საერთო მინერალების დაგროვება - ქრომის მადნის თვისებები და გამდიდრების ტექნოლოგია

ქრომის ბუნება

ქრომი, ელემენტის სიმბოლო Cr, ატომური ნომერი 24, ფარდობითი ატომური მასა 51,996, მიეკუთვნება ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილის VIB ჯგუფის გარდამავალ მეტალის ელემენტს. ქრომის მეტალი არის სხეულზე ორიენტირებული კუბური კრისტალი, ვერცხლისფერი თეთრი, სიმკვრივე 7.1 გ/სმ³, დნობის წერტილი 1860℃, დუღილის წერტილი 2680℃, სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე 25℃ 23.35J/(mol·K), აორთქლების სითბო 1kJ/342. მოლი, თბოგამტარობა 91,3 W/(m·K) (0-100°C), წინაღობა (20°C) 13,2uΩ·cm, კარგი მექანიკური თვისებებით.

ქრომის ხუთი ვალენტობაა: +2, +3, +4, +5 და +6. ენდოგენური მოქმედების პირობებში ქრომი ზოგადად +3 ვალენტურია. + სამვალენტიანი ქრომის მქონე ნაერთები ყველაზე სტაბილურია. +ექვსვალენტიანი ქრომის ნაერთებს, მათ შორის ქრომის მარილებს, აქვთ ძლიერი ჟანგვის თვისებები. Cr3+, AI3+ და Fe3+ იონური რადიუსი მსგავსია, ამიტომ მათ შეიძლება ჰქონდეთ მსგავსების ფართო სპექტრი. გარდა ამისა, ელემენტები, რომლებიც შეიძლება შეიცვალოს ქრომით არის მანგანუმი, მაგნიუმი, ნიკელი, კობალტი, თუთია და ა.შ., ამიტომ ქრომი ფართოდ არის გავრცელებული მაგნიუმის რკინის სილიკატურ მინერალებში და დამხმარე მინერალებში.

განაცხადი

ქრომი ერთ-ერთი ყველაზე ფართოდ გამოყენებული ლითონია თანამედროვე ინდუსტრიაში. იგი ძირითადად გამოიყენება უჟანგავი ფოლადის და სხვადასხვა შენადნობი ფოლადების წარმოებაში ფეროშენადნობების სახით (როგორიცაა ფეროქრომი). ქრომს აქვს მყარი, აცვიათ მდგრადი, სითბოს მდგრადი და კოროზიისადმი მდგრადი მახასიათებლები. ქრომის საბადო ფართოდ გამოიყენება მეტალურგიაში, ცეცხლგამძლე მასალებში, ქიმიურ მრეწველობაში და სამსხმელო მრეწველობაში.

მეტალურგიულ მრეწველობაში ქრომის საბადო ძირითადად გამოიყენება ფეროქრომისა და მეტალის ქრომის დასადნებლად. ქრომი გამოიყენება როგორც ფოლადის დანამატი სხვადასხვა მაღალი სიმტკიცის, კოროზიისადმი მდგრადი, აცვიათ მდგრადი, მაღალტემპერატურული და დაჟანგვისადმი მდგრადი სპეციალური ფოლადების წარმოებისთვის, როგორიცაა უჟანგავი ფოლადი, მჟავა რეზისტენტული ფოლადი, სითბოს მდგრადი ფოლადი, ბურთულიანი ფოლადი, ზამბარის ფოლადი, ხელსაწყოების ფოლადი და ა.შ. ქრომს შეუძლია გააძლიეროს ფოლადის მექანიკური თვისებები და აცვიათ წინააღმდეგობა. ლითონის ქრომი ძირითადად გამოიყენება სპეციალური შენადნობების დნობისთვის კობალტის, ნიკელის, ვოლფრამის და სხვა ელემენტებით. ქრომირებული მოპირკეთება და ქრომიზაციით შეიძლება ფოლადი, სპილენძი, ალუმინი და სხვა ლითონები შექმნან კოროზიისადმი მდგრადი ზედაპირი, რომელიც არის ნათელი და ლამაზი.

