金属铬品种调研分析报告.doc
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1、金属铬品种调研报告一铬品种简介11.1铬元素11.2产业链21.3铬应用简介81.4铬质量检查9二、铬资源储量分布及产量状况102.1全球铬资源分布102.2国内铬资源分布状况13三、金属铬产量、消费和进口状况153.1全球铬年产量153.2国内金属铬进口状况16四铬市场分析224.1铬价格分析224.2金属铬需求概况244.2.1影响铬矿需求因素244.2.2铬铁矿资源国外供应前景比较264.3行业发展趋势分析284.4铬品种上线分析284.4.1.宏观分析284.4.2.微观分析314.5金属铬有关政策314.6金属铬上下游分析324.6.1不锈钢行业分析324.6.2钢材“以铬代硼”趋势
2、334.7行业重要公司分析344.7.1西藏矿业344.7.2酒泉钢铁集团354.7.3四川金广集团354.7.4明拓集团华禹铬业公司354.7.5四川川投峨眉铁合金(集团)有限责任公司364.7.6甘肃酒泉肃北久翔矿业有限责任公司36总结37前言铬是重要战略物资之一,由于它具备质硬、耐磨、耐高温、抗腐蚀等特性,在冶金工业、耐火材料和化学工业中得到了广泛应用。铬是金属中硬度最大,并以优良银白色金属光泽应用于电镀工业. 含铬12%钢称为“不锈钢”。可用于製不锈钢,汽车零件,工具,磁带和录像带等。铬镀在金属上可以防锈,也叫可罗米,结实美观。铬是脆性金属不能单独作为金属材料,但与铁、镍、钴、钛、铝、
3、铜等构成合金后,则成为具备耐热性、热强性、耐磨性及特殊性能工程材料。金属铬用作生产各种以镍或钴为基高温合金,钛合金,铝基合金,电阻合金和铜合金等合金剂。某些用来生产不锈钢和耐热钢。这些材料广泛用于航空,宇航,核反映堆,汽车,造船,化工,军工等行业。中华人民共和国铬矿资源比较贫乏,按可满足需求限度看,属短缺资源。总保有储量矿石1078万吨,其中富矿占53.6%。铬矿产地有56处,分布于西藏、新疆、内蒙古、甘肃等13个省(区),以西藏为最重要,保有储量约占全国一半。中华人民共和国铬矿床是典型与超基性岩关于岩浆型矿床,绝大多数属蛇绿岩型,矿床赋存于蛇绿岩带中。西藏罗布莎铬矿和新疆萨尔托海铬矿等皆属此
4、类。从成矿时代来看,中华人民共和国铬矿形成时代以中生代、新生代为主。展望将来,世界经济增长基本态势不会变化。国际市场虽然会有变化,但是铁合金需求总体呈增长走势,因此金属铬前景是乐观明朗。依托国际市场定价和国内原材料、人力等成本优势,国内金属铬产品作为重要原材料产品之一,上下游行业迅速发展为金属铬行业带来了良好发展基本,具备庞大市场,巨大潜在市场为国内金属铬行业发展提供了良好环境。一铬品种简介1.1铬元素铬,英文名称Chromium,元素符号Cr,属于元素周期表中VIB族金属元素,原子序数24,原子量51.996,密度7.19g/cm,熔点185720,沸点2672。体心立方晶体,常用化合价为+
