23铬矿选矿评述

1、 第23章铬矿选矿年评孙炳泉陈洲仲钢集团马鞍山矿山研究院有限公司）23.1铬矿资源简况23.1.1世界和中国铬矿资源分布0.铬（Cr）是构成地壳岩石的元素之一，自然界中没有游离的铬。铬在地壳中的含量为035%，超过了 Cu、Ni、Co、Zn等金属。铬具有亲氧性和亲铁性并以亲氧性较强，只有在 还原环境和硫的逸度较高的情况下才显示亲硫性。六次酸位的Cr3+与Al3+、Fe3+的离子半径相接近，故它们之间可以呈广泛的类质同象。此外，可与铬发生类质同象替代的元素还有Mn、Mg、Ni、Co、Zn等。在已发现的近30种含铬矿物中，具有工业开采价值的为铬尖晶石类矿物，其化学通式为（Fe, Mg）O（ Cr

2、, Al , Fe）2O3，包括 6203、AI2O3、FezOs、FeO、MgO 等5种基本成分，常 见的有镁铬铁矿（Mg , Fe）、铝铬铁矿（Mg , Fe） （ Cr, Al） 2O4）、富铬尖晶石（Fe（ Cr,Al） 2O4），铬铁矿（FeCr2O4）等，其中铬铁矿是铬的最主要矿物原料。铬铁矿的化学式为FeCr2O4，等轴晶系，晶体呈细小的八面体，通常以颗粒和致密块状集合体存在，颜色发黑， 条痕褐色，半金属光泽，硬度5.5，密度4.24.8 g /cm3,具有弱磁性。全球已探明的铬资源总体上较为丰富。世界铬矿分布于五大洲40多个国家，资源总量 超过120亿吨，足以满足世界可预见的未

3、来需求。据美国地质调查局估算1, 2014年世界铬铁矿探明储量（商品级矿石）为4.8亿吨以上。世界上铬铁矿资源丰富的国家主要有南非、98%。哈萨克斯坦、印度、土耳其、巴西、津巴布韦等国（表23-1-1）。南非、哈萨克斯坦和印度是世界 上三个铬铁矿资源最丰富的国家，其铬铁矿资源量约占世界铬铁矿探明资源的国家或地区储量/万吨国家或地区储量/万吨哈萨克斯坦23000.0阿尔巴尼亚南非20000.0土耳其印度5400.0津巴布韦美国62.0其它国家巴西世界总计 48000表 23-1-12014年世界铬铁矿储量（商品级矿石）据国际铬发展协会（In ternatio nal Chromium Devel

4、o pment Association ）资料，南非是世界上铬铁矿资源最丰富的国家，资源量达55亿吨。津巴布韦也是一个铬铁矿资源丰富的国家，资源量为10亿吨，铬铁矿矿床既呈层状产出，也呈透镜状产出。 哈萨克斯坦铬铁矿资源量有3.2亿吨，主要为产在乌拉尔山区的透镜状铬铁矿矿床。印度铬铁矿资源量有6700万吨，主要为产在奥里萨邦东海岸的透镜状铬铁矿矿床。芬兰铬铁矿资源量有1.2亿吨，主要为芬兰北部的kemi附近的透镜状铬铁矿矿床。巴西铬铁矿资源量有1700万吨，主要产自巴伊亚州和土耳其、阿尔巴尼亚等也有一些铬铁矿资源，资源量约为 分布在蒙大拿州斯蒂尔沃特杂岩体中。米纳斯吉拉斯州。俄罗斯铬铁矿资源主

5、要分布在乌拉尔山地区。其他国家包括阿曼、伊朗、5亿吨2。美国的铬铁矿资源主要23-1-2。近10年来我国的铬铁矿资源不但十分匮乏，而且矿石质量较差，属于贫铬资源国家。据中国国土资源部统计的资料，20052014年我国铬铁矿查明资源储量情况见表我国铬铁矿查明资源储量总体的趋势是增加的，但储量和基础储量却逐渐减少，近4年来储量和基础储量基本趋于稳定。国外铬铁矿矿床主要以岩浆早期（分凝）矿床为主，易形成延伸稳定、规模巨大的矿体，而我国则几乎全部为岩浆晚期矿床，形成的矿体形态复杂、分散、规模小，主要集中在西藏、新疆、甘肃、内蒙古4个省（区）内，这4个省（区）的保有储量占到了全国总保有储量的 80%以上

6、。我国铬铁矿资源富矿与贫矿的比例大约为3:7，除极少数矿床 0203含量达到40%、铬铁比大于2.5之外，多数矿床 6203含量及铬铁比均很低, 矿石产量和质量远远满足不了国内的需要3。表23-1-2中国铬铁矿查明资源储量统计年份矿区数储量/万吨基础储量/万吨资源量/万吨查明资源 储量/万吨200557211.0521.0458.0979.0200659217.95521.44489.381010.82200764205.95582.22500.611082.83200866198.02527.08601.301178.38200967122.4522.5628.51151.020106211

7、0.33442.09672.301114.4201164108.9413.3747.81161.1201264107.56405.01744.861149.87201363107.56401.47740.481141.95201463105.19419.75742.241161.9923.1.2铬矿资源的生产和消费23.1.2.1世界及中国的铬铁矿产量据世界金属统计局（World Bureau of Metal Statistics）的资料，近5年世界主要国家铬铁矿产量见表23-1-3。全球铬铁矿产量在2013年达到顶峰之后，有所下降，2014年世界铬铁矿矿石产量为2867.9万吨，比2013