ცეცხლგამძლე მრეწველობაში ქრომის საბადო არის მნიშვნელოვანი ცეცხლგამძლე მასალა, რომელიც გამოიყენება ქრომის აგურის, ქრომის მაგნეზიის აგურის, მოწინავე ცეცხლგამძლე და სხვა სპეციალური ცეცხლგამძლე მასალების დასამზადებლად (ქრომის ბეტონი). ქრომის დაფუძნებული ცეცხლგამძლე მასალები ძირითადად მოიცავს აგურებს ქრომის მადნით და მაგნეზიით, აგლომერირებული მაგნეზია-ქრომის კლინკერი, გამდნარი მაგნეზია-ქრომის აგური, გამდნარი, წვრილად დაფქული და შემდეგ შეკრული მაგნეზია-ქრომის აგური. ისინი ფართოდ გამოიყენება ღია კერის ღუმელებში, ინდუქციურ ღუმელებში და ა.შ. ცემენტის მრეწველობის მეტალურგიული გადამყვანი და მბრუნავი ღუმელის მოპირკეთება და ა.შ.

სამსხმელო მრეწველობაში ქრომის საბადო არ ურთიერთქმედებს სხვა ელემენტებთან გამდნარ ფოლადში ჩამოსხმის პროცესში, აქვს დაბალი თერმული გაფართოების კოეფიციენტი, მდგრადია ლითონის შეღწევის მიმართ და აქვს უკეთესი გაგრილების უნარი, ვიდრე ცირკონი. სამსხმელო ქრომის საბადოს აქვს მკაცრი მოთხოვნები ქიმიური შემადგენლობისა და ნაწილაკების ზომის განაწილების შესახებ.

ქიმიურ მრეწველობაში ქრომის ყველაზე პირდაპირი გამოყენებაა ნატრიუმის დიქრომატის (Na2Cr2O7·H2O) ხსნარის წარმოება და შემდეგ ქრომის სხვა ნაერთების მომზადება მრეწველობაში გამოსაყენებლად, როგორიცაა პიგმენტები, ქსოვილები, ელექტრული და ტყავის დამზადება, აგრეთვე კატალიზატორები. .

წვრილად დაფქული ქრომის მადნის ფხვნილი არის ბუნებრივი შეღებვის საშუალება მინის, კერამიკისა და მოჭიქული ფილების წარმოებაში. როდესაც ნატრიუმის დიქრომატი გამოიყენება ტყავის გასაფუჭებლად, ორიგინალური ტყავის ცილა (კოლაგენი) და ნახშირწყლები რეაგირებენ ქიმიურ ნივთიერებებთან და წარმოქმნიან სტაბილურ კომპლექსს, რომელიც ხდება ტყავის ნაწარმის საფუძველი. ტექსტილის მრეწველობაში ნატრიუმის დიქრომატი გამოიყენება ქსოვილის შეღებვის დროს, რომელსაც შეუძლია ეფექტურად მიამაგროს საღებავის მოლეკულები ორგანულ ნაერთებზე; ის ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ოქსიდანტი საღებავებისა და შუალედური პროდუქტების წარმოებაში.

ქრომის მინერალი

ბუნებაში აღმოჩენილია ქრომის შემცველი მინერალების 50-ზე მეტი სახეობა, მაგრამ მათ უმეტესობას აქვს ქრომის დაბალი შემცველობა და გაფანტული განაწილება, რომელსაც აქვს დაბალი სამრეწველო გამოყენების ღირებულება. ეს ქრომის შემცველი მინერალები მიეკუთვნება ოქსიდებს, ქრომატებს და სილიკატებს, გარდა რამდენიმე ჰიდროქსიდის, იოდატების, ნიტრიდების და სულფიდების. მათ შორის, ქრომის ნიტრიდი და ქრომის სულფიდური მინერალები მხოლოდ მეტეორიტებშია ნაპოვნი.