5、3、+6和+2,电离能为6.766电子伏特。铬是一种银白色金属,质极硬而脆,耐腐蚀;属不活泼金属,常温下对氧和湿气都是稳定。铬在地壳中含量为0.01%,居第17位。自然界不存在游离状态铬,重要含铬矿石是铬铁矿。铬被广泛应用于冶金、化工、铸铁、耐火及高精端科技等领域。1766年,德国列曼分析过一种西伯利亚矿石,拟定其中具有铅,这种矿石被归类为西伯利亚红铅。1797年法国化学家沃克兰Nicholas Louis Vauquelin被同在西伯利亚金矿开采出一种鲜红色矿石吸引住了,并在这种矿石中发现了一种新元素,即铬元素,次年用碳还原,制得金属铬。她把西伯利亚红铅矿石和碳酸钾一起煮得到意料之中碳酸铅沉
6、淀和一种性质不明鲜黄色溶液。她在这黄色溶液里加入高汞盐溶液,就浮现了美丽红色溶液;加入铅盐溶液,浮现灼灼夺目黄色沉淀物;加入氯化亚锡,则溶液又变为清脆绿色。由于铬可以生成美丽多色化合物,如金属铬是银白雪亮,硫酸铬是绿色,铬酸镁是黄色,重铬酸钾是桔红色,铬酸是猩红色,氧化铬是绿色,铬矾是蓝紫色,铬酸铅是黄色,因而依照希腊字chroma(颜色)将其命名为chromium。也自此得到了铬化学符号Cr。几乎同步,克拉普罗特也从铬铅矿中独立发现了铬。铬物化性质铬物理性质铬化学性质铬为不活泼金属,在常温下对氧和湿气都是稳定,但和氟反映生成CrF3。金属铬在酸中普通以表面钝化为其特性。一旦去钝化后,极易溶解
7、于几乎所有无机酸中,但不溶于硝酸。在高温下被水蒸气所氧化,在1000下被一氧化碳所氧化。在高温下,铬与氮起反映并被碱所侵蚀。可溶于强碱溶液。铬具备很高耐腐蚀性,在空气中,即便是在赤热状态下,氧化也很慢。不溶于水。镀在金属上可起保护作用。温度高于600时铬和水、氮、碳、硫反映生成相应Cr2O3,Cr2N和CrN,Cr7C3和Cr3C2,C r2S3。铬和氧反映时开始较快,当表面生成氧化薄膜之后速度急剧减慢;加热到1200时,氧化薄膜破坏,氧化速度重新加快,到时铬在氧中燃烧生成Cr2O3。铬很容易和稀盐酸或稀硫酸反映,生成氯化物或硫酸盐,同步放出氢气。有关化学方程式如下:Cr + 2HCl= Cr
8、Cl2 + H2Cr + H2SO4 = CrSO4 + H21.2产业链由于铬具备质硬而脆,耐腐蚀等优良特性,因而被广泛应用于冶金、化工、铸铁、耐火及高精端科技等领域。详细应用比例如下图所示:在冶金工业上,铬铁矿重要用来生产铬铁合金和金属铬。铬铁合金作为钢添加料生产各种高强度、抗腐蚀、耐磨、耐高温、耐氧化特种钢,如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、滚珠轴承钢、弹簧钢、工具钢等。金属铬重要用于与钴、镍、钨等元素冶炼特种合金。这些特种钢和特种合金是航空、宇航、汽车、造船,以及国防工业生产枪炮、导弹、火箭、舰艇等不可缺少材料。在耐火材料上,铬铁矿用来制造铬砖、铬镁砖和其她特殊耐火材料。 铬铁矿分类在自然界中
9、当前已发现含铬矿物约有50余种,分别属于氧化物类、铬酸盐类和硅酸盐类。具备工业价值铬矿物都属于铬尖晶石类矿物,物理性质为等轴晶系,晶体呈细小八面体,普通呈粒状和致密块状集合体,颜色黑色,条痕褐色,半金属光泽,硬度5.5,比重4.2-4.8,具弱磁性。属于岩浆成因矿物,产于超基性岩中,当含矿岩石遭受风化破坏后,常转入砂矿中。其中常用有:镁铬铁矿 含Cr2O3 50%-65%铝铬铁矿 含Cr2O3 35%-55%富铬尖晶石 含Cr2O3 35%-50%铬铁矿 含Cr2O3 47%-60%铬铁矿按用途可分为三种级别,各级别指标规定如下:1. 冶金级含Cr2O3 46%, Cr:Fe 比值不不大于2;