8、年下降3.7%。世界共有近20个国家生产铬铁矿， 主要铬铁矿生 产国包括：南非、哈萨克斯坦、印度、土耳其、芬兰、阿尔巴尼亚、俄罗斯、伊朗、阿曼、 巴西、津巴布韦、巴基斯坦、马达加斯加和澳大利亚等。其中，南非、哈萨克斯坦、印度、土耳其和芬兰五国的铬铁矿产量合计为2494.4万吨，占世界铬铁矿总产量的87.0 %，世界铬铁矿的生产非常集中。在2014年世界铬铁矿产量中，南非占世界铬铁矿产量的48.9 %，哈萨克斯坦占18.9%，印度占9.1%, 土耳其占6.6%，芬兰占3.5%，其它包括阿尔巴尼亚、俄罗 斯、伊朗、阿曼、巴西、津巴布韦、巴基斯坦、马达加斯加和澳大利亚9国合计362.7万吨，土耳其已

9、经成为全球重要的南非、哈萨克斯坦、 印度占12.6%,其它国家仅占0.4%。在全球铬铁矿生产格局变化上,铬铁矿生产国，而津巴布韦铬铁矿生产在全球的地位大大下降了,和芬兰四个国家一直是全球最重要的铬铁矿生产国。国家或地区2010 年2011 年2012 年2013 年2014 年南非1082.01076.21131.01364.51403.1哈萨克斯坦509.2505.9393.4525.5541.0印度397.8378.3329.7260.3260.3土耳其260.0228.2329.5330.0190.0芬兰59.869.345.295.0100.0阿尔巴尼亚42.842.542.753.0

10、68.4俄罗斯40.040.040.055.055.0伊朗35.033.044.842.849.4阿曼86.563.440.068.748.9巴西50.254.347.344.545.6津巴布韦51.760.041.035.545.6巴基斯坦51.144.047.248.233.9马达加斯加13.56.711.211.811.4澳大利亚18.132.445.235.54.5世界总计2715.02651.52594.42978.72867.9表 23-1-3世界主要国家铬铁矿产量/万吨据中国国土资源部统计的资料， 2005年2014年我国铬铁矿产量见表 23-1-4。近10 年来，我国铬铁矿绝对

11、产量基本上没有大的变化，2010年以来一直维持在 20万吨/年左右的水平上。我国的铬铁矿资源长期处于供不应求的状况，供需矛盾只有依靠进口解决。表23-1-4 近10年来我国铬铁矿产量年份2005200620072008200920102011201220132014产量/万吨1414.815.316.717.5202220202023.1.2.2世界及中国的铬铁矿消费情况铬广泛用于冶金、化学、耐火材料和铸造工业。 铬铁矿最大的消费领域是生产铬铁合金,而铬铁合金主要用于生产不锈钢，不锈钢平均含铬10.5 %。因此，铬铁矿消费量很大程度上取决于不锈钢产量。目前，世界铬消费的90%以上用于不锈钢的生

12、产，世界各国不锈钢的产量基本上反映其铬的消费量。从目前世界铬业的发展趋势看，独立矿山企业铬铁矿的生产在不断下降，而联合矿山企业铬铁矿的生产在不断增长。 换句话说，铬铁矿矿山趋向于由铬铁矿耐火材料、铬化学品和铬铁合金生产企业拥有所有权或经营权。这种趋势与铬铁合金的生产能力由不锈钢生产国转移到铬铁矿生产国有关。有很多历史上生产铬铁合金的国家其铬铁合金生产厂已经关闭，它们通常一直是不锈钢生产国， 新的铬铁合金生产能力主要建在生产铬铁矿的国家和地区。自上世纪60年代以来，随着钢铁工业炼钢工艺的改进，铬铁合金的生产从低碳铬铁合金向高碳 铬铁合金转移。随着多年来的铬铁合金生产，铬铁合金炉渣堆存大幅增长。最

13、新开发的工艺可以从这些炉渣中回收铬铁合金，该工艺已经或正在安装到现有的铬铁合金生产厂中。在南非这个世界上最重要的铬铁矿和铬铁合金生产国，正在发生三种趋势：在布什维尔徳杂岩体的西带建设铬铁合金生产厂；铬铁合金生产厂正在与铬铁矿矿山一起建设；已经开发的铬铁合金生产工艺已经适应从铂族金属矿山回收的铬铁矿副产品。据世界金属统计局(World Bureau of Metal Statistics)的资料，近5年世界主要国家不锈钢产量见表23-1-5。世界不锈钢产量已经连续五年增长，2014年世界不锈钢产量为4089.3万吨，首次突破4000万吨大关，比2013年增长7.1%。从世界主要国家不锈钢的生产情

14、况看，中国 仍然是世界上最大的不锈钢生产国，2014年中国不锈钢产量约为2169.2万吨，首次突破2000万吨大关，占当年世界不锈钢产量的53.0%，超过了全球不锈钢产量的一半；其次是日本，2014年不锈钢产量332.9万吨，占当年世界不锈钢产量的8.1 %;韩国居世界第三位， 2014年不锈钢产量238.4万吨，占5.8%;美国居第四位，不锈钢产量193.2万吨，占4.7%;印度居第五，不锈钢产量160.9万吨，占3.9%。世界其它主要不锈钢生产国家和地区还有中国台湾、 意大利、比利时、芬兰、西班牙、德国、瑞典、巴西、南非、法国、英国和俄罗斯等。表23-1-5 世界主要国家或地区不锈钢产量/

