- •Isbn9965-777-80-2
- •Содержание
- •Введение
- •1 Свойства хрома и его соединений
- •1.1 Физико-химические свойства хрома
- •1.2 Металлические системы хрома
- •1.3 Оксидные системы хрома
- •2 Производство хромовых руд
- •2.1 Мировые запасы хромовой руды
- •2.2 Добыча хромовых руд в мире
- •2.3 Запасы и добыча хромовых руд в Казахстане
- •2.4 Металлургическая характеристика хромовых руд Донского гоКа
- •2.4.1 Минералогия руд
- •2.4.2 Строение руд
- •2.4.3 Гранулометрический состав руд
- •2.4.4 Химический состав руд
- •2.4.5 Поведение руд при нагревании
- •2.4.6 Поведение руд при выплавке высокоуглеродистого феррохрома
- •2.4.7 Поведение руд при выплавке низкоуглеродистого феррохрома
- •2.5 Сравнение качества отечественных и зарубежных хромовых руд
- •3 Окускование хромовых руд
- •3.1 Агломерация хромовых руд
- •3.2 Брикетирование хромовых руд
- •3.3 Технологии окомкования хромовых руд
- •3.3.1 Технология src-Premus
- •3.3.2 Опыт производства окатышей в Казахстане
- •3.3.3 Технология Оутокумпу
- •Руда, концентрат, мелкий кокс
- •4 Производство хромистых сплавов
- •4.1 Мировое производство хромистых сплавов
- •4.2 Производство феррохрома в Казахстане
- •4.2.1 Актюбинский завод ферросплавов
- •4.2.2 Аксуский завод ферросплавов
- •5 Области применения хрома
- •5.1 Феррохром
- •5.2 Хромсодержащие сплавы
- •5.3 Хромовый порошок
- •5.4 Хромали
- •5.5 Хромели
- •5.6 Нихромы
- •5.7 Хромистые стали
- •5.8 Жаропрочные стали
- •5.9 Жаропрочные сплавы
- •5.10 Жаростойкие стали
- •5.11 Жаростойкие сплавы
- •5.12 Хромирование
- •5.13 Хроматы
- •5.14 Огнеупоры
- •6 Производство высокоуглеродистого феррохрома
- •6.1 Состав и свойства высокоуглеродистого феррохрома
- •6.2 Физико-химические основы процесса получения
- •6.3 Шлаковый режим при выплавке углеродистого феррохрома
- •6.4 Ведение плавки
- •6.4.1 Технологические расстройства хода печи и их устранение
- •6.4.2 Повышение содержание серы, углерода в сплаве и оксида магния в шлаке
- •6.4.3 Неполный выход металла и шлака
- •6.5 Выпуск и разливка металла
- •6.6 Выплавка низкохромистого углеродистого феррохрома
- •6.7 Технико-экономические показатели выплавки высокоуглеро-дистого феррохрома
- •6.8 Современные способы производства углеродистого феррохрома в мире
- •6.8.1 Выплавка углеродистого феррохрома в герметичных печах с подогревом шихты по технологии «Outokumpu»
- •6.8.2 Выплавка углеродистого феррохрома на предварительно восстановленных окатышах по технологии src-Premus
- •Предварительный нагрев
- •100% Мелкая руда
- •60% Мелкий кокс
- •6.8.3 Выплавка углеродистого феррохрома в печах постоянного тока
- •7 Производство ферросиликохрома
- •7.1 Состав и применение ферросиликохрома
- •7.2 Физико-химические основы процесса получения ферросиликохрома
- •7.3 Технология выплавки ферросиликохрома двухстадийным методом
- •7.3.1 Печи для производства ферросиликохрома
- •7.3.2 Электрический режим выплавки ферросиликохрома
- •7.3.3 Технология выплавки ферросиликохрома
- •7.3.4 Технологические расстройства хода печи и их устранение
- •7.3.5 Выпуск и разливка ферросиликохрома
- •7.4 Технико-экономические показатели выплавки ферросиликохрома
- •8 Производство низкО- и среднеуглеродистого феррохрома
- •8.1 Состав и свойства средне- и низкоуглеродистого феррохрома
- •8.2 Физико-химические основы процесса получения феррохрома силикотермическим методом
- •8.2.1 Восстановление хрома и железа
- •8.2.2 Поведение углерода
- •8.2.3 Поведение вредных примесей
- •8.3 Основные требования к исходным материалам
- •8.4 Технология получения низко- и среднеуглеродистого феррохрома печным способом
- •8.4.1 Ведение плавки