10、2. 化工级含Cr2O3 40%-46%, Cr:Fe 比值为1.52,SiO2 3.5%;3. 耐火级材料含Al2O3+ Cr2O3 60%、Cr2O3为30%-40%, Cr:Fe 比值为22.5。铬冶炼工艺流程钢铁工业中广泛应用铬铁合金和硅铬合金是用电炉冶炼。金属铬生产则采用金属热还原(铝热)法及电解法。铝热法生产涉及从铬矿制取氧化铬和铝还原氧化铬制得金属铬两道工序。氧化铬制取铬铁矿磨细至160200目,配加纯碱和白云石,于10501150下氧化焙烧,再用水逆流浸出(见浸取)和过滤,获得含Na2CrO4不不大于 200克/升溶液。加硫酸中和铬酸钠溶液,使其pH为78,滤出氢氧化铝等杂质后
11、蒸发到含Na2CrO4不不大于 450克/升,滤出Na2SO4结晶。溶液用硫酸调节pH为40.2,再滤出Na2SO4结晶,获得重铬酸钠(Na2Cr2O7)溶液。浓缩溶液到约含Na2Cr2O71100克/升时,冷却滤出Na2SO4结晶,再将溶液浓缩到含Na2Cr2O715001550克/升,并于90100保温8小时,然后冷却到35如下,结晶出重铬酸钠。铬酸钠转化成重铬酸钠也可用碳酸法,即在1516大气压下通入含50%CO2气体,析出沉淀为碳酸氢钠:2Na2CrO4+2CO2+H2ONa2Cr2O7+2NaHCO3碳酸氢钠可以回收使用。此法可把在焙烧中配加纯碱重新回收一半,较硫酸法获得硫酸钠为有利
12、,但铬酸钠不能完全转化为重铬酸钠。三氧化二铬制备可用:氯化铵还原法。即在重铬酸钠晶体中配入一定量氯化铵,混匀后在还原炉中于700800还原,然后洗去NaCl,过滤获得三氧化二铬滤饼,通过干燥、破碎,在回转窑中于11501200煅烧。用此法获得三氧化二铬呈墨绿色,颗粒较大,纯度高,但生产工序多,并产生有害气体 HCl。煅烧铬酸酐法。即把重铬酸钠加入反映锅中,注入浓硫酸,在200下重铬酸钠与硫酸反映生成铬酸酐:Na2Cr2O7+2H2SO42CrO3+2NaHSO4+H2O静置后铬酸酐和硫酸氢钠沉积成两层。将上部硫酸氢钠舀出,留在锅中铬酸酐再加热,用水洗去残留硫酸钠,从底部放出铬酸酐。铬酸酐在80
13、0950下煅烧分解,用水洗去未分解铬酸酐,过滤获得三氧化二铬。用此法工序少,但产品杂质含量较高。煅烧氢氧化铬法。即将含Na2CrO4不不大于 200克/升溶液加温至95以上,加入纯净硫化钠溶液,搅拌后生成大颗粒氢氧化铬Cr(OH)3沉淀。氢氧化铬在回转窑中于1300煅烧分解为三氧化二铬Cr2O3。此法工序少,产品成本低,纯度高,但颗粒细,易损失。铝热还原规定原料含 Cr2O3不不大于99%,含硫低于0.02%,含铅、砷、锡、锑各低于0.001%。铝粒粒度应不大于0.5毫米,铝量应不不不大于理论量98%。用硝石、镁屑和铝粒作引火剂。反映焓H圏=-65.0千卡/摩尔(铝)。为了保持自热反映过程并使
14、金属粒与渣顺利分离,H圏至少应为-72千卡/摩尔(铝),要添加硝酸钠、氯酸钾、铬酸酐或碱金属重铬酸盐等供氧剂补充热量;也可将混合料预热到350400再行入炉。还原反映在内砌镁砖圆锥形炉筒内进行。先在炉内加入某些混合炉料,在料面中心加引火剂,点燃后在炉料开始反映时,用流槽持续送入别的炉料。反映终结,冷却至室温,拆开炉筒取出金属锭,喷砂清除表面夹渣和氧化膜。生产大金属锭,能提高铬回收率,渣流动性也好。铝热法可获得纯度不不大于98.5%金属铬,其中含铝不不不大于0.5%。渣中含Al2O3高达90%,可作研磨材料。电解法生产普通用碳素铬铁作原料,采用铬铵矾法电解流程(图2)。把碳素铬铁粉碎,溶于电解阳
