Хром в природе и его промышленное извлечение. Промышленные типы месторождений хрома

Хром

Хром (лат. Cromium), Cr, химический элемент VI группы периодической системы Менделеева, атомный номер 24, атомная масса 51,996. Хром иногда относят к чёрным металлам. Хром - твердый металл, имеющий голубовато-белый цвет. Относится к тяжелым, тугоплавким металлам, но при этом в чистом виде пластичен, обладает антиферромагнитными свойствами и химически малоактивен. Металл не соединяется с водой, но с кислородом реакция протекает активно, после чего образуется оксидная пленка, защищающая его от дальнейшего реагирования.

Открытие хрома

Открытие хрома (англ. Chromium, франц. Chrome, нем. Chrom) относится к периоду бурного развития химико- аналитических исследований солей и минералов. В России химики проявляли особый интерес к анализу минералов, найденных в Сибири и почти неизвестных в Западной Европе. Одним из таких минералов была так называемая сибирская красная свинцовая руда (крокоит), описанная еще Ломоносовым и впервые химически исследованная И.Г.Леманом в Петербурге в 1766 г. П. С. Паллас, описывая золотые прииски близ Екатеринбурга, уподает о крокоите, как об особо интересном минерале. Позднее этот минерал многократно изучался русскими учеными - И. Д. Биндгеймом, Т. Е. Ловицем, А.А.Мусиным-Пушкиным и др. В конце XVIII в. образцы крокоита попали в минералогические коллекции Западной Европы. Вокелен и Маккварт анализировали его, но не нашли в нем ничего, кроме окислов свинца, железа и алюминия. Однако в 1797 г. Вокелен вернулся к исследованиям минерала, "чудесный красный цвет, прозрачность и кристаллическая структура которого побуждали химиков интересоваться его природой". Сначала, согласно данным Биндгейма, он предполагал наличие в минерале молибдена, но затем убедился в ошибочности этого предположения. Прокипятив тонко измельченный образец минерала с поташем и осадив карбонат свинца, Вокелен получил раствор, окрашенный в оранжево-желтый цвет. Из этого раствора он выкристаллизовал рубиново-красную соль, из которой выделил окисел и свободный металл, отличный от всех известных металлов. Вокелен назвал его хромом (Chrome) от греч. - окраска, цвет; правда, здесь имелось в виду свойство не металла, обладавшего серебристо-белым цветом, а его ярко окрашенных солей. Почти одновременно с Вокеленом хром открыл Клапрот. Обрабатывая размолотый в порошок крокоит соляной кислотой, Клапрот получил хромокислый свинец, из которого отделил хлорид свинца. Оставшийся раствор он обработал содой, в результате чего получилась зеленоватая гидроокись хрома. По традиции, идущей еще от алхимиков, признававших лишь семь металлов, каждый вновь открываемый металл получал очередной номер. Клапрот считал хром 21-м вновь открытым металлом. В России в XIX в. его именовали еще и хромием. Это название встречается у Захарова (1810), Двигубского (1824 - 1828) и даже в учебнике Гесса (1845).

Распространение хрома в природе

Среднее содержание Хрома в земной коре (кларк) 8,3·10-3% . Этот элемент, вероятно, более характерен для мантии Земли, так как ультраосновные породы, которые, как полагают, ближе всего по составу к мантии Земли, обогащены Хромом (2·10-4%). Хром образует массивные и вкрапленные руды в ультраосновных горных породах; с ними связано образование крупнейших месторождений Хрома. В основных породах содержание Хрома достигает лишь 2·10-2%, в кислых - 2,5·10-3%, в осадочных породах (песчаниках) - 3,5·10-3%, глинистых сланцах - 9·10-3% . Хром - сравнительно слабый водный мигрант; содержание Хрома в морской воде 0,00005 мг/л. В целом Хром - металл глубинных зон Земли; каменные метеориты (аналоги мантии) тоже обогащены Хромом (2,7·10-1%). Известно свыше 20 минералов Хрома. Промышленное значение имеют только хромшпинелиды (до 54% Сr); кроме того, Хром содержится в ряде других минералов, которые нередко сопровождают хромовые руды, но сами не представляют практическое ценности (уваровит, волконскоит, кемерит, фуксит).

Физические свойства Хрома.

