Добыча руды и методы промышленного получения хрома. Магматические месторождения хрома. Смотреть что такое "Хромовые руды" в других словарях

Основными минералами хромсодержащих руд являются минеральные образования типа хромита FеО∙Сr 2 О 3 (68% Cr 2 O 3 и 32% FeO), хотя в чистом виде хромит в земной коре не встречается, а обнаружен в метеоритах. Минерал хромит относится к изоморфным минералам кубической системы, так называемым шпинелям (МgO∙Аl 2 O 3) общей формулой МеО∙МеО 3 , где Ме – двух- (Mg 2+ , Fе 2+ и др.), а Ме / – трехвалентный металл (Cr 3+ , Аl 3+ , Fе 3+). В природных минералах хром замещается алюминием, а железо Fе 2+ – магнием. Поэтому хромиты - это минералы из группы шпинели состава (Мg 2+ , Fе 2+)(Сr 3+ , Аl 3+ , Fe 3+) 3 O 4 *.

Рис. 7.10. Диаграмма равновесного состояния системы СrО–SiO 2

__________________

* Хром Казахстана. Гриненко В.И., Поляков О.И., Гасик М.И., Петлюх П.С., Шашкин В.Н., Выходцев В.М., Елпышев Г.А., Амиралин К.А. – М.: Металлургия, 2001. – 416с.

зистым цементом. Компонентами пустой породы в рудах являются: серпентин, тальк Мg 6 (Si 8 О 20)ОН, хлорит, магнезит, кварц, гидрооксиды железа и др.

В странах СНГ (Казахстан, Россия) имеются достаточно большие разведанные и разрабатываемые месторождениия хромовых руд*. Наиболее разведаны и изучены месторождения Кемпирсайского хромитоносного массива (Казахстан), относящиеся к гистеромагматическому типу. Для Кемпирсайского массива характерны высокохромистые руды (45–65 % Сr 2 O 3). Столь высокие концентрации хрома относительно редки для месторождений других регионов, где количество Сr 2 O 3 снижается до 25–35 %.

Наряду с месторождениями Кемпирсайского массива промышленное значения имеют протяженные запасы Сарановского массива на Среднем Урале, содержащие руды с 33–39% Сr 2 O 3 и небольшие – Побужского месторождения на Украине. В последние годы открыто крупное месторождение хромовых руд на Ямале и в Карелии (Россия). В настоящее время добыча хромовой руды для выплавки феррохрома ведется на Южно–Кемпирсайском месторождении Донским горно-обогатительным комбинатом (ДонГОК) и на Сарановском месторождении.

Одним из важнейших показателей металлургической ценности хромитовых руд Донского ГОКа является отношение МgО:Аl 2 O 3 , которое при выработке верхних горизонтов руд постепенно повышается и достигает 2,0 против 0,8–1,2 в рудах ЮАР и других стран. По этим причинам шлаки становятся высокомагнезиальными, что затрудняет ведение процесса выплавки феррохрома. Учитывая большие потенциальные запасы низкосортных хромитовых руд и возможность успешного использования феррохрома с более низким содержанием Сr (45–55%), международная организация по стандартизации понизила уровень концентрации хрома в высокоуглеродистом феррохроме (~13% C) до 45–55%. В стандарте России ГОСТ 4757–91 содержание хрома установлено от 45 до 95%. При этом появляется возможность использования хромитовых руд и концентратов с более низким содержанием хрома. Это обеспечивает повышение извлечения хрома из руды до 90% и расширение сырьевой базы хрома. Ниже приводятся требования к химическому составу хромитовых руд Казахстана:

_________________________

* Хромовые руды называют также хромитами

Как указывалось выше, хром в рудах находится в хромшпинелидах, составы которых приведены ниже, %:

В шпинелидах Сарановского месторождения хромитов отношение МgO:Аl 2 O 3 ниже, чем в шпинелидах Кемпирсайского массива. Использование смеси хромитовых руд Донского ГОКа и Сарановского месторождений понижает это отношение в шлаке, что улучшает процесс шлакообра-зования при выплавке феррохрома.

