7.2. Минералы и руды хрома

Основными минералами хромсодержащих руд являются минеральные образования типа хромита FеО∙Сr₂О₃ (68% Cr₂O₃ 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∙Аl₂O₃) общей формулой МеО∙МеО₃, где Ме – двух- (Mg²⁺, Fе²⁺ и др.), а Ме^/ – трехвалентный металл (Cr³⁺, Аl³⁺, Fе³⁺). В природных минералах хром замещается алюминием, а железо Fе²⁺ – магнием. Поэтому хромиты — это минералы из группы шпинели состава (Мg²⁺, Fе²⁺)(Сr³⁺, Аl³⁺, Fe³⁺)₃O₄*.

Рис. 7.10. Диаграмма равновесного состояния системы СrО–SiO₂

В рудах содержатся следующие основные минеральные разновидности хромшпинелидов: магнезиохромит (Мg, Fе)О∙Cr₂O₃; хромпикотит (Mg, Fе)О∙(Сr, Al)₂O₃ и алюмохромит FеО∙(Сr, Al)₂O₃. Зерна хромшпинелидов сцементированы серпентином состава 3(Мg, Fе)О∙2SiO₂∙х2Н₂О или желе-

__________________

* 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 Мg₆(Si₈О₂₀)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 % Сr₂O₃). Столь высокие концентрации хрома относительно редки для месторождений других регионов, где количество Сr₂O₃ снижается до 25–35 %.

Наряду с месторождениями Кемпирсайского массива промышленное значения имеют протяженные запасы Сарановского массива на Среднем Урале, содержащие руды с 33–39% Сr₂O₃ 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:Аl₂O₃, 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

Марка руды	ДХ–1-1	ДХ–1-2
Cr2O3, % (не менее)	50	47
SiO2, % (не более)	7,0	10,0
Cr2O3/FeO	3,5	3,0
P, % (не более)	0,008	0,008

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

Месторождение	Cr2O3	Fe2O3	FeO	Al2O3	MgO
«Жемчужина»	62,9	10,4	2,1	9,6	14,2
«40 лет Казахстана»	61,9	0,5	14,2	8,6	14,7

В шпинелидах Сарановского месторождения хромитов отношение МgO:Аl₂O₃ 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.