تراكم خصائص خام المعادن الشائعة وتكنولوجيا الإثراء

طبيعة الكروم

الكروم، رمز العنصر Cr، العدد الذري 24، الكتلة الذرية النسبية 51.996، ينتمي إلى العنصر المعدني الانتقالي للمجموعة VIB من الجدول الدوري للعناصر الكيميائية. معدن الكروم عبارة عن بلورة مكعبة مركزية في الجسم، لونها أبيض فضي، الكثافة 7.1 جم/سم مكعب، نقطة الانصهار 1860 درجة مئوية، نقطة الغليان 2680 درجة مئوية، السعة الحرارية النوعية عند 25 درجة مئوية 23.35 جول/(مول · كلفن)، حرارة التبخر 342.1 كيلو جول/ مول، الموصلية الحرارية 91.3 واط/(م·ك) (0-100 درجة مئوية)، المقاومة (20 درجة مئوية) 13.2uΩ·سم، مع خصائص ميكانيكية جيدة.

هناك خمسة تكافؤات للكروم: +2، +3، +4، +5، و+6. في ظل ظروف العمل الداخلي، يكون الكروم عمومًا +3 تكافؤ. المركبات التي تحتوي على +الكروم الثلاثي التكافؤ هي الأكثر استقرارًا. + مركبات الكروم سداسية التكافؤ، بما في ذلك أملاح الكروم، لها خصائص مؤكسدة قوية. تتشابه أنصاف الأقطار الأيونية لـ Cr3+ وAI3+ وFe3+، لذا يمكن أن يكون لها نطاق واسع من أوجه التشابه. بالإضافة إلى ذلك، فإن العناصر التي يمكن استبدالها بالكروم هي المنغنيز والمغنيسيوم والنيكل والكوبالت والزنك وما إلى ذلك، لذلك يتم توزيع الكروم على نطاق واسع في معادن سيليكات الحديد والمغنيسيوم والمعادن الإضافية.

طلب

يعد الكروم أحد أكثر المعادن استخدامًا في الصناعة الحديثة. يتم استخدامه بشكل رئيسي في إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الفولاذ المختلفة على شكل سبائك حديدية (مثل الفيروكروم). يتميز الكروم بخصائص صلبة ومقاومة للاهتراء ومقاومة للحرارة ومقاومة للتآكل. يستخدم خام الكروم على نطاق واسع في الصناعات المعدنية والمواد المقاومة للحرارة والصناعات الكيماوية وصناعات المسابك.

في الصناعة المعدنية، يستخدم خام الكروم بشكل رئيسي لصهر الحديد والكروم المعدني. يتم استخدام الكروم كمادة مضافة للفولاذ لإنتاج مجموعة متنوعة من الفولاذ الخاص عالي القوة والمقاوم للتآكل ومقاوم للاهتراء ودرجات الحرارة العالية والمقاوم للأكسدة، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المقاوم للأحماض والفولاذ المقاوم للحرارة، الفولاذ الحامل للكرة، والفولاذ الزنبركي، وفولاذ الأدوات، وما إلى ذلك. يمكن أن يعزز الكروم الخواص الميكانيكية ومقاومة التآكل للصلب. يستخدم معدن الكروم بشكل أساسي في صهر السبائك الخاصة التي تحتوي على الكوبالت والنيكل والتنغستن وعناصر أخرى. يمكن للطلاء بالكروم والكروم أن يجعل الفولاذ والنحاس والألومنيوم والمعادن الأخرى تشكل سطحًا مقاومًا للتآكل، وهو مشرق وجميل.

في صناعة الحراريات، يعد خام الكروم مادة حرارية مهمة تستخدم لصنع طوب الكروم وطوب مغنيسيا الكروم والحراريات المتقدمة وغيرها من المواد المقاومة للحرارة الخاصة (خرسانة الكروم). تشتمل الحراريات القائمة على الكروم أساسًا على الطوب الذي يحتوي على خام الكروم والمغنيسيا، وكلنكر المغنيسيا والكروم الملبد، والطوب المنصهر والمغنيسيا والكروم، والطوب المنصهر والمطحون جيدًا ثم الطوب المغنسيوم والكروم المرتبط. يتم استخدامها على نطاق واسع في أفران المجمرة المفتوحة، وأفران الحث، وما إلى ذلك. المحولات المعدنية وبطانة الفرن الدوار لصناعة الأسمنت، إلخ.