Хром - твердый, тяжелый, тугоплавкий металл. Чистый Хром пластичен. Хром всегда считался очень хрупким металлом, почти не обладающим пластичными свойствами. В последние годы путем переплава его электронным лучом в вакууме получен металл весьма пластичный, прогинающиеся в тонкую проволку. На пластические свойства хрома особенное влияние оказывают газы, попадающие в него в процессе получения. Так, например, хром, полученный электролитическим способом, может содержать 0,03% водорода, что составляет 3.36 л Н на 1 кг хрома. Удаляют водрод при нагревании металла до 400С, а полностью от него избавляются только переплавкой металла в вакууме.

Применение хрома

Хром -- важный компонент во многих легированных сталях (в частности, нержавеющих), а также и в ряде других сплавов. Используется в качестве износоустойчивых и красивых гальванических покрытий (хромирование). Хром применяется для производства сплавов: хром-30 и хром-90, незаменимых для производства сопел мощных плазмотронов и в авиакосмической промышленности. Хром применяется для получения различных сортов специальных сталей в изготовлении стволов огнестрельных орудий (от ружейных до пушечных), броневых плит, несгораемых шкафов и т. д. Стали, содержащие более 13 % хрома, почти не ржавеют и применяются для изготовления подводных частей кораблей, в частности, для постройки корпусов подводных лодок. Хром широко применяется для хромирования изделий. Хромирование осуществляется электролитическим путем. Несмотря на то, что толщина наносимых пленок часто не превышает 0,005 мм, хромированные изделия становятся устойчивыми к внешним воздействиям (влаге, воздуху) и не ржавеют. Из соединений хрома изготавливаются хромистые кирпичи - хромомагнезиты, применяемые в рабочем пространстве металлургических печей и других металлургических устройствах и сооружениях. «Нержавейка»--сталь, отлично противостоящая коррозии и окислению, содержит примерно 17--19% хрома и 8--13% никеля. Но этой стали углерод вреден: карбидообразующие «наклонности» хрома приводят к тому, что большие количества этого элемента связываются в карбиды, выделяющиеся на границах зерен стали, а сами зерна оказываются бедны хромом и не могут стойко обороняться против натиска кислот и кислорода. Поэтому содержание углерода в нержавеющей стали должно быть минимальным (не более 0,1%).При высоких температурах сталь может покрываться «чешуей» окалины. В некоторых машинах детали нагреваются до сотен градусов. Чтобы сталь, из которой сделаны эти детали, не «страдала» окалинообразованием, в нее вводят 25--30% хрома. Такая сталь выдерживает температуры до 1000°С! В качестве нагревательных элементов успешно служат сплавы хрома с никелем -- нихромы. Добавка к хромоникелевым сплавам кобальта и молибдена придает металлу способность переносить большие нагрузки при 650--900° С. Из этих сплавов делают, например, лопатки газовых турбин. Сплав кобальта, молибдена и хрома («комохром») безвреден для человеческого организма и поэтому используется в восстановительной хирургии. Одна из американских фирм недавно создала новые материалы, магнитные свойства которых изменяются под влиянием температуры. Эти материалы, основу которых составляют соединения марганца, хрома и сурьмы, по мнению ученых, найдут применение в различных автоматических устройствах, чувствительных к колебаниям температуры, и смогут заменить более дорогие термоэлементы.

Хромиты широко используют и в огнеупорной промышленности. Магнезитохромитовый кирпич -- отличный огнеупорный материал для футеровки мартеновских печей и других металлургических агрегатов. Этот материал обладает высокой термостойкостью, ему не страшны многократные резкие изменения температуры. Химики используют хромиты для получения бихроматов калия и натрия, а также хромовых квасцов, которые применяются для дубления кожи, придающего ей красивый блеск и прочность. Такую кожу называют «хромом», а сапоги из нее «хромовыми». Как бы оправдывая свое название, хром принимает деятельное участие в производстве красителей для стекольной, керамической, текстильной промышленности. Окись хрома позволила тракторостроителям значительно сократить сроки обкатки двигателей. Обычно эта операция, во время которой все трущиеся детали должны «привыкнуть» друг к другу, продолжалась довольно долго и это, конечно, не очень устраивало работников тракторных заводов. Выход из положения был найден, когда удалось разработать новую топливную присадку, в состав которой вошла окись хрома. Секрет действия присадки прост: при сгорании топлива образуются мельчайшие абразивные частицы окиси хрома, которые, оседая на внутренних стенках цилиндров и других подвергающихся трению поверхностях, быстро ликвидируют шероховатости, полируют и плотно подгоняют детали. Эта присадка в сочетании с новым сортом масла позволила в 30 раз сократить продолжительность обкатки.

