Los minerales industriales de cromo están altamente concentrados en los minerales del subgrupo de espinela de cromo. La fórmula química general es (RO R2O3), que es (Mg, Fe2+) (Cr, A1, Fe3+) 2O4 o (Mg, Fe2+) O (Cr, A1, Fe3+) 2O3. El contenido de Cr2O3 en el mineral de cromo con valor industrial es generalmente superior al 30% y se compone principalmente de los siguientes minerales que contienen cromo: cromita [(Mg, Fe) Cr2O3] El contenido de Cr2O3 es del 50% al 60%; Mg, Fe) Cr2O3] El contenido de Fe)(Cr, A1)2O4]Cr2O3 es del 32% al 50%; el contenido de espinela rica en cromo [(Mg, Fe)(Cr, A1)2O4]Cr2O3 es del 32%; ~ 38%.
Según los diferentes usos industriales, el mineral de cromo se puede dividir en cuatro tipos industriales: grado metalúrgico, grado refractario, grado químico y grado de piedra colada. Los estándares industriales de cada tipo también son diferentes:
1) Mineral de cromo de grado metalúrgico: se utiliza principalmente para fundir diversas aleaciones de ferrocromo y luego se utiliza como materia prima importante para fundir acero al cromo, acero aleado de cromo y acero inoxidable. El mineral de cromo de calidad metalúrgica también se puede utilizar para fundir cromo metálico y el contenido de cromo puede superar el 98%.
En la actualidad, los métodos de fundición de aleaciones de ferrocromo en mi país incluyen principalmente el método de horno eléctrico y el método de reducción de carbono al vacío. El mineral de cromo requiere mineral rico o concentrado. Los indicadores industriales se muestran en la Tabla 2-1 (Yao Peihui et al., 1996).
Tabla 2-1 Indicadores industriales de minerales ricos (o concentrados) para la fundición de aleaciones de ferrocromo
2) Mineral de cromo refractario: El mineral de cromo se utiliza principalmente para fabricar ladrillos de magnesia-cromo, cromo Ladrillos, ladrillos de aluminio cromado, etc. Además, también se puede utilizar para fabricar diversos materiales refractarios sin forma. Existen dos métodos principales de fabricación: sinterización y electrofusión.
Este tipo de mineral se puede dividir en dos calidades:
Producto de primera clase: contenido de Cr2O3 ≥35%, SiO2≤8%, CaO≤2%. Puede utilizarse como material refractario natural.
Producto de segunda categoría: Contenido de Cr2O3 ≥30%, SiO2≤11%, CaO≤3%. Se puede utilizar para fabricar ladrillos de cromo, ladrillos de cromo y magnesia, etc.
3) Mineral de cromo de grado químico: El mineral de cromo se utiliza principalmente para producir dicromato y se utiliza como materia prima para producir otros productos compuestos de cromo. Los métodos comunes incluyen el método del ácido sulfúrico y el método de carbonización. La composición química del mineral de cromo para este propósito requiere Cr2O3 ≥ 30%, Cr2O3/(FeO) ≥ 2 ~ 2,5 y una pequeña cantidad de SiO2.
4) Mineral de cromo de calidad de piedra fundida: se puede utilizar para fabricar productos de piedra fundida de diabasa y magnesita de cromo. Su composición química requiere Cr2O3 ≥ 10% ~ 20%, SiO2 ≤ 10%.
Dos. Tipos genéticos de depósitos de cromo
Los minerales de cromo en el mundo son principalmente minerales de cromo primarios, que sin excepción se producen en rocas básicas-ultrabásicas. Generalmente aparecen como minerales independientes y muestran un fuerte potencial genético. Las características de estos dos tipos genéticos se describen brevemente a continuación:
Diferenciación por cristalización magmática en masas rocosas máficas-ultramáficas estratificadas La cromita es el principal tipo, escala y reserva de cromita en el mundo. Todas son muy grandes. Representan más del 70% de las reservas mundiales de cromita (Yang Jingsui, 2010), pero su producción es inferior al 50%. El mineral de cromo tipo vaina es el preferido en el mundo debido a su alta calidad y su fácil selección y fundición. Según estadísticas de Shi Junfa (2010), la producción alcanzó el 55%. Los minerales de cromo en capas generalmente se producen en entornos de rift continentales extensionales o márgenes continentales en antiguos cratones estables. Los estratos minerales son complejos estratificados de rocas básico-ultrabásico con características de ciclos múltiples. Los depósitos más famosos incluyen Bushveld en Sudáfrica, Stilwalt en Zimbabwe y otros depósitos típicos. El mineral de cromo se distribuye en capas en formaciones rocosas con la alcalinidad más alta o más alta (Figura 2-1).
Figura 2-1 Diagrama esquemático de la capa de cromita Stilwalt en Zimbabwe.