15、万吨地区2010 年2011 年2012 年2013 年2014 年中国1125.61409.11608.71898.42169.2日本351.1325.7313.2317.5332.9韩国227.9225.6242.8241.7238.4美国220.1207.4197.7193.2193.2印度217.2205.3193169.7160.9中国台湾150120.3150150150意大利158.7160.2169.6155.6144.8比利时130.6124.1124.1133.2138.8芬兰99.8100.3107.8108.8121.6西班牙84.480.784.485.594.5德国

16、150.9150.2131.3109.186.3瑞典54.658.75150.154.1巴西4141.339.152.145.6南非47.844.450.444.442.6法国27.63028.53032.3英国27.93329.425.729.5俄罗斯7.812.512.612.612.6世界总计3155.63367.23572.73817.44089.323.1.2.3铬精矿和金属进出口情况及趋势由于开采铬铁矿的国家倾向于生产铬铁合金，目前世界铬铁矿矿石的国际贸易只占世界铬铁矿产量的一小部分。世界铬铁矿主要出口国为南非、哈萨克斯坦、印度、土耳其、巴 基斯坦、芬兰、澳大利亚、伊朗、阿尔巴尼亚

17、、津巴布韦、阿曼和巴西等；主要进口国为中 国、日本、韩国、美国、西欧国家等。世界铬铁合金主要出口国为南非、哈萨克斯坦；世界 主要铬铁合金进口国家或地区为西欧、日本、美国、中国等。据美国地质调查局数据，2014年美国进口铬铁矿 16.9万吨，铬铁合金 65.6万吨，铬金属1.74万吨；出口不锈钢80.3万吨，进口不锈钢72.9万吨。南非、哈萨克斯坦、俄罗斯、印度、津巴布韦、瑞典、土耳其、阿尔巴尼亚等国是美国铬铁矿、铬铁合金的主要进口 来源。美国进口铬铁矿的数量变化不大，但进口铬铁合金的数量有所增加。从我国铬铁矿资源的前景看，未来我国铬铁矿地质勘查取得重大突破比较困难，因此铬铁矿产量也难以大幅增长

18、，因此今后我国铬铁矿消费绝大部分依赖进口的局面将长期存在，对外依存度已达95%以上。据中华人民共和国海关统计资料，我国近5年铬铁矿砂进口量见表23-1-6。表23-1-6 我国近5年铬铁矿砂进口量年份20102011201220132014进口量/万吨866.6944.3929.41209.2938.72014年中国铬铁矿进口量 938.7万吨，比2013年1209.2万吨下降22.4 %,中国铬铁 矿进口量在2013年突破千万吨大关后，又大幅下降。中国铬铁矿进口来源主要是南非（575.7万吨）、土耳其（127.6万吨）、阿尔巴尼亚（55.4万吨）、伊朗（49.4万吨）、阿曼（48.9 万吨）

19、、巴基斯坦（33.9万吨）、马达加斯加（11.3万吨）、哈萨克斯坦（7.7万吨）、菲律 宾（6.7万吨）和印度（6.3万吨）等，10个国家合计922.8万吨，占我国铬铁矿进口总量 的98.3 %。中国是世界上最大的铬铁矿进口国，2014年中国还进口了 206.0万吨铬铁合金和硅铬铁合金。23.1.2.4铬精矿和金属价格及趋势据中华人民共和国海关统计资料，2014年中国进口铬铁矿平均到岸价195.2美元/吨，比2013年的197.7美元/吨略有下降，2012年218.9美元/吨，2011年282.1美元/吨，2010 年277美元/吨，2009年194.0美元/吨，2008年396.7美元/吨，

20、2008年是我国进口铬铁 矿价格最高的年份。国际市场铬铁矿的价格变化非常大，2008年最高年份的进口铬铁矿价格与2009年最低年份的进口铬铁矿价格相比差了202.7美元/吨，几乎相差一倍。目前国际市场铬铁矿的价格大致稳定在200美元/吨水平上。据美国地质调查局数据，2014年美国高碳铬铁合金价格为 1075.6美元/吨；中碳铬铁合 金价格为1006.6美元/吨；低碳铬铁合金价格为2579.3美元/吨，与2013年相比，高碳铬铁合 金价格提高了 7.3 %，而中碳铬铁合金价格增长了 56.5 %，低碳铬铁合金价格提高了 7.5 %。23.2铬矿选矿理论及基础研究进展近10年来，关于铬矿选矿基础理

21、论方面的研究成果不多。针对微细粒铬铁矿采用常规选矿方法分选效率低的难题，段旭光等人对铬铁矿的优先絮凝分离进行了研究 。结果表明，淀粉对铬铁矿具有特殊的亲合力，而对蛇纹石亲合力很弱;当pH=11时，铬铁矿能够被淀粉絮凝，而蛇纹石则处于分散状态；铬铁矿能够与蛇纹石形 成异质凝结，尤其是高比例的蛇纹石存在时，两者将无法分开；铬铁矿从人工混合矿中优先絮凝的前提是蛇纹石含量较低，且分散剂（硅酸钠）和超声波技术对优先絮凝具有促进作用。印度Tripathy S K等采用反应曲面法 （RSM ）等数学方法建立了螺旋选矿机对超细粒铬铁矿分选过程的数学模型 5。重点考察了给矿速度、 给矿浓度和挡板距离三个因素对精

22、矿指 标的影响, 研究发现挡板距离对螺旋选矿机分选指标影响最大。 同时, 建立了这三个影响因 素与精矿品位或精矿回收率之间的数学关系, 由此可求出最高精矿品位或精矿回收率以及相 应条件下各影响因素的数值。印度 Panda L 等对超细粒铬铁矿选择性絮凝分选工艺参数进行了建模与优化研究6,以 人工合成的高品位铬铁矿与高岭土混合物作为试验样品,以降解小麦淀粉作为絮凝剂, 应用正交试验设计方法, 研究了絮凝剂用量、 分散剂用量及 pH 值对选择性絮凝分选效果的影响, 认为 pH 值与 絮凝剂用量对选择性絮凝分选具有较大影响。在此基础上,通过优化工艺参数获得了 Cr2O3品位41.86%、回收率69.