Самые большие месторождения хрома находятся в ЮАР (1 место в мире), Казахстане, России, Зимбабве, Мадагаскаре. Также есть месторождения на территории Турции, Индии, Армении, Бразилии, на Филиппинах.

В 2012 году, по оценкам Геологической службы США, в мире было добыто 24,0 млн тонн хромовой руды (хромитов), что на 0,7 млн тонн больше, чем годом ранее. Приблизительно 94% мирового производства хромитов предназначены для использования в металлургической промышленности, для производства феррохрома, а остальное используется в литейном заводе, химических и невосприимчивых секторах. Мировая добыча хромитовой руды поэтому следует за мировым производством феррохрома. Приблизительно 70% мирового производства хромитов потребляются внутри добывающих стран в производстве феррохрома. Четыре страны в настоящее время доминируют в производстве феррохрома - ЮАР, Казахстан, Индия и Китай. В 2008 году Южная Африка, Казахстан и Индия составляли приблизительно 67% полного мирового производства, что немного меньше чем 70% в 2002 году. Однако, в то время как крупнейшие производители феррохрома продолжают доминировать над рынком, китайское производство начало быстро увеличиваться. Производство феррохрома в Китае росло со среднегодовой скоростью 28% в период с 2002 по 2008 год и в 2008 гоу составило 1,5 млн тонн. Несмотря на возрастающие цены на нефть и глобальные события, такие как землятресение в Японии и политические волнения на Ближнем Востоке, объемы мирового производства феррохрома остались на очень высоком уровне в первой половине 2011 года. Во второй половине 2011 года падение цен на никель и хром, вызванное возобновленным беспокойством о глобальном долговом кризисе, начали разрушать уверенность на рынке нержавеющей стали. Мировое производство феррохрома повысилось в ответ на увеличение спроса, достигнув рекордных 9,4 млн тонн в 2011 году, на 4% выше, чем в 2010 году. Южноафриканское производство повысилось в первом квартале 2011 года, однако объемы производства в ЮАР за год в целом уменьшились на 9% из-за снижения спроса в течение года и высоких зимних тарифов на электричество. В 2012 году объем производства феррохрома в мире увеличился до 10,7 млн тонн. В ответ на высокий спрос и увеличение доступности хромитовых (хромовых) руд, китайское производство феррохрома увеличилось на 12% или 260,000 тонн, до рекордных производственных уровней в 2010 году. Несмотря на производство приблизительно 2,4 миллионов тонн феррохрома в 2011 году, Китай остался чистым импортером феррохрома с объемом импорта в размере 1,8 млн тонн в 2011 году. Импорт состаляет 44% полного китайского потребления, при этом Южная Африка поставила 1,1 млн тонн в Китай в 2011 году, что на 18% больше, чем в предыдущем году. В 2012 году Китай произвел 2,7 млн тонн феррохрома. Китайский рынок хромитовых руд продолжает сильно расти. В 2011 году в страну было импортировано 9,4 млн тонн, что на 9% больше чем в предыдущем году. Южная Африка поставляла приблизительно 50% хромита, импортированного в Китай. В конце 2011 года приблизительно 3,6 млн тонн хромитовой руды, согласно оценкам, находилось в запасах в китайских портах.

ХРОМОВЫЕ РУДЫ, хромиты (а. chromite ores, chrome iron ores; н. Chromerze; ф. minerais de chrome; и. minerales de cromo, menas de cromo), — природные минеральные образования, содержащие в таких соединениях и концентрациях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно. В природе известно много различных соединений хрома: он входит в состав свинцовых и медно-свинцовых оксидов, силикатов (хромграната, хромдиопсида, хромовых слюд) и др. Промышленные скопления образуют только хромшпинелиды: магнохромит (Mg, Fe)Cr 2 О 4), люмохромит (Mg, Fe) (Cr, Al) 2 О 4 , хромпикотит (Mg, Fe)(Al, Cr) 2 О 4 . Содержание Cr 2 О 3 в минералах от 2 до 67%. Промышленная значимость руды имеет при содержании в них Cr 2 О 3 не ниже 25-30%.