Наиболее интересным для строительства и промышленности является его коррозийная стойкость – химическая инертность. В нормальных условиях элемент взаимодействует только со фтором.

Однако главным достоинством вещества является то, что при добавке его к сталям и другим металлическим сплавам, он сообщает им такие же уникальные свойства. Структура и химический состав , добыча и производство металла будут рассмотрены нами в этой статье. Отдельно мы затронем и то, какая доля хрома входит в состав .

При температуре в 20 С и давлением в 1 атм. хром представляет собой твердый металл голубовато-серебристого цвета с сильным блеском. Его физические свойства очень сильно зависят от примесей. Поэтому, например, так сложно было установить температуру плавления металла: из-за малейших примесей азота величина изменялась разительно.

То же самое, можно сказать о других его физических свойствах. Так, чистейший хром является ковким, вязким, довольно тягучим металлам, в то время как содержащий ничтожные примеси углерода или азота становится хрупким и ломким.

Фазовые переходы хрому несвойственны. Он кристаллизируется с образованием объемно-центрированной кубической решетки.

При температуре в 1830 С и соблюдением определенных условий можно получить модификацию с гранецентрированной решеткой.
При температуре в 312 К металл переходит из парамагнитного в антиферромагнитное состояние. При температуре в районе 220 К фиксируют еще один переход, проходящий без изменения структуры.

Видео ниже расскажет, как получают хром:

Его производство

Хром к редким элементам не относится: его содержание в земной коре достигает 0,02%. Открыт он не так и давно: в 1761 г у подножья Уральских гор был найден красный минерал, получивший название крокоит – это был природный .

В качестве красителя.

В 1796 профессор химии Вокелен долго исследовал минерал и, в конце концов, выделил серебристо-серые кристаллы неизвестного металла. Металл получил название хром – от греческого краска, поскольку с разными веществами давал соединения всех цветов радуги.

Промышленное значение металл получил намного позже.

Нахождение в природе и добыча хрома

В свободном виде вещество не встречается. Хром, как выяснилось, можно обнаружить в составе очень многих и , но промышленное значение имеют только хромиты, а, точнее говоря, хромовая шпинель. Чаще ее называют хромовым железняком.

Хромиты имеет почти черный цвет, специфический металлический блеск, форма залегания – сплошной массив. Хром – металл глубинных пород земли, так что месторождения, богатые металлом, как правило, имеют магматическое происхождение. Лидером по запасу хромового железняка является ЮАР – на ее территории сосредоточено около 76% разведанных запасов. На втором месте – Казахстан, где месторождение разрабатывают еще с 1930 г.

Сам по себе хромит, то есть, соединение с , встречается редко. Чаще дело имеет с 3 другими видами минерала:

манитохромит – соли железа и магния;
хромпикотит;
алюмохромит – в составе оказывается и .

Различают до 20 разных видов хромитов – хромовый хлорит, фуксит, хромдиопсид, хромовый гранат и другие. Однако все они промышленного значения не имеют. Перспективной для разработки является руда, содержащая не менее 40% хрома.

Добывают хромовую руду шахтным методом при помощи направленных взрывов. Из шахты она извлекается в смеси с другими рудами и пустыми породами. Первичное разделение производят на центрифуге в тяжелых жидкостях. Для этого в сепарационный барабан загружают ферросилиций. При вращении пустая порода, поскольку ее вес меньше, чем у ферросилиция, будет всплывать, а хромовая – собираться на дне.

Хромовая руда практически никогда не обогащается. Около 70% ее используется при получении сплавов стали с хромом, а 30% – для хромирования в специальных мастерских.