როგორც მინერალური სახეობა ქრომის მადნის ქვეოჯახში, ქრომიტი არის ქრომის ერთადერთი მნიშვნელოვანი სამრეწველო მინერალი. თეორიული ქიმიური ფორმულაა (MgFe)Cr2O4, რომელშიც Cr2O3-ის შემცველობა შეადგენს 68%-ს, ხოლო FeO-ს 32%-ს. მისი ქიმიური შემადგენლობით სამვალენტიანი კატიონი ძირითადად არის Cr3+ და ხშირად გვხვდება Al3+, Fe3+ და Mg2+, Fe2+ იზომორფული ჩანაცვლებები. რეალურ წარმოებულ ქრომიტში Fe2+-ის ნაწილი ხშირად იცვლება Mg2+-ით, ხოლო Cr3+ იცვლება Al3+-ით და Fe3+-ით სხვადასხვა ხარისხით. იზომორფული ჩანაცვლების სრული ხარისხი ქრომიტის სხვადასხვა კომპონენტებს შორის არ არის თანმიმდევრული. ოთხი რიგის საკოორდინაციო კათიონები ძირითადად არის მაგნიუმი და რკინა და სრული იზომორფული ჩანაცვლება მაგნიუმ-რკინას შორის. ოთხი დაყოფის მეთოდის მიხედვით, ქრომიტი შეიძლება დაიყოს ოთხ ქვეჯგუფად: მაგნიუმის ქრომიტი, რკინა-მაგნიუმის ქრომიტი, მაფიურ-რკინის ქრომიტი და რკინა-ქრომიტი. გარდა ამისა, ქრომიტი ხშირად შეიცავს მცირე რაოდენობით მანგანუმს, ტიტანის, ვანადიუმის და თუთიის ერთგვაროვან ნარევს. ქრომიტის სტრუქტურა ნორმალური სპინელის ტიპისაა.

4. ქრომის კონცენტრატის ხარისხის სტანდარტი

დამუშავების სხვადასხვა მეთოდის მიხედვით (მინერალიზაცია და ბუნებრივი მადანი), ქრომის საბადო მეტალურგიისთვის იყოფა ორ სახეობად: კონცენტრატად (G) და ერთიანად (K). იხილეთ ცხრილი ქვემოთ.

მეტალურგიისთვის ქრომის მადნის ხარისხის მოთხოვნები

ქრომის მადნის გამდიდრების ტექნოლოგია

1) ხელახალი არჩევა
დღეისათვის, გრავიტაციული გამოყოფა მნიშვნელოვან ადგილს იკავებს ქრომის მადნის გამდიდრებაში. გრავიტაციული გამოყოფის მეთოდი, რომელიც იყენებს წყალხსნარში ფხვიერ შრეებს, როგორც ძირითად ქცევას, კვლავ რჩება ქრომის მადნის გამდიდრების მთავარ მეთოდს მთელ მსოფლიოში. გრავიტაციის გამიჯვნის მოწყობილობა არის სპირალური ღუმელი და ცენტრიდანული კონცენტრატორი, ხოლო დამუშავების ნაწილაკების ზომის დიაპაზონი შედარებით ფართოა. ზოგადად, ქრომის მინერალებსა და განგას მინერალებს შორის სიმკვრივის სხვაობა მეტია 0,8 გ/სმ3-ზე, ხოლო 100 მმ-ზე მეტი ზომის ნებისმიერი ნაწილაკების სიმძიმის განცალკევება შეიძლება იყოს დამაკმაყოფილებელი. შედეგი. უხეში სიმსივნეები (100 ~ 0,5 მმ) მადანი დახარისხებულია ან წინასწარ შერჩეულია მძიმე-საშუალო გამდიდრებით, რაც ძალიან ეკონომიური გამდიდრების მეთოდია.

2) მაგნიტური გამოყოფა
მაგნიტური გამოყოფა არის გამაძლიერებელი მეთოდი, რომელიც ახორციელებს მინერალების გამოყოფას არაერთგვაროვან მაგნიტურ ველში, მადნის მინერალების მაგნიტური სხვაობის საფუძველზე. ქრომიტს აქვს სუსტი მაგნიტური თვისებები და შეიძლება განცალკევდეს ვერტიკალური რგოლის მაღალი გრადიენტის მაგნიტური გამყოფებით, სველი ფირფიტის მაგნიტური გამყოფებით და სხვა აღჭურვილობით. ქრომის მინერალების სპეციფიკური მაგნიტური მგრძნობელობის კოეფიციენტები, რომლებიც წარმოიქმნება ქრომის საბადოების მწარმოებელ სხვადასხვა ადგილებში მსოფლიოში, დიდად არ განსხვავდება და მსგავსია სხვადასხვა რეგიონში წარმოებული ვოლფრამიტისა და ვოლფრამიტის სპეციფიური მაგნიტური მგრძნობელობის კოეფიციენტები.