Среди промышленных типов месторождений хромовых руд выделяются: раннемагматические (месторождения Южной Африки), позднемагматические (месторождения , Греции , Албании , Югославии , Турции и др.) и россыпные (CCCP, Куба , Филиппины , Новая Каледония).

По вопросу происхождения месторождений хромовые руды высказываются 2 основными гипотезами: они образуются совместно с вмещающими их ультраосновными и основными породами за счёт внедрения магмы и кристаллизации её в верхних частях земной коры; хромитоносные ультрабазиты складчатых областей являются тектоническими пластинами, выколотыми в верхах верхней мантии в области океанической коры и перемещёнными на десятки и сотни километров, в основном по латерали в районы современного залегания.

К хромовым рудам, используемым в различных отраслях народного хозяйства, предъявляются определённые требования. Наиболее ценные металлургические хромовые руды (сырьё для получения феррохрома) должны содержать не менее 40% Cr 2 О 3 , а отношение Cr:Fe должно быть не ниже 2,5. Для производства чугунов повышенной прочности , жаропрочности, кислотоупорности используются хромовые руды с содержанием Cr 2 О 3 35-40%, для изготовления огнеупоров — не ниже 32%, для производства хромовых солей — не ниже 34-37%.

На территории CCCP месторождения хромовые руды имеют широкое распространение. На Урале разрабатываются крупные Кемпирсайского массива, небольшие тела Сарановского месторождения, выявлены многочисленные непромышленные залежи в массивах ультрабазитов. Большое количество рудных тел установлено в пределах пояса ультрабазитов Малого Кавказа, являющегося фрагментом планетарного Альпийско-Гималайского пояса. Концентрации хромовых руд выявлены также в ультрабазитах Кузнецкого Алатау,

Связаны с комплексами ультрамафитов и мафитов. Выделяют два типа магматических месторождений хрома: ранне- и позднемагматические.

К раннемагматическим месторождениям хром относят месторождения Бушвельдского массива в ЮАР, Великой Дайки в Зимбабве, Сарановское в России, Стиллуотер в США и др. Эти месторождения приурочены к дифференцированным комплексам мафитов и улътрамафитов, с которыми связано примерно 95 % запасов хромитов развитых капиталистических и развивающихся стран и 5 % запасов в России. В Бушвельдском комплексе учтено свыше 1 млрд, т хромитов, а в Великой Дайке свыше 0,5 млрд. т. Форма хромитовых залежей в этом типе месторождений пластообразная, их относят к стратиформным.

Комплексы интрузивных пород связывают с основной магмой, приурочены они к платформенным областям. Хромитовые руды залегают среди ультрамафитов, анортозитов, редко среди норитов. Пласты хромитов в большинстве случаев приурочены к контактам разных по составу пород и являются составной частью ритмов типа дунит-хромитит-бронзитит, бронзитит-хромитит-анортозит-норит, гарцбургит-хромитит-ортопироксенит-вебстерит и т. п. Для этих месторождений характерна небольшая мощность хромититов (0,3-3 м, реже до 3,6 м и, как исключение, до 12 м), но большая протяженность (десятки километров).

Нижний контакт хромититов обычно резкий, верхний - постепенный. В низу пластов - массивные руды, в верху - густовкрапленные. Число пластов хромититов различно, в Бушвельде 27, Стиллуотере 13, комплексе Хартли Великой Дайки 12. Кроме хромита в состав руд входят:

Оливин
Ортопироксен
Плагиоклаз
Сульфиды

Минералы платиноидов - в основном палладия и . Встречаются также минералы , , . Для хромитов характерна повышенная железистость. Иногда (например, на Сарановском месторождении) железистость ниже, чем на других месторождениях этого типа. Степень окисления в хромитах высока (около 30%). В более кислых разностях пород хромиты богаче железом и , в улътрамафитах - хромом и магнием.

Формирование комплексов тесно связано с магматической дифференциацией . В частности, хромитовые пласты возникали при более раннем выделении хромитов из порции расплавов и их осаждении в расплаве благодаря повышенной плотности.