- •8.4.2 Выпуск металла и шлака из печи
- •8.4.3 Действие при возникновении отклонений от нормального хода
- •8.5 Технология получения низкоуглеродистого феррохрома внепечным способом (методом смешения)
- •8.5.1 Преимущества метода смешения
- •8.5.2 Шихтовые материалы
- •8.5.3 Получение рудоизвесткового расплава
- •8.5.4 Смешение расплавов
- •8.6 Технология производства среднеуглеродистого феррохрома кислородно-конвертерным способом
- •8.6.1 Физико-химические основы процесса обезулероживания феррохрома
- •8.6.2 Оборудование конвертера
- •8.6.3 Ход продувки
- •8.6.4 Показатели выплавки среднеуглеродистого феррохрома кислородно-конвертерным способом
- •8.6.5 Конвертерное производство срднеуглеродистого
- •8.7 Минералогический состав и свойства шлаков производства низко- и среднеуглеродистого феррохрома
- •8.8 Показатели выплавки рафинированных марок феррохрома
- •9 ТехнологИя получения азотированного феррохрома
- •9.1 Применение и сортамент азотированного феррохрома
- •9.2 Растворимость азота в жидком феррохроме
- •9.3 Разновидности процессов азотирования феррохрома в жидком состоянии
- •9.4 Промышленные технологии получения азотированного феррохрома
- •10 Технология получения металлического хрома и феррохрома алюминотермическим способом
- •10.1 Применение и сортамент металлического хрома
- •10.2 Физико-химические основы процесса получения хрома
- •10.3 Технология получения металлического хрома
- •10.3.1 Внепечной способ выплавки металлического хрома
- •10.3.2 Электропечной способ выплавки металлического хрома
- •10.4 Минералогический состав шлаков выплавки металлического хрома
- •10.5 Технико-экономические показатели выплавки металлического хрома
- •10.6 Технология алюминотермического феррохрома
- •11 Технология получения хромистых лигатур
- •11.1 Хромомолибденовая лигатура
- •11.2 Хромомедная лигатура
- •11.3 Хромомарганцевые лигатуры
- •12 Экология производства хрома, хромистых ферросплавов и неорганических соединений
- •12.1 Пылегазовые выбросы и утилизация вторичных материалов
- •12.2 Обезвреживание хромсодержащих промышленных сточных вод
- •12.3 Пожаровзрывоопасные свойства хрома и хромистых ферросплавов
- •12.4 Токсичные свойства хромистых ферросплавов и хромовых соединений
- •Список использованных источников к главе 1
- •К главе 2
- •К главе 3
- •К главе 4, 5
- •К главе 6
- •К главе 7
- •К главе 8
- •К главе 9
- •К главе 10
- •К главе 11
- •К главе 12
2.3 Запасы и добыча хромовых руд в Казахстане
Запасы. Все запасы хромовых руд Казахстана и вся их добыча сосредоточены на северо-западе страны в Актюбинской области, в пределах Кемпирсайского массива, все месторождения которого до недавнего времени отрабатывались единственным предприятием – Донским ГОКом. Определённым недостатком является приуроченность большей части (92%) оставшихся запасов хромитов к глубоким горизонтам массива и связанная с этим необходимость отработки их подземным способом. Всего в Казахстане насчитывается более 160 хромитовых месторождений, из которых около 20 имеют промышленное значение
Хроморудная база страны характеризуется высокой степенью концентрации и освоения. Так, 78% запасов хромитов категорий А+В+С1 (247 из 316 млн. т суммарных подтверждённых запасов) приходится на месторождения «Алмаз-Жемчужина» и «Миллионное» (поле шахт «Центральная» и «Глубокая») и 14% (46 млн. т) – на месторождение «40 лет Казахской ССР – «Молодёжное» (поле шахты «Молодёжная»). При этом 95% запасов руды в поле шахты «Молодёжная» сконцентрировано в одном рудном теле № 22 с уникальными параметрами: длиной по простиранию – 1540 м, шириной – от 25 до 320 м (в среднем около 45 м) и мощностью по вертикали – 140 м.