في صناعة المسابك، لن يتفاعل خام الكروم مع العناصر الأخرى في الفولاذ المنصهر أثناء عملية الصب، وله معامل تمدد حراري منخفض، ومقاوم لاختراق المعادن، وله أداء تبريد أفضل من الزركون. يتمتع خام الكروم المستخدم في المسبك بمتطلبات صارمة فيما يتعلق بالتركيب الكيميائي وتوزيع حجم الجسيمات.

في الصناعة الكيميائية، الاستخدام المباشر للكروم هو إنتاج محلول ثاني كرومات الصوديوم (Na2Cr2O7·H2O)، ومن ثم تحضير مركبات الكروم الأخرى لاستخدامها في صناعات مثل الأصباغ والمنسوجات والطلاء الكهربائي وصناعة الجلود، وكذلك المواد الحفازة. .

يعد مسحوق خام الكروم المطحون جيدًا عامل تلوين طبيعي في إنتاج الزجاج والسيراميك والبلاط المزجج. عندما يتم استخدام ثاني كرومات الصوديوم لتدمير الجلود، يتفاعل البروتين (الكولاجين) والكربوهيدرات الموجودة في الجلد الأصلي مع المواد الكيميائية لتكوين مركب مستقر، يصبح أساس المنتجات الجلدية. في صناعة النسيج، يتم استخدام ثاني كرومات الصوديوم كمادة لاذعة في صباغة النسيج، والتي يمكن أن تربط جزيئات الصبغة بالمركبات العضوية بشكل فعال؛ ويمكن استخدامه أيضًا كعامل مؤكسد في صناعة الأصباغ والمواد الوسيطة.

معدن الكروم

هناك أكثر من 50 نوعًا من المعادن المحتوية على الكروم التي تم اكتشافها في الطبيعة، لكن معظمها ذات محتوى منخفض من الكروم وموزعة بشكل متفرق، مما يجعلها ذات قيمة استخدام صناعي منخفضة. وتنتمي هذه المعادن المحتوية على الكروم إلى الأكاسيد والكرومات والسيليكات، بالإضافة إلى عدد قليل من الهيدروكسيدات واليودات والنيتريدات والكبريتيدات. من بينها، معادن نيتريد الكروم وكبريتيد الكروم توجد فقط في النيازك.

باعتباره أحد الأنواع المعدنية في فصيلة خام الكروم الفرعية، فإن الكروميت هو المعدن الصناعي المهم الوحيد للكروم. الصيغة الكيميائية النظرية هي (MgFe)Cr2O4، حيث يمثل محتوى Cr2O3 68%، وFeO يمثل 32%. في تركيبه الكيميائي، يكون الكاتيون ثلاثي التكافؤ بشكل أساسي Cr3+، وغالبًا ما توجد بدائل متماثلة Al3+ وFe3+ وMg2+ وFe2+. في الكروميت المنتج فعليًا، غالبًا ما يتم استبدال جزء من Fe2+ بـ Mg2+، ويتم استبدال Cr3+ بـ Al3+ وFe3+ بدرجات متفاوتة. الدرجة الكاملة للاستبدال المتماثل بين المكونات المختلفة للكروميت ليست متسقة. كاتيونات التنسيق رباعية الترتيب هي بشكل رئيسي المغنيسيوم والحديد، والاستبدال المتماثل الكامل بين الحديد والمغنيسيوم. وفقًا لطريقة التقسيم الأربعة، يمكن تقسيم الكروميت إلى أربع مجموعات فرعية: كروميت المغنيسيوم، وكروميت الحديد والمغنيسيوم، وكروميت الحديد المافيك، وكروميت الحديد. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي الكروميت غالبًا على كمية صغيرة من المنغنيز، وهو خليط متجانس من التيتانيوم والفاناديوم والزنك. هيكل الكروميت من نوع الإسبنيل العادي.

4. معايير الجودة لمركز الكروم

وفقًا لطرق المعالجة المختلفة (التمعدن والخام الطبيعي)، ينقسم خام الكروم المستخدم في علم المعادن إلى نوعين: المركز (G) والخام المقطوع (K). انظر الجدول أدناه.

متطلبات الجودة لخام الكروميت للتعدين

تكنولوجيا إثراء خام الكروم

1) إعادة الانتخاب
في الوقت الحاضر، يحتل الفصل بالجاذبية مكانة مهمة في إثراء خام الكروم. لا تزال طريقة الفصل بالجاذبية، والتي تستخدم طبقات فضفاضة في الوسط المائي كسلوك أساسي، هي الطريقة الرئيسية لإثراء خام الكروم في جميع أنحاء العالم. معدات الفصل بالجاذبية عبارة عن شلال حلزوني ومكثف طرد مركزي، ونطاق حجم جسيمات المعالجة واسع نسبيًا. بشكل عام، يكون فرق الكثافة بين معادن الكروم ومعادن الشوائب أكبر من 0.8 جم/سم 3، ويمكن أن يكون فصل الجاذبية لأي حجم جسيم أكبر من 100 ميكرومتر مرضيًا. نتيجة. يتم فرز الكتل الخشنة (100 ~ 0.5 مم) الخام أو اختيارها مسبقًا بواسطة إثراء ثقيل ومتوسط، وهي طريقة إثراء اقتصادية للغاية.