Позднемагматические месторождения хромитов приурочены к ультрамафитам. Примеры - месторождения Кемпирсайское в России, Гулеман в Турции, Каледония на Кубе. Хромитоносные массивы ультрамафитов слагаются в основном гарцбургитами и дуиитами. Дуниты обычно формируют зоны вокруг рудных тел хромититов. Рудные тела этих месторождений представлены в основном линзами и жилами, реже столбообразными телами и гнездами. Нередко рудные тела формируют зоны. Мощность тел обычно первые метры, реже - десятки метров и, как исключение, 230 м. Протяженность рудных тел - от метров до десятков и сотен метров. Длина рудоносных зон может достигать первых километров, при мощности десятки и сотни метров.

Руды представлены как массивными сплошными разностями, так и вкрапленными (густо-, средне- и убоговкрапленные разности). Хромит представлен высокохромистой разностью и богатым глиноземом хромпикотитом. Обычно с увеличением содержания хрома в рудах растет содержание в них хрома и магния. В состав хромитовых руд входят серпентин, оливин, орто- и клинопироксены, хромсодержащие хлориты и другие минералы. Встречаются минералы платиноидов - осмия, иридия, рутения, платины, родия, палладия. Хромитоносные ультрамафиты рассматриваемого типа расположены в геосипклиналытых (складчатых) областях различного возраста, в том числе и древних (Селюкве в Зимбабве). В России с этим типом месторождений связаны основные запасы хромитов.

На генезис хромитов этого типа существуют различные взгляды. Одни геологи рассматривают их как позднемагматические (Г. А. Соколов, Н. В. Павлов), другие относят к метасоматическим гидротермальным или даже метаморфогенным образованиям. Гидротермально-метасоматическая гипотеза обосновывается явно метасоматическим происхождением окружающих хромитовые тела дунитов, которые связываются таким образом единством происхождения (А. С. Варлаков). С. В. Москалева считала, что хромиты возникали в подкоровых условиях при экстракции хрома из перидотитов при их замещении дунитами. И. Ф. Романович предполагает, что в генезисе хромитов могла сыграть роль термодиффузия, приведшая к дифференциации веществ. Существуют и взгляды на генезис хромитов этой формации как ликвационный. Общее всех современных представлений о генезисе - хромитовые тела сформировались позднее вмещающих их ультрамафитов (исключая дунитовую оторочку).

Хромовые руды (хромиты) представляют собой минералы, из которых производится добыча хрома (твердого металла голубовато-белого цвета). Горная порода относится к семейству хромовой шпинели и достаточно распространённая в мире. По свойствам и особенностям месторождения вещества выделяются виды руды и способы извлечения.

Область применения хрома

Хром – это переходный металл. Он широко используется в промышленности благодаря своей прочности и устойчивости к нагреву и коррозии.

Производство стали

Хром составляет легирующий элемент (улучшающий физические и химические свойства) при плавке стали. Он повышает устойчивость металла к коррозии, который ржавеет и окисляется под действием кислорода. Железо становится тверже, а критическая скорость охлаждения при закалке снижается. Сталь используется для изготовления огнестрельных орудий, плит, огнеупорных шкафов и в строительстве кораблей.

Хромирование

Кислый хромат наносится тонким слоем на металлическую поверхность, делая ее износоустойчивой и красивой. Применяется для отделки деталей автомобилей, мотоциклов, велосипедов, часов, дверных ручек.

Сохранение древесины и обработка кожи

Соли хрома используются для сохранения древесины от повреждений и разрушений грибков, насекомых и термитов. Квасцы хрома используются в кожевенной промышленности, так как он помогает стабилизировать кожу.

Красящие вещества

Хром применяется в изготовлении красок и пигментирующих веществ. Стекло окрашивается обычно в зеленоватый цвет, реже желтый.

Ювелирная промышленность

Ювелирные изделия частично состоят из хрома. Он является составной частью драгоценных камней (уваровит, искусственный рубин, хромовая шпинель).

Иные способы использования

Хромовые соединения используются во многих отраслях промышленности:

фотографической деятельности (хромированный желатин);
полиграфической индустрии (травящий раствор, светочувствительный слой);
электронной (проводник поверхности деталей электроаппаратуры, радио, телевизоров, электрических приборов);
изготовление пластмассы;
химико-фармацевтической промышленности (синтез душистых веществ).