23、73%的精矿，同时 建立了这两个影响因素与精矿品位 之间的数学模型（三维响应面图） 。23.3 铬矿选矿技术进展23.3.1 选别工艺技术近 10 年来, 对铬矿选矿工艺的研究主要集中在单一重选、 单一磁选以及重磁联合流程, 而浮选工艺的研究成果鲜有报道。Cr2O3 含量 14%-0.076 mm 占 50%23.3.1.1 重选工艺 胡义明等 7在重液分离和强磁选探索试验的基础上,采用重选方案对某左右的低品位铬矿石进行了多个流程的选矿试验。结果表明,将原矿磨至后分成+0.076mm和-0.076 mm两个粒级进行摇床重选，可获得精矿Cr2O3品位为45. 64%、Cr2O3回收率为67. 9

24、9%的较好指标。张成强等 8以苏丹某铬铁矿为研究对象,在工艺矿物学研究的基础上,进行了单一强磁选、 螺旋溜槽抛尾摇床精选以及强磁选抛尾摇床精选流程的对比试验。结果表明, 种工艺流程最终精矿品位和回收率指标有一定的差异。 强磁选抛尾摇床精选流程精矿品位 明显高于其他流程, 但回收率相对较低; 螺旋溜槽抛尾摇床精选和单一强磁选流程可获得 指标接近的较高品位和较高回收率的铬精矿。 从流程来看, 螺旋溜槽和强磁选抛尾流程可预 先抛除部分尾矿, 为下一步的摇床分选作业创造有利条件, 同时可大幅减少摇床台数, 抛尾 设备运行可靠, 处理量大,可考虑使用。 单一强磁选是最简单的工艺流程, 其所用设备处理量大

25、,仅需很少的台数就可完成大量摇床的工作量,而且操作简单,运行可靠,指标稳定, 管理方便,但缺点是设备价格昂贵,单台设备能耗大,精矿品位稍低。综合考虑,由于当地 经济欠发达，电力缺乏，采用螺旋溜槽抛尾一摇床精选工艺较为适宜，当原矿6203品位为30.21%时，可获得Cr2O3品位为48.73%、回收率为86.90%的铬精矿。铬铁印尼某海滨砂矿中主要有用矿物为铬铁矿, 其次为磁铁矿。 铬铁矿和磁铁矿存在大量孔 洞和裂隙, 其中充填大量脉石矿物。 几乎全部的铬铁矿或磁铁矿颗粒均包裹脉石矿物, 矿颗粒平均含铬铁矿约 75%85%,含脉石矿物约15%25%;磁铁矿颗粒平均含磁铁矿约85%90%,含脉石矿

26、物约10%15%。扫描电镜能谱分析结果显示，铬铁矿中的Fe和Cr的平均含量分别为 16.58% 和 27.64%,与理论值的 24.96%和 46.46%差距较大。陈新林对该矿分别进行了原矿直接摇床或螺旋溜槽重选、重选精矿弱磁一强磁选、重选精矿再磨后采用摇床或弱磁再选的对比试验9。结果表明，对重选粗精矿无论是进行重选或磁选精选还是进行再磨 再选，均不能明显提高 Cr2O3品位，这与该矿矿物嵌布特征的特殊性导致有用矿物难以单体 解离的性质相吻合，故推荐原矿不经磨矿直接采用螺旋溜槽重选的方案，当原矿Cr2O3品位为37.45%时，可获Cr2O3品位41.47%、回收率90.80%的精矿。李文军等1

27、0对菲律宾某铬矿进行研究后发现，该矿石中铬矿物均以铬尖晶石的形式存在，因此比磁化系数较低，磁选效果较差；摇床的抛尾效果优于螺旋溜槽，摇床中矿再选可有效改善选别指标。采用一段磨矿、摇床粗选、粗选中矿摇床再选、粗选精矿和再选精矿合并为最终精矿的流程进行扩大连选试验，试验指标为：原矿CQ品位为23.47%，精矿产率为57.19%，精矿CQ品位为37.46%、回收率为88.78%。土耳其Cicek T等开发了一种低品位铬铁矿高效选矿工艺，即磨矿-粗细分别重选-中矿再磨再选工艺11。针对Cr2O3品位9.3%低品位铬铁矿矿石，原矿破碎磨矿至-1mm后进行分级入 选。将Cr2O3品位为7.97%的+0.1

28、mm粒级采用摇床选别，可以获得品位45.03%40.30%的合格精矿，但是作业回收率仅有17.70%33.00%。将摇床中矿磨至-0.1mm，与原矿中-0.1mm粒级合并（品位为18.80%）后采用多重力场选矿机 （MGS）选别，可获得精矿Cr2O3品位50.40%、 作业回收率84.70%、尾矿品位4.20%的良好指标。可见，多重力场选矿机是分选细粒级铬铁 矿的理想设备。采用该工艺获得的综合选矿指标：精矿Cr2O3品位46.22%，回收率66.1%。印度Singh R K等对Cgs品位小于30%氐品位铬铁矿石开展了旨在提高其利用潜力的 研究12。试样中含橄榄石、蛇纹石及温石棉等脉石矿物，在铬