Технология получения

Основным сырьем при получении металла выступает хромистый железняк. Технология получения довольно сложна, однако проще по сравнению с получением хрома из крокоита. Для промышленных целей производить металл с массовой долей в 98,9–99,2% – этого достаточно для легирования сталей. Для получения химически чистого хрома прибегают к другим методам.

Алюмотермический метод

Плавку осуществляют в наклоняющей плавильной шахте, смонтированной на специальной вагонетке. Шахта футерована магнезитовым кирпичом. На первом этапе в шахту загружают 150–250 кг шихты, затем добавляют запальную смесь и поджигают. Как только процесс принимает устойчивый характер, загрузку осуществляют непрерывно.

Перед загрузкой шихту перемешивают в барабанном сепараторе не менее 30 минут. Состав шихты таков: хромовый концентрат – с общей долей оксида хрома более 58,5%, окись хрома, алюминиевый порошок и натриевая селитра. Добавляется хромистый молотый шлак с величиной зерна 0,3–0,8 мм, он выполняет роль балласта. При поджигании запальной смеси начинаются реакции восстановления оксидов и разложения селитры. Они-то и служат термитной добавкой, обеспечивающий недостающее тепло.
На протяжении всей плавки загрузка шихты осуществляет элеватором так, чтобы шихта тонким слоем закрывала зеркало расплава.
В конец процесса вместе с последними порциями сырья добавляют флюс – 200–250 кг. В этом качестве используется известь – с величиной зерна до 3 мм: известь поддерживает кинетические условия реакции и облегчает извлечение металлического хрома.
Плавка длится около 12–20 минут.
По окончанию плавки следует 2–3 минуты выдержки, а затем в изложницу изливают первую порцию шлака – слоем в 200–300 мм. Затем плавильную шахту возвращают в исходное положение и спустя 1–2 минуты сливают металл и шлак.
После охлаждения блок шлака и хрома вынимают из изложницы и передают на разделку.

Таким образом получают сплав с содержанием хрома в 98,9–99,2 % с примесью , алюминия, железа и серы.

Металлотермическая плавка

Главная ее особенность – предварительное расплавление 30% окислов шихты. Как показывает практика здесь извлечение хрома увеличивается от 88 до 92,5%. При этом уменьшается расход алюминия при плавке: на 47 кг на каждую тонну продукции.

Плавка ведется в электропечном агрегате, шахта поворачивающаяся, футерованная магнезитовым кирпичом.
Шихта загружается дифференцированная и состоит из 3 частей: запальная – 200 кг хромового концентрата, 60 кг алюминиевого порошка и 35 кг натриевой селитры, рудная – 875 кг концентрата и 370 кг извести, восстановительная – 725 кг концентрата и 442 кг порошка алюминия.
Запальную часть предварительно проплавляют. Затем включают электропечь и постепенно вводят рудную часть шихты. Плавка длится 1,5–2 часа, после чего расплав нагревают еще 10–15 минут.
Печь выключают, а плавильную шахту перемещают в плавильную камеру, где восстановительную часть шихты загружают из бункера. Загрузка длится 3–5 минут, затем расплав выдерживают еще 3–5 минут для завершения процесса восстановления, а уже затем сплав и шлак сливают в изложницу.

Полученный таким образом сплав содержит до 80% хрома.

Лабораторный метод изготовления хрома описан ниже.

Лабораторный метод

Химически чистый металл получают электролитическим методом в лабораторных условиях. Для этого подвергают электролизу раствор хромового ангидрида в присутствии серной кислоты. При этом на катодах происходит выделение водорода и осаждение металлического чистейшего хрома.

Химически чистый металл используется довольно редко в очень специальных работах. Для хромирования вполне подойдет металл, получаемый алюмотермическим методом.

Известные производители

Около 70% добываемого в мире хромита используется внутри страны для получения феррохрома. Последний и является статьей экспорта. Соответственно, к лидерам по производству металла относят страны, где имеются наибольшие запасы хромовой руды.

