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铬铁矿选矿工艺

文章来源:河南宏科重工机械 发布时间:2014-12-15 15:34:38         浏览次数:1003      
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一、铬矿的选矿方法简介

     目前我国铬矿石的冶炼主要为火法冶炼中的电炉法,其次为金属热还原法和真空碳还原法及转炉法。电炉法又分为矿热法和精炼电炉法。前者用碳作还原剂,以铬矿石、焦炭、硅石为原料生产高碳铬铁,或以硅石、焦炭、高碳铬铁为原料生产硅铬合金;后者用硅石作还原剂,以铬矿石、硅铬合金、石灰为原料生产中、低碳铬铁和微碳铬铁。也有用转炉生产中、低碳铬铁的。 金属热还原法通常用铝粒作还原剂,使铬的氧化物在短时间内剧烈反应,放出大量热,熔炼出金属铬。

      真空碳还原法用高品位铬矿石(目前多用氧化焙烧后的高碳铬铁)作氧化剂,与高碳铬铁粉作成团块,放入真空炉中,在低于金属熔点的温度下脱碳,生产微碳、超微碳铬铁;或脱碳后通入氮气,生产含氮的铬铁合金。


     湿法冶炼目前是用铬矿石和纯碱及白云石或石灰石放入回转窑内氧化焙烧生成铬酸钠,经水浸后加硫化钠或硫磺,使之还原成氢氧化铬沉淀,脱水煅烧获得氧化铬,再用金属热还原法或真空碳还原法及电解法生产金属铬。


      除上述冶炼方法外,近年来我国研究了从甘肃金川铜镍尾矿中回收铬的方法,其采用氧化焙烧法制取氢氧化铬,再制成铬铵矾,最后电解出金属铬。我们研制了一种伯胺萃取提铬新工艺,铬萃取率98%,反萃取率为100%。Cr203产品纯度95%~98%,为综合利用攀枝花—西昌地区红格铁矿石中的伴生铬提供了依据。


二、铬铁矿的性质及产地

        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。


       铬铁矿是铬和铁的氧化物矿物。有高碳铬铁(含碳为4~8%)、中碳铬铁(含碳为0.5~4%)、低碳铬铁(含碳0.15~0.50%)、微碳铬铁(含碳为0.06%)、超微碳铬铁(含碳小于0.03%)、金属铬、硅铬合金。它相当坚硬,黑色半金属光泽。铬铁矿是金属铬的主要来源,也可用于高温耐火材料。铬铁矿一般呈块状或粒状的集合体。铬铁矿化学成分为FeCr2O4、晶体属等轴晶系的氧化物矿物。成分中的铁常可部分被镁所置换,当以Mg为主时,则名镁铬铁矿(magnesiochromite)。具正常尖晶石型结构。铬铁矿Cr2O3含量67.91%。是工业铬的主要来源,也可用制高温耐火材料,如铬砖。摩斯硬度5.5~6,比重3.9~4.8。具弱磁性。铬铁矿仅产于超基性或基性岩中。大型铬铁矿矿床主要产于南非的德兰士瓦、津巴布韦的圭洛附近,俄罗斯的斯维德洛夫斯克地区以及古巴等地。中国铬铁矿的产地有西藏、甘肃和陕西等地。


三、铬铁矿选矿技术简述
     
      根据铬铁矿的矿石含量及成份,一般采用的选矿方法是重选和强磁选。也有使用浮选法处理铬铁矿的实例,例如南斯拉夫的拉杜莎选矿厂用16胺作捕收剂,可从含三氧化二铬30。86%的铬矿石中,获得产率46.4%,品位54%,回收率80%的精矿。但由于矿石性质的差别,铬铁矿的浮选应用并不广泛。铬铁矿重选设备中,跳汰机和摇床是最常用的设备,跳汰机适用于处理粗,中粒度铬铁矿石,摇床适用于细粒铬铁矿石,在铬铁矿重选厂中,跳汰机和摇床联合使用可以获得最佳的选矿效果和选矿指标。磁选法也可以用来选别铬铁矿石,但很好用单一磁选法处理铬铁矿石的实例,多是和重选流程联合使用,以获得最佳选矿效果及分选指标。


四、铬铁矿所需选矿设备

      铬铁矿采用的是重选和反浮选两种方式相结合,用到的主要选矿设备有摇床和浮选机(浮选机和充气式浮选机),用到的破碎设备包括颚式破碎机和反击式破碎机,选矿辅助设备包括振动给料机、搅拌桶、浓缩机等设备。根据产量和具体情况进行优化组合配置。


      铬铁矿的嵌布粒度一般为中细粒,因此所用设备也大都包含了破碎机,棒磨机等,铬铁矿重选设备的确定需要根据铬铁矿具体嵌布粒度,如嵌布粒度较粗,采用棒磨机磨矿后即可实现大部分单体解离,则选用棒磨-跳汰的工艺流程,如嵌布粒度较细,则需要采用球磨机磨矿,磨矿产品达到单体解离后进入强磁选流程或浮选流程。