29、铁矿的晶格中含有氧化铝、 氧化镁及FeO，关键矿物评价结果预示精矿 6203品位可以达到39%43%。重选试验结果 表明，粗粒级（0.9 mm0.3 mm）经螺旋选矿机分选，可获得 Cr2O3品位40.5%的精矿；细 粒级（-0.3 mm）经摇床分选，可获得Cr2O3品位41.6%的精矿；两种精矿之综合精矿的品位为41.2% , Cr/Fe比为2.27。由于中矿的铬铁矿含量仍较高，推荐并入精矿加以利用。 从粗粒尾矿中进一步回收铬铁矿还有潜力。23.3.1.2磁选工艺邓传宏等13对某高铁铬铁矿先采用弱磁选回收磁铁矿、再用强磁选回收铬铁矿的研究。结果表明，磁场强度是影响选别指标的主要因素。原矿CI

30、2O3品位为31.23%，TFe品位为 28.81%，经弱磁选（磁场强度为 0.12T）选别，可获TFe品位55.89%,回收率58.71%的铁精 矿；再对弱磁选尾矿进行强磁选 （磁场强度为0.9 T）,可获Cr2O3品位41.43%、回收率79.31% 的铬精矿，实现了铬铁矿与磁铁矿的综合利用。阿尔巴尼亚库克斯铬铁矿为超基性岩型铬铁矿，原矿中ChQ占35.38%，FeO占8.55%，铬铁比为4.14。主要金属矿物为铬铁矿及微量黄铁矿；主要脉石矿物为橄榄石、蛇纹石、绿 泥石以及微量辉石等。矿石结构构造简单、颗粒较粗，铬铁矿的粒度全部在0.1 mm以上，矿物的可解离性比较高、较易选。高发祥通过摇

31、床重选、摇床-强磁选、强磁选流程的对比试验发现，湿式强磁选比摇床重选指标更优。最终采用湿式强磁选一粗一扫选矿工艺，可获精矿Cr2O3品位47.61%，6203回收率96.26%的良好指标，且湿式强磁选工艺占地面积小、设备处理量大、运行平稳可靠 14。23.3.1.3 重选 - 磁选联合工艺雷力等 15以四川大槽低品位含铬矿石（Cr2O3 平均含量为 8.57%）为研究对象，进行了单一螺旋溜槽、 单一摇床、 强磁摇床中矿再磨摇床、 强磁摇床中矿再磨强磁摇床四种选矿工艺流程的对比试验研究。 结果表明， 采用强磁摇床中矿再磨强磁摇 床选矿工艺流程处理该矿较为合理，可获得Cr2O3品位40.75%,回

32、收率78.53%的铬精矿，且占地面积省、生产成本低。李亮 16对菲律宾某低品位难选高铁坡积铬铁矿砂矿进行了选矿工艺研究。该矿石品位较低，Cr2O3含量仅有4.93%，且泥化严重，其中-0.019 mm含量高达69.73%。在进行了槽式 洗矿、脱泥分级、强磁选、重选等大量试验研究之后,认为采用洗矿脱泥、粗细分选螺旋溜槽摇床弱磁选除铁的工艺流程处理该矿石较为合理。该流程可获得产率 3.76%、 Cr2O3 品位44.15%、Cr2O3回收率34.23%、铬铁比1.69的铬精矿。该流程具有如下优点：（1）洗矿溢流产品采用旋流器脱除细粒矿泥， 不仅降低了后续重选处理量， 还减小了矿泥对重选作 业的影响

33、；（ 2）对洗矿沉砂采用孔径为 1mm 的振动筛隔除影响重选作业的粗颗粒废石后， 筛下即可无需磨矿而直接入选，能够大幅降低选矿成本。董事 17对国外某低品位铬矿石进行了单一重选、磁重联合的选矿工艺研究。 原矿中 Cr2O3品位为14.02%，Cr2O3主要赋存在（铝）铬铁矿中，分布率为94.39%;主要金属矿物为（铝） 铬铁矿， 其次为磁铁矿及微量赤铁矿； 主要脉石矿物为橄榄石、 蛇纹石， 其他脉石矿物较少。 试验表明， 采用摇床或螺旋溜槽的单一重选工艺， 回收率都不太理想。 考虑到原矿中含有部 分强磁性的磁铁矿， 故又研究了弱磁强磁弱磁精矿再磨摇床重选强磁精矿分级摇 床重选工艺。结果表明，采

34、用该工艺流程可获得精矿Cr2O3品位45.12%、回收率65.08%的良好指标。23.3.2 尾矿及冶金渣有价成分的回收利用23.3.2.1 尾矿有价成分的回收利用土耳其Asian N等在对铬铁矿选矿厂的尾矿分选试验中，采用了多重力场分选机（MGS）与干式强磁感应辊式磁选机 （HIRMS）的联合分选技术18。针对Cr2O3品位20.7%的选矿厂强磁 选尾矿，第一阶段分选采用多重力分选机获得Cr203品位32.6%、回收率89.6%的粗精矿；第二阶段采用干式强磁感应辊式磁选机对粗精矿进一步精选，最终获得Cr2O3品位42.9%的商品铬铁矿精矿，综合回收率为 73.5% 。19 。试印度Tripa

