ТЕХНОЛОГИЯ ОГНЕУПОРОВ

ХРОМИТ (ХРОМИСТЫЙ ЖЕЛЕЗНЯК)

Название хромит относится как к минералу состава (Mg, Fe)0- (Сг, А1)гОз. так и к горной породе, содержа­щей большое количество (около 80%) этого минерала. Минералы, отвечающие общей формуле (Mg, Fe)0- • (Сг, А1)203, называют также хромшпинелидами.

По составу различают следующие виды шпинелидов: собственно хромит FeO-СггОз (в чистом виде встречает­ся очень редко), алюмохромит FeO - (Сг, А1)203, магно-
хромит (Mg, Fe)0-Cr203 и хромпикотйт (Mg, Fe)6- •(Cr, А1)20з.

В указанных хромшпинелидах отдельные шпинели на­ходятся в виде твердых растворов. Это объясняется тем, что все соединения группы Ме0-Ме2|03, кристаллизую­щиеся в кубической ситеме, имеют одну и ту же структу­ру и близкие значения постоянных кристаллических ре-

О

Щеток (8,1—8,3 А) вследствие близости ионных радиу­сов входящих в них кати­онов;

Химический состав природных хромшпине - лидов неоднороден:

18—62% Сг203; 10-20% FeO; 6—16% MgO: 0— 33% А1203; 2-3% Fe203. Кроме того, в виде изо­морфных примесей в них иногда присутствуют <2% ТЮ2; <0,2% V203; <1,0% МпО; <0,1% №0; <0,01% СоО. и <2% СаО.

Хромитовые руды подразделяют на следующие - груп­пы в зависимости от содержания Сг2;03, %•' 1) <40, 2) 40—45, 3) 45—50, 4) >50. Твердость хромитовых руд 5,5—7,5, плотность 4—4,8 г/см3. Цвет черный, блеск ме­таллический, черта бурая, сингония кубическая. Хром - ■шпинелиды встречаются почти исключительно в магма­тических ультраосновных породах в виде вкраплений и сплошных скоплений.

Температура плавления минерала хромита 2180° С. Примеси в хромитовых рудах: змеевик (гидросиликат магния), оливин, хромсодержащие хлориты и др. — сни­жают огнеупорность руды (рис. X. 1). Другая, еще более вредная примесь — хлорит, или гидроалюмосиликат маг­ния,— присутствует часто вместе со змеевиком.

Чистый хромит при нагревании не претерпевает ка­ких-либо существенных изменений и сохраняет почти полное постоянство объема вплоть до 1700° С. При более высоких температурах он дает небольшую усадку.

Для производства огнеупоров пригодны руды с со-, держанием не ниже 33% Сггі03. Руды с меньшим ее со-

Держанием сильно загрязнены силикатами И ДЛЯ Произ­водства огнеупоров непригодны.

Важнейшие месторождения хромитовых руд в СССР расположены на Урале и в Казахстане. Наиболее цен­ные из них: Донское (Кимперсайское) на восточном склоне южной части Урала и Сарановское месторожде­ние на Западном Урале (табл. Х.1).

Из приведенных данных следует, что хромшпинелид - ная часть этих руд представляет собой хромпикотит. Не-

Та блица Х.1

Химический состав хромитов, %

Оксиды

SiOa А12Оз

Fe0+Fe203

В пересчете на: Fe203 СаО • MgO СГ2О2

П. п. п.

Рудная часть представлена смесью змеевика и хлорита (Mg, Fe)4,75Ali,25-[Si2,75Ali,250io] (ОН)8 с преобладани - ем змеевика. Другие загрязняющие хромит примеси — это халцедон, гематит, карбонаты.

Руды названных месторождений существенно разл" чаются по своим физическим свойствам и структуре природном состоянии. Сарановская руда имеет массив ную, каменистую структуру. Физическое состояние ким - персайских руд менее постоянно, здесь встречаются так­же порошковатые и рыхлые руды.

Для производства нормальных огнеупоров саранов- ский хромит должен содержать не менее 33% Сг203, не более 9% Si02 и 1,5% СаО; для производства сводовых изделий — не менее 36% Сг203 и не более 7% Si02, 1,3% СаО. Хромит должен быть в кусках размером око­ло 100 мм.

Кимперсайский хромит по внешнему виду и химичес­кому составу обычно делят на 4 группы. Первая группа— массивные плотные руды, содержащие 85—95% хром - шпинелида, с размером зерен (кристаллов) 0,5—2,0 мм.

В этих рудах содержится >49% Сг203, <6% Si02, 15% Fe0 + Fe203 (в пересчете на Fe203) и 0,1—1,0% СаО. Вторая группа — вкрапленные плотные руды, содержа­щие 75—80% хромшпинелида, с размером зерен 0,5— 2,0 мм и содержанием 45—49% Сг203; 6—8% Si02; 0,1— 1,0% СаО. Третья — рыхлые руды с содержанием 55— 75% хромшпинелида и размером зерен 2—3 мм. Такие руды содержат 35—45% Сг203, <15% Si02, <12% FeO + Fe203 (в пересчете на Fe203) и <4% СаО. Четвертая группа — ожелезненный хромит, содержащий Сг20з и Si02 в весьма непостоянном количестве.

Для производства огнеупоров по общепринятым схе­мам пригодны только хромиты первой и второй групп.

Кимперсайская хромитовая руда, применяемая для изготовления хромомагнезитовых огнеупоров, должна' содержать >48% Сг203, <7% Si02, <15% FeO+ +Fe203 (в пересчете на Fe203) и <1,3% СаО. Кимпер - сайские хромиты обогащают. Технологическая схема предусматривает двустадийное обогащение этих руд: в тяжелых суспензиях и отсадку, и концентрацию на сто­лах. При таком способе обогащения хромитовый концен­трат, предназначенный для огнеупорной промышленнос­ти, в среднем содержит 57% Сг203, 2% Si02 и 0,5% СаО.

Периклазошпинелидные изделия, полученные из обыч­ных магнезитовых порошков и обогащенного кимперсай - ского хромита, обладают повышенными температурой начала деформации под нагрузкой (1630 против 1590° С) и термостойкостью (10 теплосмен против 7 у рядовых из­делий). Для периклазошпинелидных изделий, получен­ных при соотношении тонкомолотого обогащенного хро­мита и магнезита 90:10, термостойкость повышается от 10 до 18 при среднем значении 14 теплосмен.

Периклазошпинелидные огнеупоры из обогащенного хромита по структуре близки к изделиям с прямой свя­зью между кристаллами периклаза и шпинелей. Они со­держат 7—8% силикатов вместо 11% у рядовых изделий.