Существенным резервом расширения минерально-сырьевой базы Донского ГОКа являются запасы категории С2 – около 100 млн. т, большая часть которых (до 80%) сосредоточена на глубоких горизонтах месторождений Алмаз-Жемчужина и рдном теле № 21. В составе сырьевой базы комбината учитываются также отходы добычи и обогащения хромовых руд, складированные в отвалах: 1,9 млн. т бедных руд со средним содержанием Cr2O3 35,3%; 13,4 млн. т некондиционных руд со средним содержанием Cr2O3 21,2% и 5,0 млн. т «хвостов» обогащения со средним содержанием Cr2O3 30,6%. Поскольку обогащение некондиционных руд в настоящее время экономически невыгодно, а технология извлечения оксида хрома из шламовых отходов обогащения пока не отработана, большая часть техногенных отходов – 91% общей массы и 87% содержания Cr2O3 – рассматривается в качестве резервных ресурсов. Кроме того, в бортах и на дне многочисленных отработанных (и действующих) карьеров Донского ГОКа учтено 14,2 млн. т богатых хромовых руд, ранее списанных как потери при добыче. Повторная разработка этих карьеров обеспечит рациональное использование недр и позволит продлить проведение открытых горных работ.
Значительным резервом добычи хромитов на отдалённую перспективу является расположенный на юге Актюбинской области Даульско-Кокпектинский погребённый гипербазитовый массив, являющийся непосредственным южным продолжением Кемпирсайского и сходный с ним по структурным и петрографическим характеристикам.
Все запасы хромовых руд Казахстана и вся их добыча сосредоточены на северо-западе страны в Актюбинской области, в пределах Кемпирсайского массива, все месторождения которого отрабатываются единственным предприятием – Донским ГОКом. Определённым недостатком является приуроченность большей части (92%) оставшихся запасов хромитов к глубоким горизонтам массива и связанная с этим необходимость отработки их подземным способом. Всего в Казахстане насчитывается более 160 хромитовых месторождений, из которых около 20 имеют промышленное значение
Добыча. Добыча хромовых руд Казахстана сосредоточена в Хромтауском районе Актюбинской области, в пределах Кемпирсайского массива, месторождения которого отрабатываются филиалом АО «ТНК «Казхром» – Донским ГОКом и ТОО «Восход-Ориел-Мечел».
Донской горно-обогатительный комбинат (ДГОК) был создан в 1938 году как Донское хромитовое рудоуправление. Горные работы и добыча руды Донским ГОКом были начаты в 1938 году на карьере Гигант. До 1982 года добыча руды Донским ГОКом осуществлялась только открытым способом; в указанном году была введена в эксплуатацию шахта «Молодежная». В 2007 г. «Казхром» перейдет исключительно на подземную добычу руды. Корпорация «Казхром» планирует полностью отработать карьер «Поисковый» к 2007 г., затем он будет использоваться для технических нужд. Всего предприятием отработано 22 карьера, которые впоследствии были засыпаны и рекультивированы. После закрытия карьера «Поисковый» добыча руды будет вестись на двух шахтах – «Имени 10-летия независимости Казахстана» и «Молодежная». Первая очередь шахты «Имени 10-летия независимости Казахстана» мощностью 2 млн. т руды в год была сдана в строй в 2001 г., строительство этой шахты будет продолжаться до 2018 г., а ее глубина составит 1,5 км. Шахта «Молодежная» работает с 1982 г. Ее первоначальные запасы составляли 62 млн. т. На начало 2003 г. не извлеченным оставался 41 млн. т. Добываемая здесь руда обладает высоким содержанием оксида хрома – 50-51%. При проектной мощности шахты «Молодежная» в 2 млн. т руды в год в настоящее время здесь добывается 2,5-2,75 млн. т, что соответствует потребностям потребителей.
На Донском ГОКе дробление и сортировка богатой руды (свыше 45% оксида хрома), обогащение бедной (менее 39%) осуществляется на двух дробильно-обогатительных фабриках (ДОФ) с общей мощностью по дроблению 5 млн. т в год, по выпуску концентрата – 1,2 млн. т. На обеих ДОФ применяется гравитационный способ обогащения. В октябре 2001 года на Донском ГОКе был запущен цех брикетирования производительностью 200 тыс. тонн хроморудных брикетов в год, в 2005 году – самый крупный в мире комплекс по производству обожженных хромовых окатышей по финской технологии производительностью 700,0 тыс. тонн готовой продукции в год. В 2009 году введена в строй вторая очередь фабрики по производству окатышей производительностью 700 тыс. т в год. Донской ГОК добывает более 3,5 млн. тонн руды в год и является самым крупным в мире по добыче и переработке хромового сырья в годовом исчислении.
В настоящее время основными потребителями руды Донского ГОКа являются Аксуский и Актюбинский заводы ферросплавов, а также Актюбинский химический завод. Кроме того, незначительное количество руды – отправляется в Китай и Серовский завод ферросплавов (Россия).
По химическому и гранулометрическому составам руда хромовая Донского ГОКа должна соответствовать нормам, указанным в таблице 2.3.