35、thy S K等研究了采用威尔弗莱型摇床从尾矿中回收铬铁矿的选别过程验矿样Cr203品位为24.26%，其中-0.025 mm粒级的CO3分布率达30%以上，但矿样含铁较 高，Cr/Fe比只有0.7左右。根据试验数据建立了精矿指标（品位、回收率）与工艺参数（床 面倾角、 横向水流、 给矿浓度） 之间的经验模型， 并对该模型进行了最优化分析。 分析表明， 影响精矿品位与回收率的主要因素是床面倾角的大小。 由模型可以预测， 要想获得满意的选 别指标（Cr2O3品位45%，Cr2O3回收率40%），应当加大横向水量，并减小床面倾角及给 矿浓度。该结论通过试验数据证实是正确的。印度Tripathy S

36、 K等研究了多重力场选矿机 (MGS)分选超细粒铬铁矿时工艺参数对分 选指标的影响20。试验矿样为铬铁矿选厂的尾矿，0203品位为21.06%，铁含量较高为21.06%的选厂尾矿中获得 Cr2O3 品位 45.69%，23.02% , -25 m.粒级产率高达57%，该粒级Cr2O3及Fe的分布率分别高达 45%、70%以上。 研究表明， 正弦振动的振幅及冲洗水量主要影响精矿品位， 而转鼓倾角和转鼓转速主要影响 精矿回收率。米用MGS可以从Cr2O3品位Cr2O3回收率56.41%的精矿。Cr2O3品位在粗细粒级分布不匀且细粒级品位MGS )和水力旋流器进行组合以回收其中的土耳其Ozgen S

37、21针对某铬铁矿尾矿中的 明显高于粗粒级的情况，将多重力场选矿机(铬铁矿。试验矿样的粒度为-0.5mm, Cr2O3品位为14.79%，其中-0.038 mm粒级的Cr2O3分布率高达75%以上。原料首先经水力旋流器分级，沉砂产品由于Cr2O3品位较低可直接作为尾矿，溢流产品采用多重力场选矿机分选，可以获得Cr2O3品位30.52%43.75%铬精矿，回收率80.25%72.12%。该工艺流程简单、实用，值得在同类矿山推广应用。23.3.2.2 铬渣有价成分的回收利用石灰石、 白云石进行高温氧化铬渣是铬铁矿生产金属铬和重铬酸钠的过程中加入纯碱、焙烧后用水浸出铬酸钠后排放的残渣，呈强碱性(pH值

38、1013)。我国铬渣年排放量约 60万吨,积存量己超过 600万吨。 铬渣中主要含有未反应的铬铁矿、 高温焙烧生成的游离氧化镁、 硅酸二钙和铁铝酸钙, 其次含有铝酸钙、 铁酸二钙与铁铝酸钙形成的固溶体, 以及少量的无定形物(玻璃)和碳酸钙等。由于其所含的Cr(VI)有强氧化性，是国际公认的3种致癌金属之一,对人体健康危害很大。 目前,国内外处理处置铬渣的基本思路都是先用湿法或干法解毒, 将铬渣中的Cr(VI)还原成Cr(III)，并使Cr( III)与铬渣固定，解毒后的铬渣可以集中堆放或作水 泥矿化剂、 玻璃着色剂和建筑材料等。 铬渣彻底解毒, 最理想的方法就是将铬渣中能溶出进 入环境的Cr(

39、VI)完全分离出来，以含 Cr产品的形式进行综合回收，从而达到铬渣彻底解毒和 综合回收的目的 22-23 。A 湿法分离回收法该法包含铬Cr(VI) 的酸浸法、 盐浸法湿法分离回收法 ( 浸取回收法 ) 是将铬渣中的铬转换到液相中再进行回收。 渣中 Cr(VI) 的浸取和浸取液中 Cr(VI) 的回收两个阶段。铬渣中 Cr(VI) 的浸出，是湿法回收铬渣中铬的关键所在，渣中水溶态和酸溶态 浸出程度是铬渣解毒效果的重要评判依据。 主要的浸出方法有氧化浸取法、 等。Tinjum J M等人的研究表明24，铬渣中Cr的浸出受pH值的变化影响显著，中和铬渣的强 碱性至中性将耗费大量的酸液。 通过对比硫

40、酸和硝酸两种浸出剂, 发现硫酸表现出更好的浸 出效果，其达到浸出平衡时所用的酸量更少，时间更短，尤其使用硫酸浸出得到Cr(VI)的量几乎是使用硝酸所得的两倍，同时，浸出的Cr(VI)浓度在pH值为7.68.1的窄范围内达到最大。将pH值调节到中性Cr(VI)的浸出浓度虽然该法对酸溶态的陈振林25和戴昊波26等将CO2鼓入水中对铬渣进行酸浸的研究表明， 范围，Cr(VI)的浸出率和浸出效率要明显大于水浸法，而与盐酸浸取相比， 略有下降, 但能生成碳酸钙沉淀, 有效地降低了浸出液中钙离子浓度。0.7%以下，而且工业Cr(VI)浸出效果并不理想，但解毒后残渣中酸溶态的Cr(VI)含量仍可降至生产上存

41、在大量CQ废气，因此能够达到降低酸成本、以废治废的目的，具有一定的应用前 景。此外，SQ废气的水溶液也呈酸性，且具有还原性，将其鼓入水中对铬渣进行浸取解毒 的研究同样值得探索。基于离子交换原理, 利用盐溶液浸出铬渣中的 Cr(VI) 称为盐浸法。 王兴润等 27将不同的无机钠盐溶液对渣中 Cr(VI)的浸出率作了对比研究。结果表明，用NaCl、NaOH、Na?PO4以及NaNO3盐溶液浸取，效果与水浸法没有明显差别，而用Na2SO4溶液，尤其是用Na2CO3溶液对 Cr(VI) 的浸出有显著促进作用；但 Cr(VI) 的浸出率依然不高,浸出后的残渣解毒效果并 不理想。林晓等人28在此基础上对盐