15、极返回液、结晶母液和硫酸混合溶液中,过滤除去硅酸盐等残渣,滤液用硫酸铵解决并除铁。纯铬铵矾溶液经陈化(保持3035,放置15日)后,结晶出纯铬铵矾Cr2(SO4)3(NH4)2SO424H2O。纯铬铵矾溶于热水送入隔膜电解槽电解。用不锈钢作阴极,铅银合金(1%Ag)作阳极,电流密度753安/米2,槽电压 4.2伏,电解液温度5254。应控制通过电解液进入阳极室流速,并精确地控制溶液pH为2.12.4。平均电流效率45%,电耗约18.5千瓦时/公斤。产品纯度为99.299.4%片状金属铬,含氧0.30.5%,呈脆性。为了提高金属铬纯度,可通过真空解决或氢还原减少含氧量。用+6价铬溶液电解(电流密
16、度9500安/米2,温度8487),可得高纯度金属铬(含氧0.010.02%),但电流效率很低(67%)。1.3铬应用简介80%90%是冶炼不锈钢重要原料。当前,世界铬消费85%用于冶金工业,其她化学工业、耐火材料占15%。冶金工业由于铬质硬,常被掺进钢里制成既硬又耐腐蚀合金,因而重要用来炼制不锈钢、耐热钢及各种电热元件材料。不锈钢在遇到具备腐蚀性物质时,其表面就会形成一种细致而坚实氧化铬薄膜,保护内部金属不继续受腐蚀,有些不锈钢甚至在800高温中,还能保持其优良性能。因而铬钢是制造机械、坦克和装甲车好材料。化学工业用铬铁矿加工制导致各种铬盐是化学工业上重要原料。铬盐是无机盐重要品种之一,在寻
17、常生活中用途极为广泛,重要用于电镀、鞣革、印染、医药、燃料、催化剂、氧化剂、火柴及金属缓蚀剂等方面。金属铬用于电镀,镀铬时候,铬层愈薄,愈是紧贴在金属表面,某些炮筒,枪管内壁,所镀铬层仅有千分之五毫米厚,但是发射了千百发炮弹、子弹后来,铬层依然存在。耐火材料及铸铁由于铬铁矿熔点高达1900-2050,在高温下能保持体积不变,并且跟任何矿渣不起反映。因而它可作为耐火材料,炼钢炉及有色金属冶炼炉炉衬。因而在耐火材料方面,铬铁矿用来制造铬砖、铬镁砖和其她特殊耐火材料。此外铬还应用于铸铁,如铬铸态球铁具备强度高、延伸率高、冲击值高和硬度低等特点。其她用途汽车工业中,铬也参加了汽车刹车片制作。1.4铬质
18、量检查冶金工业规定冶金级铬矿石重要用于冶炼各种铬铁合金。用来冶炼铬铁合金铬矿石又按不同冶炼用途分为4个品级:品级Cr2O3(%)Cr2O3/FeOP(%)S(%)SiO2(%)块度mm用途5031.2氮化铬铁452.530.030.056中低微碳铬铁402.50.070.0564050电炉碳素铬铁322.50.070.052、SiO212%、Al2O310%,此外矿石粒度不大于180目应占80%以上。耐火级工业规定在耐火材料工业中,铬矿石重要用来制造镁铬砖、铬砖和铬铝砖等。用于生产耐火材料铬矿石分为两个品级。一级品用作天然耐火材料,质量规定:Cr2O335%、SiO28%、CaO2%。二级品用