Виды хромовых руд

По промышленным типам месторождений выделяют несколько видов хромовых руд. Среди них различают:

эндогенные;
экзогенные;
техногенные.

Эндогенные

По условиям образования эндогенные руды делятся на два типа:

Месторождения образовались на ранней стадии образования интрузивов (магматические горные породы), залегают в нижних массивах. Руды среднехромистые, сплошные, огнеупорные (ЮАР, Финляндия, США, Индия).
Руды сформировались в поздний период формирования интрузивов. Главный источник высокохромистых металлургических и огнеупорных руд (Греция, Турция, Югославия, Албания).

Месторождения возникают в результате разрушений выветривания эндогенных хромитовых рудных залежей. Промышленное значение достаточно ограничено (Япония, Югославия, Филиппины, Куба).

Техногенные

Руды добываются на поверхности Земли или из спецотвалов забалансовых руд, образовавшиеся при разработке месторождений хрома в процессе обогащения руды. Сырье пригодно для промышленного применения. Экономическая выгода заключается в том, что разработка проводится на поверхности.

Способы добычи хрома

Основными соединениями для получения хрома является железо, свинец, манитохромит. Главным сырьем, из которого извлекают вещество - хромовая руда.

Разработка

Существует три способа разработки месторождений:

открытый;
подземный;
комбинированный.

Самым популярным способом добычи полезных ископаемых является открытый способ. Объясняется это экономичностью процесса, а также возможностью применения оборудования и техники высокой мощности. Открытый способ добычи хрома осуществляется разработкой карьеров, организовывается необходимая инфраструктура. Размеры необходимых строений определяются особенностями залежей.

Для больших глубин используется подземный метод. Способ дорогой, но позволяет осуществлять раскопки в местах, где на поверхности вести работу технически невозможно. Перед самим извлечением хрома, требуется вскрыть множество пород. Истощение запасов приводит к увеличению глубины разработки. Все чаще после извлечения руд, пустоты заполняются искусственной затвердевающей смесью.

Комбинированный способ объединяет разработку на поверхности и под землей. Они проводятся последовательно или одновременно. Экономический эффект достигается за счет наиболее полного извлечения хрома.

Методы извлечения хрома

Наиболее экологически безопасным является путь утилизации хромсодержащих шламов методом переработки с целью извлечения и использования хрома в различных отраслях промышленности. В настоящее время предложено несколько вариантов решения проблемы в этом направлении.

Металлотермическая плавка

Добыча производится в поворачивающей шахте, облицованной огнеупорным кирпичом. Особенностью является дифференцирование сырья следующим образом:

Запальная смесь состоит из 200 кг. хромового концентрата, 60 кг. алюминиевого порошка, 35 кг. натриевой селитры.
Для рудной части используется 875 кг. концентрата, 370 кг. извести.
Восстановительные материалы - 725 кг. концентрата, 442 кг. порошка алюминия.

Треть окислов шихты предварительно расплавляется, что увеличивает извлечение хрома на 5%, а расход алюминия уменьшается, в среднем на 47 кг. на тонну продукции. Сама плавка производится в электропечном агрегате. Запальная часть проплавляется. Во включенную электропечь вводится рудная часть шихты.

Длительность плавления 90-120 минут, дополнительно нагревают в течение четверти часа и нагрев отключают. Затем шихту помещают в плавильную камеру, а восстановительную смесь загружают в течение 5 минут. Расплав выдерживается несколько минут, для завершения восстановительного процесса. Сплав и шлак сливаются в изложницу. Состав хрома в таком способе извлечения равняется 80%.

Лабораторный метод

В основе лежит электролитический метод извлечения. Проводится получение хрома в лабораторных условиях, в специальном электролизере. Для процесса организовывается пропускание раствора хромового ангидрида в серной кислоте. На катодах выделяется водород и хром оседает в чистом содержании. Такой состав применяется редко, поэтому лабораторный метод менее востребованный.

Алюминотермический метод

Для извлечения хрома требуется специальная плавильная шахта определенной конструкции, смонтированной в вагонетке. А также она должна быть облицованная магнезитовым кирпичом.

Начальный этап включает загрузку шихтой массой 200-250 кг. Предварительно шихту тщательно перемешивают в барабане смесителем, минимально для этого требуется 30-40 минут. В один процесс плавки используется от 2 до 6 тысяч хромового концентрата либо оксида хрома.

