1.概述
鉻鐵礦也稱鉻礦,鉻鐵礦以黑色的塊狀、粒狀或糜棱狀產(chǎn)出,有時可見到細(xì)小的八面體結(jié)晶。鉻鐵礦具有半金屬光澤,莫氏硬度為5.5級,無解理,性脆,密度取決于尖晶石組成和雜質(zhì)的性質(zhì),一般在4.2~4.8g/cnq’之間。罄鐵礦為非磁性或弱磁性,含鐵量高者磁性較強(qiáng)。莫氏硬度為5.5—6級,耐火度大于1900~(:。自然界中天然鉻鐵礦的成分復(fù)雜,變化也較大。工業(yè)上經(jīng)常說到的鉻鐵礦實際上多是由六種尖晶石組成的混晶,一般化學(xué)式可以表示為(Mg,F(xiàn)e)O.(Cr,Al,F(xiàn)e)2O3。工業(yè)上也通常把鉻鐵礦、鉻尖晶石、富鉻尖晶石和硬鉻尖晶石等類似礦物統(tǒng)稱為鉻鐵礦。
鉻鐵礦砂有很好的抗堿性渣的作用,不與氧化鐵等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在耐火材斟工業(yè)中主要用于生產(chǎn)鎂鉻質(zhì)原料和耐火磚。鉻鐵礦砂的熱導(dǎo)率比硅砂大好幾倍,而且在熔融金屬澆注的過程中鉻鐵礦砂本身發(fā)生固相燒結(jié),從而有利于防止熔融金屬的滲透。在鑄造行業(yè)鉻鐵礦砂主要用做大型鑄鋼件和各種合金鋼鑄件的型、芯面砂和抗粘砂涂料、涂膏,具有極好的耐蝕能力。鉻鐵礦砂還是制備鉻和昕有含鉻化合物的唯一資源。
我國鉻鐵礦資源貧乏,礦石品位較低,主要分布在華北、西北和西藏等地。在鑄造行業(yè),目前僅有商南造型材料廠生產(chǎn)鉻鐵礦砂,年產(chǎn)量僅數(shù)百噸。西藏的鉻鐵礦雖已開采,但運輸困難。為滿足國內(nèi)鑄造生產(chǎn)的需要,近10年來國內(nèi)一直從南非進(jìn)口鉻鐵礦砂。
2.鉻鐵礦的加熱變化
(1)氧化增重現(xiàn)象:如上所述,F(xiàn)eO是鉻鐵礦中鐵存在的常見狀態(tài)。當(dāng)鉻鐵礦在空氣中加熱時,:FeO約從200度左右即開始被氧化成Fe2O3。,這種氧化在1000度下保持1h即可達(dá)到完全。反應(yīng)式為:
2(FeO·Cr2O3)+1/2O2——Fe2O3+2Cr2O3
鉻鐵礦的氧化使其重量增加。
(2)加熱膨脹:鉻鐵礦膨脹的特點氏在850攝氏度以上顯著增加,但高溫時卻又發(fā)生收縮。將不同產(chǎn)地的鉻鐵礦分別在1400攝氏度和1800攝氏度燒成的鉻鐵礦分別從1200攝氏度和1500攝氏度開始呈現(xiàn)急劇的收縮。這一現(xiàn)象對鉻質(zhì)耐火材料是十分有害的。研究表明,在鉻鐵礦中添加MgO,可以消除這一收縮現(xiàn)象,這是因為鉻鐵礦可固溶吸收MgO而引起晶格膨脹。
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