铬矿产品概述

第一节 产品定义、性能及应用特点

铬具有亲氧性和亲铁性，以亲氧性较强，只有在还原和硫的逸度较高的情况下才显示亲硫性。在内生作用条件下铬一般呈三价。六次酸位的Ｃｒ３＋和Ａｌ３＋Ｆｅ３＋的离子半径相接近，故它们之间可以呈广泛的类质同象。此外，可与铬类质同象代替的元素还有Mn、Mg、Ni、Co、Zn等，所以在镁铁硅酸盐矿物和副矿物中有铬的广泛分布。在表生带强烈氧化条件下（碱性介质），Ｃｒ３＋氧化成Ｃｒ６＋形式的铬酸根离子，使不活动的铬离子变成易溶的铬阴离子发生迁移。遇极化性很强的离子（如Cu、Pb等），则形成难溶的铬酸性矿物。

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。

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。

铬铁矿是我国的短缺矿种，储量少，产量低，每年消费量的８０％以上依靠进口。

第二节 发展历程

不锈钢是指含铬大于12%的钢种。不锈钢自1912年发明以来取得迅猛发展，至今全球仍以每年3—5%的速度递增。全世界不锈钢的消费总量达3500万。我国正处于不锈钢生产和消费应用的高速增长期，已广泛应用于石油、化工、轻工、食品、酿酒、制药、家电、水电、机械、建筑、市政和各种民用器具中。1990年我国不锈钢消费量为26万吨，1999年为153万吨，2000年为173万吨，2001年为225万吨，2004年不锈钢消费量达到447万吨左右，居全世界第一位，2006年不锈钢消费量达到600万吨以上，其中铬镍奥氏体不锈钢的消费量占不锈钢总消费量的75%—80%。

我国从五十年代开始研制和生产不锈钢焊条，1997年我国不锈钢焊条的总产量为7000多吨。近年来我国不锈钢的消费量快速增长，2004年国产不锈钢焊条已超过35000吨，预计2006年国产不锈钢焊条将达50000吨左右。

自五十年代开始研制的不锈钢焊条，主要是沿袭原苏联的钛钙渣系及原料体系，它具有成本低压涂，抗气孔好，机械性能好等优点，但与欧洲名牌同类不锈钢焊条相比焊条发红严重、飞溅大脱渣及成形差、焊接效率低、浪费大、因此自七十年代中期到八十年代前期，针对国内进口的瑞典AVESTA公司绿P5焊条国内一些科研院校与焊条生产企业共同合作，就不锈钢焊条药皮发红脱落原因及解决途径进行了研究，如哈焊所与天津电焊条厂、甘肃工大与兰洲长虹电焊条下、太原工学院与山西机床等。

到八十年代，人们一方面认为他们的研究工作很有意义，获得很多进展；另一方面经对这几家研制的焊条实际测试后，也认为仍与国外产品存在明显差距，但从那时起，国内这方面的研究工作就处于踏步不前的状况，从80年代前期到九十年代前期的十年间因内尚无有份量的不锈钢焊条研究文献。从九十年代初期开始，国内不锈钢焊条研究渐趋活跃。先是太原工大王宝、孙咸等人在前期工作的基础上研究了不锈钢焊条工艺设计的基本原则和途径，在不锈钢焊条设计理论上取得了重要突破，并因此获得2000年国家科技进步二等奖；后是冶金部建筑研究总院唐伯钢在九十年代中期消化吸收国外的先进技术，成功完成国产不锈钢新型焊条的系列化改进提高，并成功兴办北京金威焊材有限公司，做到理论与实践的完美结合，自1994年始生产至今，其不锈钢焊条生产已达年产3000吨以上。

九十年代后期到21世纪初期，国内不锈钢焊条研究如雨后春笋般集中开展，虽就其水平本身未超过上述两家现有水平，但对于活跃学术气氛，加强学习交流仍有益处。

国外不锈钢的工业化生产始于二十年代初期，随后出现相应的不锈钢焊条，成熟的不锈钢焊条产品出现于1965年左右，以欧洲国家为代表，尤其是西欧的瑞典，人口仅800万左右，且集中产生了ESAB、AVESTA和SANDVIK等世界级的不锈钢焊材企业，其中AVESTA的野牛牌不锈钢焊条更是世界不锈钢焊条的典范。日本、台湾及有南亚国家的不锈钢焊条其技术根基在欧洲。
 

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