La nature du chrome
Le chrome, symbole d'élément Cr, numéro atomique 24, masse atomique relative 51,996, appartient à l'élément de métal de transition du groupe VIB du tableau périodique des éléments chimiques. Le chrome métallique est un cristal cubique centré sur le corps, blanc argenté, densité 7,1 g/cm³, point de fusion 1860℃, point d'ébullition 2680℃, capacité thermique spécifique à 25℃ 23,35J/(mol·K), chaleur de vaporisation 342,1kJ/ mol, conductivité thermique 91,3 W/(m·K) (0-100°C), résistivité (20°C) 13,2uΩ·cm, avec de bonnes propriétés mécaniques.
Il existe cinq valences de chrome : +2, +3, +4, +5 et +6. Dans les conditions d'action endogène, le chrome a généralement une valence de +3. Les composés contenant du chrome +trivalent sont les plus stables. +Les composés de chrome sixvalents, y compris les sels de chrome, ont de fortes propriétés oxydantes. Les rayons ioniques de Cr3+, AI3+ et Fe3+ sont similaires, ils peuvent donc présenter un large éventail de similitudes. De plus, les éléments qui peuvent être remplacés par le chrome sont le manganèse, le magnésium, le nickel, le cobalt, le zinc, etc., de sorte que le chrome est largement distribué dans les minéraux de silicate de fer et de magnésium et les minéraux accessoires.
Application
Le chrome est l’un des métaux les plus utilisés dans l’industrie moderne. Il est principalement utilisé dans la production d’acier inoxydable et de divers aciers alliés sous forme de ferroalliages (tels que le ferrochrome). Le chrome a les caractéristiques de dureté, de résistance à l'usure, de résistance à la chaleur et de résistance à la corrosion. Le minerai de chrome est largement utilisé dans la métallurgie, les matériaux réfractaires, l’industrie chimique et les fonderies.
Dans l'industrie métallurgique, le minerai de chrome est principalement utilisé pour fondre le ferrochrome et le chrome métallique. Le chrome est utilisé comme additif pour l'acier pour produire une variété d'aciers spéciaux à haute résistance, à la corrosion, à l'usure, aux hautes températures et à l'oxydation, tels que l'acier inoxydable, l'acier résistant aux acides, l'acier résistant à la chaleur, acier à roulements à billes, acier à ressorts, acier à outils, etc. Le chrome peut améliorer les propriétés mécaniques et la résistance à l'usure de l'acier. Le chrome métallique est principalement utilisé pour fondre des alliages spéciaux contenant du cobalt, du nickel, du tungstène et d'autres éléments. Le chromage et la chromisation peuvent donner à l'acier, au cuivre, à l'aluminium et à d'autres métaux une surface résistante à la corrosion, brillante et belle.
Dans l'industrie réfractaire, le minerai de chrome est un matériau réfractaire important utilisé pour fabriquer des briques chromées, des briques chrome-magnésie, des réfractaires avancés et d'autres matériaux réfractaires spéciaux (béton chromé). Les réfractaires à base de chrome comprennent principalement les briques contenant du minerai de chrome et de la magnésie, le clinker magnésie-chrome fritté, les briques magnésie-chrome fondues, les briques magnésie-chrome fondues, finement broyées puis liées. Ils sont largement utilisés dans les fours à sole ouverte, les fours à induction, etc. Convertisseur métallurgique et revêtement de four rotatif de l'industrie du ciment, etc.
Dans l'industrie de la fonderie, le minerai de chrome n'interagira pas avec d'autres éléments de l'acier fondu pendant le processus de coulée, a un faible coefficient de dilatation thermique, résiste à la pénétration du métal et a de meilleures performances de refroidissement que le zircon. Le minerai de chrome destiné à la fonderie est soumis à des exigences strictes en matière de composition chimique et de distribution granulométrique.
Dans l'industrie chimique, l'utilisation la plus directe du chrome consiste à produire une solution de bichromate de sodium (Na2Cr2O7·H2O), puis à préparer d'autres composés de chrome destinés à être utilisés dans des industries telles que les pigments, les textiles, la galvanoplastie et la fabrication du cuir, ainsi que les catalyseurs. .
La poudre de minerai de chrome finement broyée est un colorant naturel utilisé dans la production de verre, de céramique et de carrelage émaillé. Lorsque le bichromate de sodium est utilisé pour ravager le cuir, les protéines (collagène) et les glucides contenus dans le cuir d'origine réagissent avec des substances chimiques pour former un complexe stable, qui devient la base des produits en cuir. Dans l'industrie textile, le dichromate de sodium est utilisé comme mordant dans la teinture des tissus, ce qui permet de fixer efficacement les molécules de colorant aux composés organiques ; il peut également être utilisé comme oxydant dans la fabrication de colorants et d’intermédiaires.
Minéral de chrome
Il existe plus de 50 types de minéraux contenant du chrome qui ont été découverts dans la nature, mais la plupart d'entre eux ont une faible teneur en chrome et une distribution dispersée, ce qui a une faible valeur d'usage industriel. Ces minéraux contenant du chrome appartiennent aux oxydes, chromates et silicates, en plus de quelques hydroxydes, iodates, nitrures et sulfures. Parmi eux, les minéraux de nitrure de chrome et de sulfure de chrome ne se trouvent que dans les météorites.