(Citado de Shi Junfa, 2010, ligeramente modificado)
El origen del mineral de cromo en forma de vaina de ofiolita es complejo y los académicos nacionales y extranjeros han realizado muchas investigaciones. Por ejemplo: Europa y Estados Unidos La teoría de la acumulación de cristalización de magma temprana creada por académicos; más tarde, la teoría de la mineralización de magma residual tardía; el académico chino Wang Hengsheng y otros propusieron la teoría de la mineralización por desprendimiento (la batalla del mineral de cromo en la década de 1970) etcétera. Searle nombró por primera vez al mineral de cromo formado en los Alpes "cromita de vaina" en 1964. Después de la década de 1970 surgió la teoría de la tectónica de placas, especialmente la Conferencia Penrose de 1972 en Estados Unidos que determinó la definición de ofiolita. Debido a su estrecha relación con la tectónica de placas, ha atraído la atención de geólogos y geólogos estructurales de todo el mundo.
Entre 1979 y 1990 se celebraron cuatro simposios académicos internacionales sobre ofiolita y litosfera oceánica. China también celebró dos simposios sobre ofiolita en 1996 y 1997 y publicó las actas correspondientes. Los avances en la investigación de las ofiolitas han abierto nuevas ideas para la investigación teórica sobre el origen del mineral de cromo. Muchos estudiosos han reconocido que la cromita en forma de vaina producida en ambientes específicos está estrechamente relacionada con la ofiolita y han propuesto algunas explicaciones para su origen, pero faltan análisis y resúmenes sistemáticos. En la década de 1980, los académicos chinos Wang Xibin y Bao Peisheng (1999), junto con geólogos de primera línea, propusieron la opinión de que el mineral de cromo tipo vaina en la formación de ofiolita se formó por la alta fusión y transformación de la roca del manto original. Se hizo un resumen sistemático. En la sección ideal de ofiolita (Figura 2-2), los minerales de cromo en forma de vainas formados por la fusión local de las rocas del manto se encuentran en la peridotita metamórfica del manto debajo de la superficie de Moho (es decir, Gass y J.D. Smeving, 1973), es decir, hay Dunita. lentes de plagioclasa. La ofiolita ingresa a la corteza continental en forma de bloques (rocas) interceptados aleatoriamente mediante subducción y colisión de movimientos de placas. Debido a los fuertes y complejos movimientos tectónicos, las características in situ de la ofiolita se destruyen, las secuencias completas son muy raras y las capas de producción de mineral de cromo son difíciles de identificar. Los cuerpos de cromita en peridotitas metamórficas del manto (es decir, rocas tectónicas del manto medio en la Figura 2-2) a menudo tienen las características de deformación plástica, forma irregular, aparición en grupos, distribución en bandas y enriquecimiento segmentado. Una zona minera suele estar compuesta por decenas o cientos de pequeños yacimientos. Aunque no hay muchos yacimientos de mineral grandes, tienen un buen valor industrial debido a su buena calidad y alta ley.
Figura 2-2 Diagrama esquemático de la ubicación de la ocurrencia de mineral de cromo en la sección de ofiolita
(Citado de Chen Zheng et al., 2004, con ligeras modificaciones)
El mineral de cromo de China no es una excepción. Uno es el mineral de cromo "en capas", que se encuentra en rocas básico-ultrabásicas cerca de antiguas masas de tierra o zonas de rift. Sus características son diferentes a las de los minerales de cromo en capas gigantes extranjeros. Las capas rítmicas a menudo no son obvias y la escala es mucho más pequeña. Producido principalmente en el área continental del este de China y cerca de las fallas profundas del bloque continental. Los cuerpos de roca que contienen minerales se distribuyen en su mayoría en forma de banda con un área grande, y los cuerpos de mineral y las rocas circundantes están en una relación de transición. Los depósitos representativos incluyen Beijing Pingdingshan, Fangmayu y otras minas de cromo. Otro tipo de cromita se encuentra en pequeñas rocas máficas-ultramáficas cerca de fracturas profundas. El macizo rocoso tiene una estructura de anillo obvia y el grado de basicidad aumenta desde el borde hacia el centro, formando a menudo un cinturón de litofacies de dunita central. El mineral de cromo se distribuye principalmente en el cinturón de litofacies con el mayor grado de basicidad, como Gaositai en Hebei y Dacao en Sichuan. La composición química de la espinela de cromo que forma el mineral en este tipo de mineral de cromo a menudo se caracteriza por un alto contenido de hierro (alto contenido de titanio). Se especula que la cromita puede formarse por diferenciación por cristalización del magma derivado del manto continental. El magma tiene una estructura normal y puede ser simbiótica con elementos del grupo hierro, cobre, níquel, platino, etc. , su valor industrial no es alto.
El mineral de cromo ofiolítico es el principal tipo de mineral de cromo en mi país, como el mineral de cromo de gran escala Luobusha en el Tíbet, el mineral de cromo de tamaño mediano en el Mar de Salto en Xinjiang y el mineral de cromo de tamaño mediano en el Mar de Salto en Xinjiang. mineral de cromo en Mongolia Interior y Geola. Los yacimientos con valor industrial se producen principalmente en peridotita del manto parcialmente fundida (plagioclasa intercalada con dunita); los yacimientos en algunos depósitos se producen en el fondo de rocas de acumulación (la litología más básica) que representan cámaras de magma; El Capítulo 3 profundizará en el mecanismo de mineralización de los depósitos de cromo de tipo ofiolita basándose en el origen de los depósitos típicos.