Затем происходит добавление запальной смеси, которая потом подпаливается. Происходит процесс, в ходе которого восстанавливается Al2O3 (оксид алюминия), повышается уровень алюминия из-за разложения селитры. При этом увеличивается образование необходимого тепла. При устойчивом процессе производят непрерывную загрузку элеватором.

Последняя порция сырья дополняется флюсом (известь 200-250 кг., с размером зерна в пределах 0,3 см.). Применение извести рационально из-за способности поддерживания постоянного движения молекул и облегчения получения хрома. Длительность беспрерывного процесса плавления занимает 10-20 минут, затем производится выдержка. После этого, шлак переливают в изложницу. Толщина слоя должна равняться 20-30 см.

Плавильный горн возобновляется в начальную позицию, а через несколько минут металл со шлаком сливают. Шлаковый и хромовый блок охлаждается и вынимается. В результате сплав содержит 88-92% хрома. Могут присутствовать небольшие доли вредных примесей.

Мировая добыча хрома

К крупнейшим производителям относится ЮАР (мировой лидер), Казахстан, Россия и Китай. Дополнительные месторождения находятся в Турции, Индии, Армении, Бразилии и на Филиппинах. В России основные залежи хромовой руды выделяют на Урале (Донское и Сарановское).

Хромовые руды

Хромиты (a. chromite ores, chrome iron ores; н. Chromerze; ф. minerais de chrome; и. minerales de cromo, menas de cromo ), - природные минеральные образования, содержащие в таких соединениях и концентрациях, при к-рых их пром. использование технически возможно и экономически целесообразно. B природе известно много разл. соединений хрома: он входит в состав свинцовых и медно-свинцовых оксидов, силикатов (хромграната, хромдиопсида, хромовых слюд) и др. Промышленные скопления образуют только хромшпинелиды: (Mg, Fe)Cr 2 O 4 , a люмохромит (Mg, Fe) (Cr, Al) 2 O 4 , хромпикотит (Mg, Fe)(Al, Cr) 2 O 4 . Cодержание Cr 2 O 3 в минералах от 2 до 67%. Пром. значимость руды имеют при содержании в них Cr 2 O 3 не ниже 25-30%.
Cреди пром. типов м-ний X. p. выделяются: раннемагматические (м-ния Юж. Aфрики), позднемагматические (м-ния CCCP, Греции, Aлбании, Югославии, Tурции и др.) и россыпные (CCCP, Kуба, Hовая Kаледония).
Пo вопросу происхождения м-ний X. p. высказываются 2 осн. гипотезы: они образуются совместно c вмещающими их ультраосновными и основными породами за счёт внедрения магмы и кристаллизации её в верх. частях земной ; хромитоносные складчатых областей являются тектонич. пластинами, выколотыми в верхах верх. мантии в области океанич. коры и перемещёнными на десятки и сотни км, в осн. по латерали в p-ны совр. залегания.
M-ния X. p. залегают только в определённых разновидностях магматич. пород основного и ультраосновного состава. B областях древних щитов залегают расслоенные массивы, сложенные согласными прослоями , анортозитов, пироксенитов и др. пород основного, a также горизонтами пород ультраосновного состава. Mассивы пород такого состава ( и Великая Дайка в Юж. Aфрике) включают осн. мировые запасы X. p., залегающих в виде выдержанных маломощных (обычно до первых десятков см) пластов, вытянутых на десятки км. B складчатых горн. областях ( , Kавказ и др.) м-ния X. p. залегают в массивах, сложенных в осн. ультраосновными породами (перидотитами и дунитами). Pудные тела здесь обычно имеют форму удлинённых линз. M-ния X. p. формировались в разл. циклы геол. развития: протерозойский ( , США), каледонский (Hорвегия, Юж. Aфрика), герцинский (CCCP, Aвстралия, вероятно, б.ч. Tурции и Ирана и др.), альпийский ( , Aлбания, Филиппины и др.).
K X. p., используемым в разл. отраслях нар. x-ва, предъявляются определённые требования. Hаиболее ценные металлургич. X. p, (сырьё для получения феррохрома) должны содержать не менее 40% Cr 2 O 3 , a отношение Cr:Fe должно быть не ниже 2,5. Для произ-ва чугунов повышенной прочности, жаропрочности, кислотоупорности используются X. p. c содержанием Cr 2 O 3 35-40%, для изготовления огнеупоров - не ниже 32%, для произ-ва хромовых солей - не ниже 34-37%.
Ha терр. CCCP м-ния X. p. имеют широкое распространение. Ha Урале разрабатываются крупные м-ния Kемпирсайского массива, небольшие тела Cарановского м-ния, выявлены многочисл. непром. залежи в массивах ультрабазитов. Большое кол-во рудных тел установлено в пределах пояса ультрабазитов Mалого Kавказа, являющегося фрагментом планетарного Aльпийско-Гималайского пояса. Kонцентрации X. p. выявлены также в ультрабазитах Kузнецкого Aлатау, Cаян, Tувинской ACCP, Kамчатки и др. горн. p-нов. Kроме того, X. p. установлены в пределах древних платформенных структур (Bоронежский, Украинский, Балтийский кристаллич. щиты).
Oбщие запасы X. p. в промышленно развитых капиталистич. и развивающихся странах на нач. 1988 оцениваются более чем в 4,3 млрд. т, в т.ч. (млн. т): в ЮАР 3100, более 1300, Индии 117, Tурции 100, на Филиппинах 60, в Финляндии 50, Иране 33, Kанаде 16, Бразилии 14,5. Mеньшими запасами обладают , Папуа - Hовая , Пакистан, Oман, Mадагаскар, Cудан, Hовая Kаледония и др. Г. Г. Kравченко.

Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Е. А. Козловского . 1984-1991 .

Смотреть что такое "Хромовые руды" в других словарях:

ХРОМОВЫЕ РУДЫ. Главные промышленные минералы хромшпинелиды и некоторые минералы содержащие примесь хрома: серпентин, хлорит, оливин, пироксен и др. Различают сплошные и вкрапленные хромовые руды. Содержание Cr2O3 10 62%. Мировые запасы св. 1,6… … Большой Энциклопедический словарь

- (хромиты). Главные промышленные минералы хромшпинелиды и некоторые минералы, содержащие примесь хрома: серпентин, хлорит, оливин, пироксен и др. Различают сплошные и вкрапленные хромовые руды. Содержание Cr2O3 10 62%. Мировые запасы свыше 4 млрд … Энциклопедический словарь

хромовые руды - Смотри хромовые руды (хромит) …

Хромиты, природные минеральные образования, содержащие хром в таких соединениях и концентрациях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно. Среди хромсодержащих минералов только… … Большая советская энциклопедия

- (хромиты). Гл. пром. минералы хромшпинелиды и нек рые минералы, содержащие примесь хрома: серпентин, хлорит, оливин, пироксен и др. Различают сплошные и вкрапленные X. р. Содержание Сr2О3 10 62%. Мировые запасы св. 4 млрд. т. Гл. добывающие… … Естествознание. Энциклопедический словарь

хромовые руды (хромит) - руды, содержащие Cr в таких соединениях и концентрациях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно. Промышленные месторождения хрома образуют хромшпинелиды: магнохромит (Mg, Fe)… … Энциклопедический словарь по металлургии

руды черных металлов - руды, являющиеся сырьевой базой ЧМ; включающие Fe , Mn и Cr руды (Смотри Железные руды, Марганцевые руды и Хромовые руды); Смотри также: Руды товарные руды сидеритовые руды … Энциклопедический словарь по металлургии

руды цветных металлов - руды, являющиеся сырьем ЦМ, включающие обширную группу Al , полиметаллических (содержащих Pb, Zn и другие металлы), Cu , Ni , Co , Sn , W , Mo , Ti руд. Специфическая особенность руд цветных металлов их комплексный… … Энциклопедический словарь по металлургии

руды редких металлов - природные образования, содержащие РЭ в виде самостоятельных минералов или изоморфных примесей в других рудных и жильных минералах в количествах, достаточных для их рентабильного промышленного извлечения. РЭ принято считать… … Энциклопедический словарь по металлургии

Руды - минеральные образования с содержанием металлов или полезных минералов, обеспечивающие технически возможное и экономически целесообразное их извлечение. Совокупность минералов. Минералы, содержащие извлекаемый металл, называются рудными,… … Энциклопедический словарь по металлургии