На сегодня доминируют в производстве 4 страны: ЮАР, Казахстан, Индия и Китай. Первые три производят около 70% всего феррохрома. Однако китайские добывающие компании активно теснят их.

Стоимость хрома колеблется и сильно в зависимости от спроса на металл. В январе 2017 года цена 1 тонны хрома составляла в среднем 7655 $.

Добыча и производство хрома – процесс довольно тяжелый и затратный, поэтому конечный продукт имеет внушительную стоимость. Однако спрос на него очень устойчив, поскольку хром – обязательный легирующий элемент при получении нержавеющих и жаростойких сталей.

Хром

Хром (лат. Cromium), Cr, химический элемент VI группы периодической системы Менделеева, атомный номер 24, атомная масса 51,996. Хром иногда относят к чёрным металлам. Хром - твердый металл, имеющий голубовато-белый цвет. Относится к тяжелым, тугоплавким металлам, но при этом в чистом виде пластичен, обладает антиферромагнитными свойствами и химически малоактивен. Металл не соединяется с водой, но с кислородом реакция протекает активно, после чего образуется оксидная пленка, защищающая его от дальнейшего реагирования.

Открытие хрома

Открытие хрома (англ. Chromium, франц. Chrome, нем. Chrom) относится к периоду бурного развития химико- аналитических исследований солей и минералов. В России химики проявляли особый интерес к анализу минералов, найденных в Сибири и почти неизвестных в Западной Европе. Одним из таких минералов была так называемая сибирская красная свинцовая руда (крокоит), описанная еще Ломоносовым и впервые химически исследованная И.Г.Леманом в Петербурге в 1766 г. П. С. Паллас, описывая золотые прииски близ Екатеринбурга, уподает о крокоите, как об особо интересном минерале. Позднее этот минерал многократно изучался русскими учеными - И. Д. Биндгеймом, Т. Е. Ловицем, А.А.Мусиным-Пушкиным и др. В конце XVIII в. образцы крокоита попали в минералогические коллекции Западной Европы. Вокелен и Маккварт анализировали его, но не нашли в нем ничего, кроме окислов свинца, железа и алюминия. Однако в 1797 г. Вокелен вернулся к исследованиям минерала, "чудесный красный цвет, прозрачность и кристаллическая структура которого побуждали химиков интересоваться его природой". Сначала, согласно данным Биндгейма, он предполагал наличие в минерале молибдена, но затем убедился в ошибочности этого предположения. Прокипятив тонко измельченный образец минерала с поташем и осадив карбонат свинца, Вокелен получил раствор, окрашенный в оранжево-желтый цвет. Из этого раствора он выкристаллизовал рубиново-красную соль, из которой выделил окисел и свободный металл, отличный от всех известных металлов. Вокелен назвал его хромом (Chrome) от греч. - окраска, цвет; правда, здесь имелось в виду свойство не металла, обладавшего серебристо-белым цветом, а его ярко окрашенных солей. Почти одновременно с Вокеленом хром открыл Клапрот. Обрабатывая размолотый в порошок крокоит соляной кислотой, Клапрот получил хромокислый свинец, из которого отделил хлорид свинца. Оставшийся раствор он обработал содой, в результате чего получилась зеленоватая гидроокись хрома. По традиции, идущей еще от алхимиков, признававших лишь семь металлов, каждый вновь открываемый металл получал очередной номер. Клапрот считал хром 21-м вновь открытым металлом. В России в XIX в. его именовали еще и хромием. Это название встречается у Захарова (1810), Двигубского (1824 - 1828) и даже в учебнике Гесса (1845).