42、浸法进行了改进，对比研究了NaAc /HAc和NaOH/HAc盐溶体系以及NaAc /HAc和KH2PO4 /Na2B4O7盐溶体系中Cr(VI)的浸出效果，研究表明，混 合盐溶体系的浸出效果良好且明显优于同等条件下的水浸法,其中NaAc /HAc 盐溶体系效 果更好。回收铬渣浸取液中铬的方法有微生物法、电化学还原法、还原沉淀法和氧化沉淀法等，制备的含铬产品纯度低等而不具备工业应用价其中电化学还原法和还原沉淀法由于成本高、值。微生物法是指在适当条件下通过驯化、筛选、的微生物，利用微生物自身的生长代谢活动将 附近的淤泥中分离驯化得到一株能还原碱性介质诱变、基因重组等技术得到可还原Cr(VI)Cr

43、(VI) 还原成 Cr(III) 。柴立元等 29从铬渣堆场(pH 为 711)中高浓度 Cr(VI) ( 2000mg /L)的无色杆菌，命名为CH-1菌。用CH-1菌处理铬渣浸取液，铬渣中90%以上的Cr(VI)还原后以Cr( OH) 3淤泥的形式得以回收利用,铬渣实现彻底解毒,而且该技术运行成本低廉。微生物 法回收铬成本低、回收率高,有广阔的应用前景,但如何分离、培养、驯化获得适应极端处 理环境的专性优势菌种仍是研究的重点,同时可通过结合其他处理技术(如表面改性技术、 纳米技术等)来改进微生物法。B 干法回收法干法解毒铬渣的研究和应用较多， 但在固相环境中将铬渣中的铬以产品形式进行回收的

44、 方法并不多， 其中比较有成效的是氯化焙烧回收法， 即通过氯化剂在一定温度和环境气氛下 使矿物中的某些组分转化为气相或凝聚相的氯化物，达到分离目的。郑敏等30以CaCl2为氯化剂，碳粉为还原剂，将细磨后的铬渣、碳粉和CaCl2以质量比为10:2:4混合均匀，在1200C 下焙烧50min后，将烧渣转移至浸取槽中先后用水和10%的盐酸浸取，铬渣中的铬以 CrCb的形式被回收，铬渣中铬的回收率达91.2%,每吨铬渣可回收约 0.033t的CrCl3，该方法具有一定的经济可行性。23.3.3 伴生有价成分的综合回收-浸渣印度Prasad D R等发明了一种从低品位铬铁矿石中提取镍的工艺31。该工艺主

45、要由破碎、干燥、磨矿 -还原焙烧 -增压氧化氨浸 -逆流倾析 -碱式碳酸镍沉淀及氨的去除和回收磁选回收铁矿物等过程组成。该工艺具有以下特点：在浸出过程中使用增压氧气/ 空气，提高了浸出速度，浸出时间可由 6小时左右缩短至2小时4.5小时左右；在浸出过程中因使用 氧气而消除了复杂的氨回收系统， 从而最大限度地减少了氨的损失； 浸渣中的铁因转化为磁铁矿进而可通过简单的磁选加以回收利用。采用该工艺对Ni、Co、Fe、Cr2O3及Al 2O3品位分别为 0.6 % 0.9 %、0.034 % 0.044%、43 %53%、2.42 % 2.72%及6.9 % 8.8 % 的铬铁矿石进行了半工业试验，结

46、果证明，镍的回收率可达到78%以上，获得的碳酸镍产品中 Ni含量可达49%以上，获得的磁铁矿产品中 Fe品位可达56%以上，且其中的P含量极低。印度Biswas S等开展了以温特（wentii）曲霉菌微生物湿法冶金提取红土铬铁矿覆盖层 中的钴和镍的研究32。工艺矿物学研究揭示，Ni包裹在针铁矿基质中，而 Co与锰相伴生，Ni、Co、Fe、Cr及 Mn 的含量分别为 0.87%、0.03%、48.88%、1.88%及0.37%。在不同的条件 下，采用以柠檬酸产生的真菌菌株 -温特曲霉菌 NCIM 667 ，进行了一步和两步直接浸出及用 细菌培养滤液的间接浸出试验。 研究了矿浆浓度和细菌培养基 （

47、蔗糖和糖浆） 对浸出的影响， 并对浸出条件进行了优化试验。研究结果发现，对于经过焙烧（600 C）的红土铬铁矿覆盖层，采用细菌培养滤液间接浸出方法，在浸出温度80C、矿浆浓度2%条件下，Ni和Co可获得最大的回收率，分别为 49.29%和35.18%。23.4 铬矿选矿存在的问题及发展趋势铬铁矿绝大部分用于生产铬铁合金， 而铬铁合金则用于冶金工业生产不锈钢， 未来世界 铬的消费前景， 仍然取决于世界不锈钢工业的发展， 世界不锈钢产量的增长远远大于世界钢 产量的增长速度， 未来世界不锈钢的产量还将会增长， 因此对铬铁矿的需求也将相应有所增 长。虽然世界铬铁矿资源分布不均， 但是世界铬铁矿资源很丰