En tant qu'espèce minérale de la sous-famille des minerais de chrome, la chromite est le seul minéral industriel important du chrome. La formule chimique théorique est (MgFe)Cr2O4, dans laquelle la teneur en Cr2O3 représente 68 % et FeO 32 %. Dans sa composition chimique, le cation trivalent est principalement Cr3+, et il existe souvent des substitutions isomorphes Al3+, Fe3+ et Mg2+, Fe2+. Dans la chromite réellement produite, une partie de Fe2+ est souvent remplacée par Mg2+, et Cr3+ est remplacé par Al3+ et Fe3+ à des degrés divers. Le degré complet de substitution isomorphe entre les différents composants de la chromite n'est pas cohérent. Les cations de coordination à quatre ordres sont principalement le magnésium et le fer, ainsi que la substitution isomorphe complète entre le magnésium et le fer. Selon la méthode des quatre divisions, la chromite peut être divisée en quatre sous-groupes : la chromite de magnésium, la chromite de fer-magnésium, la chromite de fer mafique et la chromite de fer. De plus, la chromite contient souvent une petite quantité de manganèse, un mélange homogène de titane, de vanadium et de zinc. La structure de la chromite est du type spinelle normal.
4. Norme de qualité du concentré de chrome
Selon différentes méthodes de traitement (minéralisation et minerai naturel), le minerai de chrome destiné à la métallurgie est divisé en deux types : le concentré (G) et le minerai en morceaux (K). Voir le tableau ci-dessous.
Exigences de qualité pour le minerai de chromite destiné à la métallurgie
Technologie d'enrichissement du minerai de chrome
1) Réélection
À l'heure actuelle, la séparation par gravité occupe une place importante dans l'enrichissement du minerai de chrome. La méthode de séparation par gravité, qui utilise la stratification lâche dans le milieu aqueux comme comportement de base, reste la principale méthode d'enrichissement du minerai de chrome dans le monde. L'équipement de séparation par gravité est une goulotte en spirale et un concentrateur centrifuge, et la plage granulométrique de traitement est relativement large. Généralement, la différence de densité entre les minéraux de chrome et les minéraux de gangue est supérieure à 0,8 g/cm3, et la séparation par gravité de toute taille de particule supérieure à 100 um peut être satisfaisante. le résultat de. Le minerai en gros morceaux (100 ~ 0,5 mm) est trié ou présélectionné par enrichissement lourd-moyen, qui est une méthode d'enrichissement très économique.
2) Séparation magnétique
La séparation magnétique est une méthode d'enrichissement qui réalise la séparation des minéraux dans un champ magnétique non uniforme basé sur la différence magnétique des minéraux dans le minerai. La chromite a de faibles propriétés magnétiques et peut être séparée par des séparateurs magnétiques à anneau vertical à gradient élevé, des séparateurs magnétiques à plaques humides et d'autres équipements. Les coefficients de susceptibilité magnétique spécifiques des minéraux de chrome produits dans diverses régions productrices de minerai de chrome dans le monde ne sont pas très différents et sont similaires aux coefficients de susceptibilité magnétique spécifiques de la wolframite et de la wolframite produites dans diverses régions.
Il existe deux situations dans l'utilisation de la séparation magnétique pour obtenir un concentré de chrome à haute teneur : l'une consiste à éliminer les minéraux fortement magnétiques (principalement la magnétite) dans le minerai sous un champ magnétique faible pour augmenter le rapport du ferrochrome, et l'autre consiste à utiliser un champ magnétique puissant. Séparation des minéraux de la gangue et récupération du minerai de chrome (minéraux faiblement magnétiques).
3) Sélection électrique
La séparation électrique est une méthode de séparation du minerai de chrome et des minéraux de gangue silicatée en utilisant les propriétés électriques des minéraux, telles que les différences de conductivité et de constante diélectrique.
4) Flottation
Dans le processus de séparation par gravité, le minerai de chromite à grains fins (-100 um) est souvent rejeté comme résidus, mais la chromite de cette taille a toujours une valeur d'utilisation élevée, de sorte que la méthode de flottation peut être utilisée pour le minerai de chromite granulaire fin de faible qualité. est récupéré. Flottation du minerai de chrome avec 20 % ~ 40 % de Cr2O3 dans les résidus et les minéraux de serpentine, d'olivine, de rutile et de carbonate de magnésium et de calcium comme minéraux de gangue. Le minerai est finement broyé à 200 μm, du verre soluble, du phosphate, du métaphosphate, du fluorosilicate, etc. sont utilisés pour disperser et inhiber les boues, et des acides gras insaturés sont utilisés comme collecteur. La dispersion et la suppression des boues de gangue sont très importantes pour le processus de flottation. Les ions métalliques tels que le fer et le plomb peuvent activer la chromite. Lorsque le pH de la bouillie est inférieur à 6, la chromite flottera à peine. En bref, la consommation de réactif de flottation est importante, la qualité du concentré est instable et le taux de récupération est faible. Le Ca2+ et le Mg2+ dissous dans les minéraux de la gangue réduisent la sélectivité du processus de flottation.
5) Valorisation chimique
La méthode chimique consiste à traiter directement certains minerais de chromite qui ne peuvent pas être séparés par une méthode physique ou dont le coût est relativement élevé. Le rapport Cr/Fe du concentré produit par méthode chimique est supérieur à celui de la méthode physique ordinaire. Les méthodes chimiques comprennent : la lixiviation sélective, l'oxydo-réduction, la séparation par fusion, la lixiviation à l'acide sulfurique et à l'acide chromique, la réduction et la lixiviation à l'acide sulfurique, etc. La combinaison de méthodes physico-chimiques et le traitement direct du minerai de chrome par des méthodes chimiques sont l'un des principaux tendances actuelles en matière d’enrichissement de la chromite. Les méthodes chimiques peuvent extraire directement le chrome du minerai et produire du carbure de chrome et de l'oxyde de chrome.
Heure de publication : 30 avril 2021