Распространение хрома в природе

Среднее содержание Хрома в земной коре (кларк) 8,3·10-3% . Этот элемент, вероятно, более характерен для мантии Земли, так как ультраосновные породы, которые, как полагают, ближе всего по составу к мантии Земли, обогащены Хромом (2·10-4%). Хром образует массивные и вкрапленные руды в ультраосновных горных породах; с ними связано образование крупнейших месторождений Хрома. В основных породах содержание Хрома достигает лишь 2·10-2%, в кислых - 2,5·10-3%, в осадочных породах (песчаниках) - 3,5·10-3%, глинистых сланцах - 9·10-3% . Хром - сравнительно слабый водный мигрант; содержание Хрома в морской воде 0,00005 мг/л. В целом Хром - металл глубинных зон Земли; каменные метеориты (аналоги мантии) тоже обогащены Хромом (2,7·10-1%). Известно свыше 20 минералов Хрома. Промышленное значение имеют только хромшпинелиды (до 54% Сr); кроме того, Хром содержится в ряде других минералов, которые нередко сопровождают хромовые руды, но сами не представляют практическое ценности (уваровит, волконскоит, кемерит, фуксит).

Физические свойства Хрома.

Хром - твердый, тяжелый, тугоплавкий металл. Чистый Хром пластичен. Хром всегда считался очень хрупким металлом, почти не обладающим пластичными свойствами. В последние годы путем переплава его электронным лучом в вакууме получен металл весьма пластичный, прогинающиеся в тонкую проволку. На пластические свойства хрома особенное влияние оказывают газы, попадающие в него в процессе получения. Так, например, хром, полученный электролитическим способом, может содержать 0,03% водорода, что составляет 3.36 л Н на 1 кг хрома. Удаляют водрод при нагревании металла до 400С, а полностью от него избавляются только переплавкой металла в вакууме.

Применение хрома

Хром -- важный компонент во многих легированных сталях (в частности, нержавеющих), а также и в ряде других сплавов. Используется в качестве износоустойчивых и красивых гальванических покрытий (хромирование). Хром применяется для производства сплавов: хром-30 и хром-90, незаменимых для производства сопел мощных плазмотронов и в авиакосмической промышленности. Хром применяется для получения различных сортов специальных сталей в изготовлении стволов огнестрельных орудий (от ружейных до пушечных), броневых плит, несгораемых шкафов и т. д. Стали, содержащие более 13 % хрома, почти не ржавеют и применяются для изготовления подводных частей кораблей, в частности, для постройки корпусов подводных лодок. Хром широко применяется для хромирования изделий. Хромирование осуществляется электролитическим путем. Несмотря на то, что толщина наносимых пленок часто не превышает 0,005 мм, хромированные изделия становятся устойчивыми к внешним воздействиям (влаге, воздуху) и не ржавеют. Из соединений хрома изготавливаются хромистые кирпичи - хромомагнезиты, применяемые в рабочем пространстве металлургических печей и других металлургических устройствах и сооружениях. «Нержавейка»--сталь, отлично противостоящая коррозии и окислению, содержит примерно 17--19% хрома и 8--13% никеля. Но этой стали углерод вреден: карбидообразующие «наклонности» хрома приводят к тому, что большие количества этого элемента связываются в карбиды, выделяющиеся на границах зерен стали, а сами зерна оказываются бедны хромом и не могут стойко обороняться против натиска кислот и кислорода. Поэтому содержание углерода в нержавеющей стали должно быть минимальным (не более 0,1%).При высоких температурах сталь может покрываться «чешуей» окалины. В некоторых машинах детали нагреваются до сотен градусов. Чтобы сталь, из которой сделаны эти детали, не «страдала» окалинообразованием, в нее вводят 25--30% хрома. Такая сталь выдерживает температуры до 1000°С! В качестве нагревательных элементов успешно служат сплавы хрома с никелем -- нихромы. Добавка к хромоникелевым сплавам кобальта и молибдена придает металлу способность переносить большие нагрузки при 650--900° С. Из этих сплавов делают, например, лопатки газовых турбин. Сплав кобальта, молибдена и хрома («комохром») безвреден для человеческого организма и поэтому используется в восстановительной хирургии. Одна из американских фирм недавно создала новые материалы, магнитные свойства которых изменяются под влиянием температуры. Эти материалы, основу которых составляют соединения марганца, хрома и сурьмы, по мнению ученых, найдут применение в различных автоматических устройствах, чувствительных к колебаниям температуры, и смогут заменить более дорогие термоэлементы.