48、富， 近年来世界铬铁矿的产量 稳步增长， 国际市场铬铁矿和铬铁合金的价格也相对稳定， 未来全球铬铁矿的生产与消费之 间将维持供求平衡。近10年的相关研究文献表明， 由于铬铁矿密度大且多呈块状 ，条状和斑状粗粒浸染 ，因 此目前铬铁矿选矿研究及生产实践中所采用的工艺仍以分级 - 重选为主，一般粗粒富矿采用 跳汰或重介质分选设备， 而细粒采用摇床 、螺旋选矿机或螺旋溜槽等 ，其中摇床因其分选精 度高而更是应用普遍 。 其次是重选 -磁选联合工艺，一般用弱（中）磁选脱除重选精矿中的 强磁性矿物以提高铬 / 铁比，湿式强磁选用于预选抛尾，干式强磁选用于获得精矿。虽有一 些单一磁选工艺研究的报道， 但因

49、受强磁选分选精度较低的制约， 尤其是矿石中富含弱磁性 铁矿物时，其应用受到了限制。而电选 、浮选及各种化学选矿方法鲜有报道 。纵观国内外铬铁矿选矿研究及生产现状，目前存在的主要问题如下：（ 1 ）采用重选工艺分选时，（ 如跳汰机、摇床、螺旋选矿机等（ 2）由于铬铁矿性脆易碎 ， 铬铁矿难以用常规重选方法回收由于铬铁矿粒度差异很大， 导致需采用多种不同的重选设备） 构成很复杂的工艺流程才能取得较好的选别效果。因而在破碎过程中会产生大量的细粒级铬铁矿 ，这些细粒级（3）因过去开采富矿而堆存的中、低品位矿石及堆存的尾矿急需再选回收。（4） 随着我国高品位铬铁矿资源逐渐枯竭，低品位铬铁矿资源需要清洁高

50、效利用。甘肃金（5） 我国伴生铬铁矿资源尚未综合回收利用， 如攀西地区碱性岩浆型含铬矿床、 川超基性铜镍矿床中的伴生铬铁矿资源等。6）铬渣彻底解毒和综合回收利用。铬矿选矿发展趋势：1）加强复杂难选铬铁矿石的工艺矿物学研究，为提出清洁环保、 节能高效的选矿工艺流程及合理的分选指标奠定基础。2）优化现有选矿厂的工艺流程以保证产品质量的一致性，同时开发尾矿回收利用的新工艺流程。3）细粒、超细粒铬铁矿回收技术及设备的研发与应用，如离心多重力场重选设备、选择性絮凝分选技术、浮选技术及浮选柱等。4）低品位铬铁矿石磁、 重、浮联合工艺流程的开发与应用。由于高梯度磁选机的发展，为细粒铬铁矿的预富集提供了可能，

51、 预示磁选与重选、 浮选联合使用更可能获得最佳选矿效果和最佳分选指标。5）旨在减少次生微细粒的高效磨矿、分级技术的研发与应用，如阶段磨矿工艺、精细分级技术与装备等。6）铬渣是重要的含铬二次资源，铬渣中分离、回收铬的技术符合我国循环经济发展的理念，在低成本条件下， 从铬渣中更有效的分离铬以及回收更纯的含铬产品将是今后的研究重点和难点。参考文献：1Papp J F. Chromium-Mineral Commodity Summaries 2015R. U.S. Geological Survey ， Reston， Virginia:22015.李艳军，张剑廷我国铬铁矿资源现状及可持续供应建议

52、J 金属矿山， 2011（10） : 27-293孙传尧.选矿工程师手册 M. 北京：冶金工业出版社， 2015： 261-297.4段旭光，曾雷，周崇文，等 . 淀粉对铬铁矿和蛇纹石的优先絮凝研究 J. 采矿技术， 2009，9（ 4）：125-128.5Tripathy S K ， Murthy Y R. Modeling and optimization of spiral concentrator for separation of ultrafine chromiteJ. Powder Technology ，2012，221: 387-394.6Panda L，Banerjee P

53、 K，Biswal S K ，et al. Modelling and optimization of process parameters for beneficiation of ultrafine chromite particles by selective flocculationJ. Separation and Purification Technology， 2014，132(8)：666 七73.7胡义明，韩跃新 . 某低品位铬矿石选矿试验 J. 金属矿山， 2012， 6：57-60.8张成强，李洪潮 . 苏丹某铬铁矿选矿工艺试验 J. 现代矿业， 2013，6：27-30

54、.9陈新林 .印尼某海滨铬铁矿选矿试验研究 J. 有色矿冶， 2013，29（3）：23-25.10李文军，曹飞，岳铁兵，等 . 菲律宾某铬矿选矿试验研究 J. 矿产保护与利用， 2013， 2：24-27.11Cicek T ， Cengizler H，Cocen I. An efficient process for the beneficiation of a low grade chromite oreJ. Mineral Processing and Extractive Metallurgy ， 2010，119(3):142-146.12Singh R K ，Dey S， Moh

55、anta M K ，et al. Enhancing the utilization potential of a low grade chromite orethrough extensive physical separationJ. Separation Science and Technology, 2014, 49(12):1937-1945.13邓传宏，朱阳戈，冯其明， 等. 弱磁 -强磁工艺选别高铁铬铁矿的试验研究J.矿冶工程，2010,30( 2):44-46.14高发祥 . 阿尔巴尼亚库克斯铬铁矿选矿试验研究 J. 云南冶金， 2014，43(5)： 19-22.15雷力， 王恒峰， 邱允武 . 从低品位铬矿石中回收铬铁矿的选矿工艺研究J. 矿产综合利用， 2010， 12：7-10.16李亮. 菲律宾某低品位难选铬铁矿选矿工艺研究 J. 现代矿业， 2011，9： 5-10.17董事.国外某低品位铬铁矿选矿试验研究J.中国矿业，2013, 22 (10): 109