В настоящее время на Донском ГОКе производится следующая товарная продукция обогатительных фабрик:
- концентрат крупностью -160+10 мм с содержанием оксида хрома более 46%;
- концентрат крупностью -10+3 мм с содержанием оксида хрома более 49%;
- концентрат крупностью -3+0 мм с содержанием оксида хрома более 50,5%;
- богатая руда крупностью -10+0 мм с содержанием оксида хрома более 50,5%;
- брикеты с содержанием оксида хрома более 47% (по техническим условиям);
- окатыши с содержанием оксида хрома более 50,5%.
Кусковой концентрат крупностью -160+3 мм и окускованные материалы (окатыши и брикеты) потребляет ферросплавная промышленность, мелкий концентрат – огнеупорная и химическая промышленность.
В таблице 2.4. приведен состав хромовых руд Донского ГОКа, поставляемых на Актюбинский завод ферросплавов.
В 2005 году Британская компания Oriel приступила к строительству нового горно-обогатительного комбината (ГОК) близ разрабатываемого ею месторождения хромовых руд Восход. ГОК построен в 11-ти км от города Хромтау. Проектная мощность ГОКа составляет 1,3 млн. тонн обогащенной руды в год. Её запасы оценены в 2006 году в 19,5 миллиона тонн. Компания планирует поставлять обогащенную на строящемся близ Хромтау ГОКе руду для китайской Sinosteel, шведской Vargon Alloys и принадлежащему компании «Мечел» Тихвинскому ферросплавному заводу (Ленинградская область).
Таблица 2.3 – Требования ТУ 1500 РК 30679259 АО-13-2005
Наименование показателей |
Норма для марок руд |
||||||
ДХ-1-1 |
ДХ-1-2 |
ДХ-1-3 |
ДХ-1-4 |
ДХ-1-5 |
ДХ-1-6 |
ДХ-1-7 |
|
Cr2O3, % не менее |
50,5 |
50,0 |
49,0 |
47,0 |
46,0 |
45,0 |
42,0 |
SiO2, % не более |
6,8 |
7,0 |
8,0 |
9,0 |
9,5 |
10,0 |
12,0 |
Cr2O3/FeO, % не менее |
3,9 |
3,9 |
3,9 |
3,4 |
3,3 |
3,2 |
3,0 |
P, % не более |
0,005 |
0,005 |
0,005 |
0,005 |
0,005 |
0,006 |
0,006 |
S, % не более |
0,08 |
0,08 |
0,08 |
0,07 |
0,05 |
0,07 |
0,08 |
Влажность, % не более |
|
|
|
|
|
|
|
в летний период |
5.0 |
4,0 |
5.0 |
40 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
в зимний период |
2,0 |
4,0 |
2,0 |
4.0 |
4,0 |
4,0 |
4,0 |
Крупность, мм |
0-3 |
0-10 |
3-10 |
0-10 |
10-160 |
0-10 |
5-10 |
5-10 |
0-10 |
||||||
0-5 |
10-160 |
10-160 |
100-300 |
||||
0-300 |
|||||||
Таблица 2.4 – Качество хромовых руд Донского ГОКа
Марка руды |
Фракция, Мм |
Cr2O3 |
FeO |
SiO2 |
MgO |
Al2O3 |
CaO |
S |
Р |
ДХ-1-1 |
0-3 |
51,14 |
12,32 |
6,95 |
18,65 |
6,85 |
0,33 |
0,017 |
0,002 |
ДХ-1-2 |
0-10 |
52,44 |
12,15 |
6,95 |
18,55 |
6,90 |
0,45 |
0,019 |
0,002 |
ДХ-1-3 |
3-10 |
51,32 |
12,36 |
7,39 |
19,17 |
6,68 |
0,33 |
0,019 |
0,002 |
ДХ-1-4 |
10-160 |
49,66 |
12,29 |
7,53 |
19,00 |
6,69 |
0,49 |
0,028 |
0,003 |
ДХ-1-5 |
10-160 |
48,65 |
13,35 |
8,88 |
19,25 |
7,69 |
0,855 |
0,029 |
0,003 |
ДХ-1-6 |
0-300 |
51,30 |
12,25 |
7,20 |
18,95 |
6,80 |
0,33 |
0,019 |
0,002 |
Окатыши |
8-16 |
50,16 |
12,40 |
7,07 |
18,49 |
7,39 |
0,42 |
0,012 |
0,002 |
Брикет |
20-40 |
51,41 |
12,30 |
7,35 |
18,45 |
6,69 |
0,36 |
0,016 |
0,002 |
