаются Al3+, Fe3+ и изоморфные замещения Mg2+, Fe2+.В фактически полученном хромите часть Fe2+ часто замещается Mg2+, а Cr3+ в разной степени замещается Al3+ и Fe3+.Полная степень изоморфного замещения различных компонентов хромита неодинакова.Координационные катионы четвертого порядка представляют собой в основном магний и железо, а также полное изоморфное замещение между магнием и железом.Согласно методу четырех делений хромит можно разделить на четыре подгруппы: хромит магния, хромит железа-магния, хромит основного железа и хромит железа.Кроме того, хромит часто содержит небольшое количество марганца, гомогенную смесь титана, ванадия и цинка.Структура хромита относится к типу нормальной шпинели.
4. Стандарт качества хромового концентрата
По разным способам переработки (минерализация и природная руда) хромовая руда для металлургии делится на два вида: концентрат (Г) и кусковая руда (К).См. таблицу ниже.
Требования к качеству хромитовой руды для металлургии
Технология обогащения хромовой руды
1) Переизбрание
В настоящее время важное место в обогащении хромовой руды занимает гравитационное разделение.Метод гравитационной сепарации, в основе которого лежит рыхлое расслоение в водной среде, до сих пор остается основным методом обогащения хромовой руды во всем мире.Оборудование гравитационного разделения представляет собой спиральный желоб и центробежный концентратор, а диапазон размеров обрабатываемых частиц относительно широк.Как правило, разница в плотности между минералами хрома и минералами пустой породы составляет более 0,8 г/см3, и гравитационное разделение частиц любого размера более 100 мкм может быть удовлетворительным.результат.Крупнокусковая руда (100 ~ 0,5 мм) сортируется или предварительно отбирается путем тяжело-среднего обогащения, что является очень экономичным методом обогащения.
2) Магнитная сепарация
Магнитная сепарация — это метод обогащения, который реализует разделение минералов в неоднородном магнитном поле на основе разницы магнитных свойств минералов в руде.Хромит обладает слабыми магнитными свойствами и может быть отделен с помощью вертикальных кольцевых высокоградиентных магнитных сепараторов, магнитных сепараторов с мокрой пластиной и другого оборудования.Коэффициенты удельной магнитной восприимчивости хромовых минералов, добываемых в различных районах мира по добыче хромовых руд, мало чем отличаются и аналогичны коэффициентам удельной магнитной восприимчивости вольфрамита и вольфрамита, добываемых в различных регионах.
При использовании магнитной сепарации для получения высокосортного хромового концентрата возможны две ситуации: первая заключается в удалении сильномагнитных минералов (в основном магнетита) из руды в слабом магнитном поле для увеличения доли феррохрома, а вторая заключается в использовании сильное магнитное поле.Разделение пустой породы и извлечение хромовой руды (слабомагнитные минералы).
3) Электрический выбор
Электрическая сепарация — это метод разделения хромовой руды и силикатных пустых пород с использованием электрических свойств минералов, таких как различия в проводимости и диэлектрической проницаемости.
4) Флотация
В процессе гравитационного разделения мелкозернистая (-100 мкм) хромитовая руда часто выбрасывается в хвосты, но хромит такого размера по-прежнему имеет высокую утилизационную ценность, поэтому метод флотации можно использовать для низкосортной мелкозернистой хромитовой руды. восстанавливается.Флотация хромовой руды с содержанием 20% ~40% Cr2O3 в хвостах и серпентином, оливином, рутилом и кальциево-магниевым карбонатом в качестве пустой породы.Руда тонко измельчается до 200 мкм, для диспергирования и ингибирования шлама используются жидкое стекло, фосфаты, метафосфаты, фторсиликат и т. д., а в качестве собирателя используется ненасыщенная жирная кислота.Рассеивание и подавление шлама пустой породы очень важны для процесса флотации.Ионы металлов, таких как железо и свинец, могут активировать хромит.Когда значение pH суспензии ниже 6, хромит практически не всплывает.Короче говоря, расход флотационных реагентов велик, качество концентрата нестабильно, а коэффициент извлечения низок.Ca2+ и Mg2+, растворенные в минералах пустой породы, снижают селективность процесса флотации.
5) Химическое обогащение
Химический метод предназначен для непосредственной обработки определенной хромитовой руды, которую нельзя разделить физическим методом, или стоимость физического метода относительно высока.Соотношение Cr/Fe в концентрате, полученном химическим способом, выше, чем при обычном физическом способе.К химическим методам относятся: селективное выщелачивание, окислительно-восстановительное, плавильное разделение, сернокислотное и хромокислотное выщелачивание, восстановительно-сернокислотное выщелачивание и др. Сочетание физико-химических методов и непосредственная обработка хромовой руды химическими методами являются одними из основных тенденции хромитового обогащения на сегодняшний день.Химические методы могут непосредственно извлекать хром из руды и производить карбид хрома и оксид хрома.
Время публикации: 30 апреля 2021 г.