19、作生产铬砖、铬镁砖,质量规定:Cr2O330%32%、SiO211%、CaO3%。以上两个品级,矿石块度都规定在50300mm之间,并且矿石中不容许有不不大于58mm夹石。化工级工业规定在化学工业上,铬矿石重要用来生产重铬酸盐(铬盐),再用它作原料生产其她铬化合物产品。铬盐用铬矿石工业规定:Cr2O330%、Cr2O3/FeO22。5,SiO2少量。铸石级工业规定用以生产辉绿岩铸石铬矿石,其质量规定:Cr2O310%20%,SiO210%。其她铬矿石工业规定品级Cr2O3(%)Cr2O3/FeOSiO2%CaO%块度mm用途耐火级358250300天然耐火材料303211350300铬砖铬镁(
20、铝)砖化工级3022.5少量重铬酸盐(铬盐)铸石级102010辉绿岩铸石耐火级两个品级,矿石中不容许有不不大于58mm夹石。二、铬资源储量分布及产量状况2.1全球铬资源分布铬在地壳中含量为0.01%,居第17位。自然界不存在游离状态铬,重要含铬矿石是铬铁矿。世界铬铁矿矿床重要分布在东非大裂谷矿带、欧亚界山乌拉尔矿带、阿尔卑斯喜马拉雅矿带和环太平洋矿带。近南北向褶皱带中铬铁矿资源量,占世界总量90以上。其中南非、哈萨克斯坦和津巴布韦占世界已探明铬铁矿总储量85以上,占储量基本90以上,仅南非就占去了约3/4储量基本。亚铬酸盐在地壳中自然储量超过18亿吨,可开采储量超过8.1亿吨。,世界亚铬酸盐开
21、采量为1750万吨,其中,南非开采763万吨,哈萨克斯坦327万吨,印度295万吨,津巴布韦67万吨,芬兰58万吨。全球各国铬储量分布如下图所示:铬资源按国家分布:全球铬资源重要集中在南非、津巴布韦、哈萨克斯坦、俄罗斯等国,其她储量比较多国家尚有芬兰、印度、巴西、土耳其等。若以A+B+C级储量为基本,与这些国家相比,中华人民共和国远在它们之后。 依照美国地质调查局发布数据,全球铬储量如下:南非南非草原高地复合构造是世界上铬矿资源储量最丰富地区。占全世界已知铬储量76.1%。其中西矿带是以鲁斯腾堡为中心,而东矿带以斯蒂尔波特和博格斯福德。1996年11月,中钢集团公司子公司EAMI(East A
22、sia Metallurgical Investment Co. Ltd)同当时NPDC(现名LimDev)南非北方省发展公司成立合资公司中钢南非铬业有限公司(ASA METALS ( PTY) LTD)。其中EAMI占60%股份,LimDev占40%股份。Dilokong Chrome Mine(Pty) Ltd是中钢南非铬业有限公司全资子公司。Dilokong矿山共拥有储量约5000多万吨,设计采矿能力为年产原矿40万吨。Dilokong选矿厂生产块矿,铬精矿,及锻造级铬矿砂。其中,锻造级铬矿砂用于制造模具,钢包引流砂及锻造等,是中钢南非铬业有限公司重要产品之一。哈萨克斯坦哈萨克斯坦铬矿储
23、量居世界第2位,仅次于南非。但出口至中华人民共和国铬矿量却并不大,而储量仅为0.9%土耳其成为中华人民共和国第二大铬矿进口国。哈当前已探明储量铬矿有20个,总储量超过4亿吨,几乎所有集中在阿克纠宾州赫罗姆套(意为“铬山)。按当前年开采量200万 300万吨计算,可开采1OO年以上。哈铬矿平均品位为40,当前开采大都为含量在4 5以上富矿。 哈萨克斯坦铬矿品位很高(含45-50%氧化铬)。铬矿储量分布在哈萨克斯坦西部方圆不大区域内。哈萨克斯坦铬业股份公司从事铬矿开采和精炼,同步也从事铁合金生产。该公司矿区所拥有铬矿储量占哈萨克斯坦铬矿蕴藏量4%,别的6%由-Oriel公司所有。2.2国内铬资源分
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