Хромиты широко используют и в огнеупорной промышленности. Магнезитохромитовый кирпич -- отличный огнеупорный материал для футеровки мартеновских печей и других металлургических агрегатов. Этот материал обладает высокой термостойкостью, ему не страшны многократные резкие изменения температуры. Химики используют хромиты для получения бихроматов калия и натрия, а также хромовых квасцов, которые применяются для дубления кожи, придающего ей красивый блеск и прочность. Такую кожу называют «хромом», а сапоги из нее «хромовыми». Как бы оправдывая свое название, хром принимает деятельное участие в производстве красителей для стекольной, керамической, текстильной промышленности. Окись хрома позволила тракторостроителям значительно сократить сроки обкатки двигателей. Обычно эта операция, во время которой все трущиеся детали должны «привыкнуть» друг к другу, продолжалась довольно долго и это, конечно, не очень устраивало работников тракторных заводов. Выход из положения был найден, когда удалось разработать новую топливную присадку, в состав которой вошла окись хрома. Секрет действия присадки прост: при сгорании топлива образуются мельчайшие абразивные частицы окиси хрома, которые, оседая на внутренних стенках цилиндров и других подвергающихся трению поверхностях, быстро ликвидируют шероховатости, полируют и плотно подгоняют детали. Эта присадка в сочетании с новым сортом масла позволила в 30 раз сократить продолжительность обкатки.

Самые большие месторождения хрома находятся в ЮАР (1 место в мире), Казахстане, России, Зимбабве, Мадагаскаре. Также есть месторождения на территории Турции, Индии, Армении, Бразилии, на Филиппинах.

В 2012 году, по оценкам Геологической службы США, в мире было добыто 24,0 млн тонн хромовой руды (хромитов), что на 0,7 млн тонн больше, чем годом ранее. Приблизительно 94% мирового производства хромитов предназначены для использования в металлургической промышленности, для производства феррохрома, а остальное используется в литейном заводе, химических и невосприимчивых секторах. Мировая добыча хромитовой руды поэтому следует за мировым производством феррохрома. Приблизительно 70% мирового производства хромитов потребляются внутри добывающих стран в производстве феррохрома. Четыре страны в настоящее время доминируют в производстве феррохрома - ЮАР, Казахстан, Индия и Китай. В 2008 году Южная Африка, Казахстан и Индия составляли приблизительно 67% полного мирового производства, что немного меньше чем 70% в 2002 году. Однако, в то время как крупнейшие производители феррохрома продолжают доминировать над рынком, китайское производство начало быстро увеличиваться. Производство феррохрома в Китае росло со среднегодовой скоростью 28% в период с 2002 по 2008 год и в 2008 гоу составило 1,5 млн тонн. Несмотря на возрастающие цены на нефть и глобальные события, такие как землятресение в Японии и политические волнения на Ближнем Востоке, объемы мирового производства феррохрома остались на очень высоком уровне в первой половине 2011 года. Во второй половине 2011 года падение цен на никель и хром, вызванное возобновленным беспокойством о глобальном долговом кризисе, начали разрушать уверенность на рынке нержавеющей стали. Мировое производство феррохрома повысилось в ответ на увеличение спроса, достигнув рекордных 9,4 млн тонн в 2011 году, на 4% выше, чем в 2010 году. Южноафриканское производство повысилось в первом квартале 2011 года, однако объемы производства в ЮАР за год в целом уменьшились на 9% из-за снижения спроса в течение года и высоких зимних тарифов на электричество. В 2012 году объем производства феррохрома в мире увеличился до 10,7 млн тонн. В ответ на высокий спрос и увеличение доступности хромитовых (хромовых) руд, китайское производство феррохрома увеличилось на 12% или 260,000 тонн, до рекордных производственных уровней в 2010 году. Несмотря на производство приблизительно 2,4 миллионов тонн феррохрома в 2011 году, Китай остался чистым импортером феррохрома с объемом импорта в размере 1,8 млн тонн в 2011 году. Импорт состаляет 44% полного китайского потребления, при этом Южная Африка поставила 1,1 млн тонн в Китай в 2011 году, что на 18% больше, чем в предыдущем году. В 2012 году Китай произвел 2,7 млн тонн феррохрома. Китайский рынок хромитовых руд продолжает сильно расти. В 2011 году в страну было импортировано 9,4 млн тонн, что на 9% больше чем в предыдущем году. Южная Африка поставляла приблизительно 50% хромита, импортированного в Китай. В конце 2011 года приблизительно 3,6 млн тонн хромитовой руды, согласно оценкам, находилось в запасах в китайских портах.