     破碎流程:该铬铁矿选矿流程中,破碎流程采用两段鄂式破碎进行破碎,将原矿破碎至30mm以下,然后通过输送机输送至下一料仓中。

     磨矿流程:磨矿流程采用棒磨机磨矿,由于一般铬铁矿嵌布粒度稍粗,通过简单的棒磨机磨矿即可实现单体解离,同时棒磨机产量高,产品粒度均匀可调,是理想的铬铁矿磨矿设备。料仓下方设振动给料机,将破碎后的产品均匀给入棒磨机进行磨矿作业。

     重选流程:前面已经降到,铬铁矿的嵌布粒度普遍较粗,采用棒磨机进行磨矿达到单体解离后进入重选流程,而适宜铬铁矿重选的设备主要是跳汰机和摇床,跳汰机处理量大,对铬铁矿的粗选效果显著,因此重选粗选流程采用处理量大,回收率高的梯形跳汰机。由于跳汰机对细粒粉状矿的回收效果不明显,因此可在跳汰机尾矿后设置摇床进行扫选,对流失的铬铁进行回收,以提高整个工艺流程的回收率。

    跳汰机在该流程中是主要的重选设备,正常工作时可一次分选得到最终精矿。摇床一般作为精选设备,处理能力小,但富集比较高,在该流程中对跳汰机的尾矿进行扫选,以回收细粒级铬铁矿。

    该流程适用于粗,中粒级铬铁矿的洗选提纯,对于细粒级或微细粒级嵌布的铬铁矿还需另行讨论。另外对于砂状铬铁矿的选矿也需要根据实际情况确定选矿工艺流程和设备配置。巩义市佛瑞机械厂曾在越南进行铬铁矿砂矿的洗选,铬铁矿砂矿的洗选需要用到洗矿机、跳汰机、摇床以及旋流器等设备。

 

五、铬铁渣处理工艺流程简介

    铬铁渣处理工艺流程以重力选矿的方法从铬铁矿渣中回收铬铁合金,采用两次跳汰机分选,分别获得粗粒和细粒铬铁合金颗粒,使铬铁回收的利益最大化。

    首先大块铬铁矿渣经过粗鄂式破碎机破碎成小块,小块铬铁矿渣进入细鄂式破碎机进行细破,使最终粒度控制在30mm以内,之后进入料仓,料仓下方设电磁振动给料机,将破碎后的铬铁渣均匀给入AM30跳汰机进行粗粒跳汰分选,得到粗粒铬铁合金和尾矿,尾矿中因嵌布有不少细粒铬铁合金,需采用棒磨机将AM30跳汰机尾矿进行研磨,得砂状铬铁矿渣,进入LTA1010/2跳汰机进行二次跳汰分选,得到细粒铬铁合金和废渣。

     回收过铬铁合金后的铬铁渣中铬铁含量极低,均呈细粒状,可再次销售向水泥厂,新型建材厂等企业,制成新型建材,整个处理过程实现了对铬铁渣固体废料的全部回收利用,不仅减少了有用资源的浪费,同时也降低的固体废渣对土地的占用,对环境和人类健康的危害。

六、铬铁矿资源形势

       铬矿资源比较贫乏,按可满足需求的程度看,属短缺资源。总保有储量矿石1078万吨,其中富矿占53.6%。铬矿产地有56处,分布于西藏、新疆、内蒙古、甘肃等13个省(区),以西藏为最主要,保有储量约占全国的一半。中国铬矿床是典型的与超基性岩有关的岩浆型矿床,绝大多数属蛇绿岩型,矿床赋存于蛇绿岩带中。西藏罗布莎铬矿和新疆萨尔托海铬矿等皆属此类。从成矿时代来看,中国铬矿形成时代以中生代、新生代为主。 


七、铬铁矿的用途

      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,如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、滚珠轴承钢、弹簧钢、工具钢等。金属铬主要用于与钴、镍、钨等元素冶炼特种合金。这些特种钢和特种合金是航空、宇航、汽车、造船,以及国防工业生产枪炮、导弹、火箭、舰艇等不可缺少的材料。 

      在耐火材料上,铬铁矿用来制造铬砖、铬镁砖和其他特殊耐火材料。铬铁矿在化学工业上主要用来生产重铬酸钠,进而制取其他铬化合物,用于颜料、纺织、电镀、制革等工业,还可制作催化剂和触媒剂等。
      铬铁矿在化学工业上主要用来生产重铬酸钠,进而制取其他铬化合物,用于颜料、纺织、电镀、制革等工业,还可制作催化剂和触媒剂等。

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