არსებობს ორი სიტუაცია მაგნიტური გამოყოფის გამოყენებისას მაღალი ხარისხის ქრომის კონცენტრატის მისაღებად: ერთი არის ძლიერი მაგნიტური მინერალების (ძირითადად მაგნიტი) ამოღება მადნიდან სუსტი მაგნიტური ველის ქვეშ, რათა გაიზარდოს ფეროქრომის თანაფარდობა, და მეორე არის გამოყენება. ძლიერი მაგნიტური ველი. განგების მინერალების გამოყოფა და ქრომის მადნის აღდგენა (სუსტი მაგნიტური მინერალები).

3) ელექტრო სელექცია
ელექტრული გამოყოფა არის ქრომის მადნის და სილიკატური მინერალების განცალკევების მეთოდი მინერალების ელექტრული თვისებების გამოყენებით, როგორიცაა გამტარობისა და დიელექტრიკული მუდმივობის განსხვავებები.

4) ფლოტაცია
გრავიტაციული გამოყოფის პროცესში წვრილმარცვლოვანი (-100მმ) ქრომიტის საბადო ხშირად უგულებელყოფენ ნარჩენების სახით, მაგრამ ამ ზომის ქრომიტს მაინც აქვს მაღალი უტილიზაციის ღირებულება, ამიტომ ფლოტაციის მეთოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას დაბალი ხარისხის წვრილმარცვლოვანი ქრომიტის საბადოსთვის. აღდგენილია. ქრომის მადნის ფლოტაცია 20% ~ 40% Cr2O3 კუდებში და სერპენტინის, ოლივინის, რუტილის და კალციუმის მაგნიუმის კარბონატული მინერალები, როგორც განგა მინერალები. მადანი წვრილად დაფქვა 200μm-მდე, წყლის მინა, ფოსფატი, მეტაფოსფატი, ფტორსილიკატი და ა.შ. გამოიყენება ლამის დასაშლელად და დასათრგუნავად, ხოლო უჯერი ცხიმოვანი მჟავა გამოიყენება როგორც შემგროვებელი. ფლოტაციის პროცესისთვის ძალზე მნიშვნელოვანია განგების ლამის დაშლა და ჩახშობა. ლითონის იონებს, როგორიცაა რკინა და ტყვია, შეუძლიათ ქრომიტის გააქტიურება. როდესაც ნალექის pH მნიშვნელობა 6-ზე დაბალია, ქრომიტი ძნელად ცურავს. მოკლედ, ფლოტაციური რეაგენტის მოხმარება დიდია, კონცენტრატის ხარისხი არასტაბილურია და აღდგენის სიჩქარე დაბალია. განგა მინერალებიდან გახსნილი Ca2+ და Mg2+ ამცირებს ფლოტაციის პროცესის სელექციურობას.

5) ქიმიური გამდიდრება
ქიმიური მეთოდი არის გარკვეული ქრომის მადნის უშუალოდ დამუშავება, რომლის გამოყოფა ფიზიკური მეთოდით შეუძლებელია ან ფიზიკური მეთოდის ღირებულება შედარებით მაღალია. ქიმიური მეთოდით წარმოებული კონცენტრატის Cr/F შეფარდება უფრო მაღალია, ვიდრე ჩვეულებრივი ფიზიკური მეთოდით. ქიმიურ მეთოდებს მიეკუთვნება: სელექციური გამორეცხვა, დაჟანგვის შემცირება, დნობის გამოყოფა, გოგირდმჟავას და ქრომის მჟავას გამორეცხვა, რედუქცია და გოგირდმჟავას გამორეცხვა და ა.შ. ქრომის ათვისების ტენდენციები დღეს. ქიმიურ მეთოდებს შეუძლიათ უშუალოდ მადნიდან ქრომის ამოღება და ქრომის კარბიდის და ქრომის ოქსიდის წარმოება.