2) الفصل المغناطيسي
الفصل المغناطيسي هو أسلوب إثراء يحقق فصل المعادن في مجال مغناطيسي غير منتظم على أساس الفرق المغناطيسي للمعادن في الخام. يتمتع الكروميت بخصائص مغناطيسية ضعيفة ويمكن فصله بواسطة فواصل مغناطيسية عالية التدرج ذات حلقة عمودية وفواصل مغناطيسية ذات ألواح مبللة ومعدات أخرى. لا تختلف معاملات الحساسية المغناطيسية المحددة لمعادن الكروم المنتجة في مناطق إنتاج خام الكروم المختلفة في العالم كثيرًا، وتشبه معاملات الحساسية المغناطيسية المحددة للولفراميت والولفراميت المنتجة في مناطق مختلفة.

هناك حالتان في استخدام الفصل المغناطيسي للحصول على تركيز الكروم عالي الجودة: الأول هو إزالة المعادن المغناطيسية القوية (الماجنتيت بشكل رئيسي) في الخام تحت مجال مغناطيسي ضعيف لزيادة نسبة الفيروكروم، والآخر هو استخدام مجال مغناطيسي قوي. فصل معادن الشوائب واستخلاص خام الكروم (معادن ضعيفة المغناطيسية).

3) اختيار الكهربائية
الفصل الكهربائي هو طريقة لفصل خام الكروم ومعادن شوائب السيليكات باستخدام الخواص الكهربائية للمعادن، مثل الاختلافات في التوصيل وثابت العزل الكهربائي.

4) التعويم
في عملية الفصل بالجاذبية، غالبًا ما يتم التخلص من خام الكروميت ذو الحبيبات الدقيقة (-100 ميكرون) كمخلفات، ولكن الكروميت بهذا الحجم لا يزال يتمتع بقيمة استخدام عالية، لذلك يمكن استخدام طريقة التعويم لخام الكروميت الحبيبي الناعم منخفض الجودة تم استرداده. تعويم خام الكروم بنسبة 20% ~ 40% Cr2O3 في مخلفات ومعادن السربنتين والأوليفين والروتيل وكربونات المغنيسيوم والكالسيوم كمعادن شوائب. يتم طحن الخام جيدًا إلى 200 ميكرومتر، ويتم استخدام زجاج الماء والفوسفات والميتافوسفات والفلوروسيليكات وما إلى ذلك لتفريق الحمأة وتثبيطها، ويتم استخدام الأحماض الدهنية غير المشبعة كمجمع. إن تشتيت وقمع حمأة الشوائب مهم جدًا لعملية التعويم. يمكن لأيونات المعادن مثل الحديد والرصاص تنشيط الكروميت. عندما تكون قيمة الرقم الهيدروجيني للملاط أقل من 6، فمن الصعب أن يطفو الكروميت. باختصار، استهلاك كاشف التعويم كبير، ودرجة التركيز غير مستقرة، ومعدل الاسترداد منخفض. يقلل Ca2+ وMg2+ الذائبان من معادن الشوائب من انتقائية عملية التعويم.

5) إثراء الكيميائية
الطريقة الكيميائية هي المعالجة المباشرة لخام الكروميت الذي لا يمكن فصله بالطريقة الفيزيائية أو أن تكلفة الطريقة الفيزيائية مرتفعة نسبيًا. إن نسبة Cr/Fe للتركيز الناتج بالطريقة الكيميائية أعلى من الطريقة الفيزيائية العادية. تشمل الطرق الكيميائية: الترشيح الانتقائي، والحد من الأكسدة، وفصل الذوبان، وترشيح حمض الكبريتيك وحمض الكروميك، والاختزال وترشيح حامض الكبريتيك، وما إلى ذلك. يعد الجمع بين الطرق الفيزيائية والكيميائية والمعالجة المباشرة لخام الكروم بالطرق الكيميائية أحد أهم الطرق الاتجاهات في إثراء الكروميت اليوم يمكن للطرق الكيميائية استخراج الكروم مباشرة من الخام وإنتاج كربيد الكروم وأكسيد الكروم.