Твердый и тугоплавкий металл хром очень востребован во многих сферах промышленности. Из него делают красители, устойчивые сплавы и покрытия для различных поверхностей, а также огнеупорные материалы. В природе он существует в виде многочисленных соединений в составе пород и минералов. В данной статье рассказано о хромовой руде, ее месторождениях и способах добычи.

24-й элемент

Хром - элемент шестой группы таблицы Менделеева с атомным номером 24. В качестве простого вещества он является одним из самых твердых металлов, однако это качество сильно зависит от его чистоты. С различными примесями его твердость увеличивается, но в чистом виде хром может быть довольно пластичным.

Температура плавления металла составляет выше 1800 градусов Цельсия и тоже зависит от количества примесей. Благодаря своей тугоплавкости он становится активным лишь при нагревании, а при нормальных комнатных условиях сохраняет инертность. Так, с водой он реагирует, только будучи сильно раскаленным и измельченным в порошок. В обычном состоянии он не активен с воздухом, серной и азотной кислотами. Сталкиваясь с ними, он пассивирует, образуя тонкую защитную пленку, которая не позволяет ему вступать в дальнейшую реакцию. Однако в нагретом состоянии он легко растворяется в кислотах, а при температуре выше 600 градусов - сгорает в кислороде.

В нормальном состоянии хром - металл с выраженным бело-голубым оттенком. Окисляясь до степеней +2, +3 и +6, он образует огромное количество соединений, которые могут быть красными, зелеными, голубыми, оранжевыми и даже желтыми. Из-за этого его и прозвали «хромом», что в переводе с греческого означает «цвет».

Хромовая руда

Хром широко распространен на планете Земля - его содержание в земной коре составляет 0,012 % по массе. Он не образует самородков и не встречается сам по себе. В природе он существует только в соединениях различных минералов, например, в вокелените, дитцеите, уваровите, крокоите, меланхроите. Обычно они имеют темный, практически черный окрас и обладают характерным металлическим блеском.

Хромовые руды образуют минералы, которые относятся к группе хромшпинелидов. Именно в них содержится наибольшее количество металла, достаточное для его промышленного использования. Они включают в себя четыре основных вида сырья:

алюмохромит;
березовит (магнохромит);
пикотит;
хромит.

Имеют магматическое происхождение. Они сильно варьируются по составу, но по внешнему виду и строению очень похожи друг на друга. Отличить их можно только при помощи химического анализа.

Хромшпинелиды отличаются высокой твердостью, черным, буро-черным и серым окрасом, слабыми магнетическими свойствами. Вместе с ними часто залегает уваровит, оливин, брусит, серпентин, кеммерерит, бронзит. Основным источником металла является хромит.

Месторождения

Месторождения хромовых руд существуют на территории Евразии, Африки, а также Южной и Северной Америки. Крупнейшими запасами обладает ЮАР, на которую приходится больше 75 % общего разведанного объема хрома. После нее по количеству запасов руды лидируют Казахстан и Зимбабве, затем США, Индия, Оман, Турция.

Крупные залежи сосредоточены и в России, где они присутствуют в основном на территории Урала. В начале XIX века российские хромовые руды были основным источником металла в мире, но акценты сместились с открытием других месторождений. Сегодня объемы потребления этого ресурса страной превышают объемы добычи.

Руда, как правило, залегает на значительных глубинах, поэтому извлекается из недр планеты преимущественно шахтным способом. В 10-15 % случаев добыча происходит при помощи карьеров. Ежегодно извлекается около 15 млрд тонн руды.

Использование

В промышленности главная ценность металла состоит в том, что он очень устойчив к коррозии и не разрушается под действием воздуха и воды. Эти свойства применяются для производства нержавеющих сталей, которые характеризуются высокой прочностью и твердостью. Очищенным хромом также покрывают алюминий, магний, серебро, цинк, кадмий и некоторые другие металлы, чтобы защитить их от воздействий окружающей среды.

Хромовые руды, содержащие меньше хрома, но богатые окисями магния и алюминия, применяют для производства огнеупорных материалов, которые способны выдерживать высокие температуры плавления.

Его цветные соединения применяют для создания красителей, пигментов и цветных стекол. Из легированного трехвалентного хрома и расплавленного минерала корунда изготавливают синтетические рубины, которые используют в ювелирном деле.

ХРОМОВЫЕ РУДЫ, хромиты (а. chromite ores, chrome iron ores; н. Chromerze; ф. minerais de chrome; и. minerales de cromo, menas de cromo), — природные минеральные образования, содержащие в таких соединениях и концентрациях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно. В природе известно много различных соединений хрома: он входит в состав свинцовых и медно-свинцовых оксидов, силикатов (хромграната, хромдиопсида, хромовых слюд) и др. Промышленные скопления образуют только хромшпинелиды: магнохромит (Mg, Fe)Cr 2 О 4), люмохромит (Mg, Fe) (Cr, Al) 2 О 4 , хромпикотит (Mg, Fe)(Al, Cr) 2 О 4 . Содержание Cr 2 О 3 в минералах от 2 до 67%. Промышленная значимость руды имеет при содержании в них Cr 2 О 3 не ниже 25-30%.

Среди промышленных типов месторождений хромовых руд выделяются: раннемагматические (месторождения Южной Африки), позднемагматические (месторождения , Греции , Албании , Югославии , Турции и др.) и россыпные (CCCP, Куба , Филиппины , Новая Каледония).

По вопросу происхождения месторождений хромовые руды высказываются 2 основными гипотезами: они образуются совместно с вмещающими их ультраосновными и основными породами за счёт внедрения магмы и кристаллизации её в верхних частях земной коры; хромитоносные ультрабазиты складчатых областей являются тектоническими пластинами, выколотыми в верхах верхней мантии в области океанической коры и перемещёнными на десятки и сотни километров, в основном по латерали в районы современного залегания.

К хромовым рудам, используемым в различных отраслях народного хозяйства, предъявляются определённые требования. Наиболее ценные металлургические хромовые руды (сырьё для получения феррохрома) должны содержать не менее 40% Cr 2 О 3 , а отношение Cr:Fe должно быть не ниже 2,5. Для производства чугунов повышенной прочности , жаропрочности, кислотоупорности используются хромовые руды с содержанием Cr 2 О 3 35-40%, для изготовления огнеупоров — не ниже 32%, для производства хромовых солей — не ниже 34-37%.

На территории CCCP месторождения хромовые руды имеют широкое распространение. На Урале разрабатываются крупные Кемпирсайского массива, небольшие тела Сарановского месторождения, выявлены многочисленные непромышленные залежи в массивах ультрабазитов. Большое количество рудных тел установлено в пределах пояса ультрабазитов Малого Кавказа, являющегося фрагментом планетарного Альпийско-Гималайского пояса. Концентрации хромовых руд выявлены также в ультрабазитах Кузнецкого Алатау,