我国铬铁矿资源匮乏,长期以来矿山产量在20万吨的水平上徘徊。但是,随着近年我国不锈钢工业超高速发展,对铬铁矿需求快速增长(2009年表观消费量达700余万吨)致使其供需缺口迅速扩大,进口量一直居高不下。2009年,我国铬铁矿进口量676万吨,对外依存度达到97%以上。而国外铬铁矿资源市场几乎被国际矿业巨头瓜分殆尽,为打破西方跨国矿业公司对铬铁矿在资源、生产及国际出口市场等环节的垄断格局,在世界资源竞争中占据有利位置,改变我国利用国外矿产资源在价格等方面受制于人的被动局面,必须加快建立国外资源基地的步伐,应当逐步减小铬铁矿的进口规模而加大铬铁合金进口量。本文采集数据时参考不同文献,数据之间略有差别。
一、国内外资源状况
(一)世界铬铁矿资源状况
截至2009年,世界铬铁矿(商品级矿石,下同)储量超过3.5亿吨,资源量超过120亿吨。铬铁矿资源丰富的国家主要有哈萨克斯坦、南非、印度、津巴布韦、芬兰、巴西、土耳其、俄罗斯及阿尔巴尼亚等(图1),其中,95%以上的基础储量分布在南非和哈萨克斯坦。
长期以来,世界铬铁矿市场供过于求,生产能力相对过剩。目前,世界铬铁矿资源可保证全球100年以上的需求。
(二)我国铬铁矿资源状况
据《2009年全国矿产资源储量通报》,截至2009年底,我国有铬铁矿区67处,查明资源总量1151万吨(矿石,下同),资源量628.5万吨,基础储量522.5万吨(其中,可采储量122.4万吨),按照“可供年限=(基础储量×0.85+资源量×0.6)×0.8÷产量”的公式计算,我国铬铁矿保有资源储量可以开采约37.3年。我国铬铁矿基础储量分布见图2。
图1 2009年世界铬铁矿储量分布
图2 2009年我国铬铁矿基础储量分布
二、国内外生产状况
(一)世界铬铁矿生产状况
据美国地质调查局统计数据,2009年世界铬铁矿产量2300万吨(矿石量,下同),比2008年减产3.4%(表1)。主要的铬铁矿生产国包括南非(960万吨)、哈萨克斯坦(360万吨)和印度(390万吨),三国产量合计占世界总产量的74.3%。
表1 2004~2009年世界铬铁矿(精矿)生产情况
资料来源:World metal Statistics Yearbook,2007,4;ICDA,Statistical Bulletin,2009;Mineral Commodity Summaries,2010,1
据国际铬发展协会(ICDA)数据,2009年世界铬铁产量645.2万吨(其中,高碳铬铁592.5万吨,中低碳铬铁52.7万吨),比上年的818.8万吨减产21.2%(图3)。其中,南非铬铁产量231.7万吨,减产28.5%。
图3 1990~2009年世界铬铁矿及铬铁合金生产情况
据ICDA统计,2010年1~9月份全球铬铁矿产量1584.4万吨,同比增长40.9%。由于2010年年初开始,全球铬铁产量回升,铬矿需求随之回暖。2010年上半年全球铬铁产量总计466.1万吨,比2009年同期的255.4万吨大幅上升82.5%。其中,南非铬铁产量180万吨,同比增产250.3%。
(二)我国铬铁矿生产状况
我国于1958年开始开采铬铁矿以来,铬铁矿生产一直处于低水平。据统计,铬铁矿原矿产量1958年为1.6万吨,此后铬铁矿年产量一直在10万吨左右徘徊(图4),1995年以后每年产量在15~20万吨之间,2001年产量为18.19万吨,比上年下降12.55%,2009年产量22万吨。
图4 1990~2009年我国铬铁矿生产与消费情况
三、国内外消费状况
(一)世界铬铁矿消费状况目前,世界铬铁矿消费的94.5%用于冶金工业,2%用于化学工业,0.7%用于耐火材料工业,2.8%用于铸造工业(表2)。南非、美国、西欧、日本、中国和独联体等国家和地区是铬铁矿的消费大户。
表2 近年世界铬铁矿消费量及构成情况
资料来源:ICDA,Statistical Bulletin,2009
据国际钢铁协会(AISSF)统计数据,2009全球不锈钢及耐热钢粗钢产量约2457.8万吨(表3),同比减产133.5万吨,减产5.2%。全球有四大地区(西欧、非洲、中东欧、美洲)减产,只有中国不锈钢粗钢产量同比增长19.9%,达到880.5万吨。
据英国商品研究机构(CRU)数据,2009年世界高碳铬铁消费量为663万吨,同比减少2.2%,供应缺口达84.6万吨,占消费量的12.8%,而全球市场库存高达117.2万吨(表4)。
表3 近年世界不锈钢及耐热钢粗钢产量统计
表4 2008~2010年2季度世界高碳铬铁市场供需平衡情况
资料来源:CRU
而据日本经产省(METI)数据,2009年日本不锈钢产量234.6万吨,同比减产26.9%;铬铁消费量57.4万吨(高碳铬铁54.3万吨,低碳铬铁3.1万吨)。
(二)我国铬铁矿消费状况
我国铬铁矿消费结构是:90%的铬铁矿用于冶金工业冶炼不锈钢,其他用于制造耐火材料、化工制品及有色金属合金。我国1990~2009年间共消费铬铁矿4480万吨(年均消费224万吨),而国内的年产量仅约20万吨。
由于我国铬铁产量只能满足50%~60%的国内需求,不锈钢厂商不得不增加进口。因此,未来几年内,我国能否满足不锈钢行业对铬铁的需求将在很大程度上取决于铬铁和铬铁矿的国际价格及市场供给以及硅铁、锰铁和铬铁的国内售价。
2009年我国高碳铬铁表观消费约419万吨,同比增长104.3%(表5)。
表5 2000~2009年我国高碳铬铁生产消费情况
数据来源:中国铁合金工业协会;北京安泰科信息开发有限公司
四、国内外贸易状况
(一)国际铬铁矿贸易状况
世界铬矿产品贸易主要以铬铁合金为主。世界铬铁矿主要出口国为南非、哈萨克斯坦、印度、津巴布韦、菲律宾、越南等;主要进口国为俄罗斯、日本、中国及瑞典(表6)。世界铬铁合金主要出口国为南非、哈萨克斯坦、印度、津巴布韦、俄罗斯等;主要进口国家和地区为美国、日本和西欧等。据ICDA数据,2008年,世界铬铁矿进口贸易量1021.5万吨。
表6 近年世界铬铁矿主要进口国贸易情况
资料来源:ICDA,Statistical Bulletin,2009
2008年,南非铬铁矿出口量410.9万吨(表7),其中,出口中国300.1万吨(占南非出口总量的73%),德国15.9万吨,美国14.3万吨,土耳其11.3万吨,荷兰11.1万吨,日本9.8万吨,英国7.8万吨,其他40.6万吨。20年来,南非铬铁矿的出口占其产量的比重一直在下降(从1987年的34%下降到2007年的不足10%),因为更多的铬铁矿在南非国内生产铬铁合金,南非一直是世界上铬铁合金出口量最多的国家。
据ICDA数据,2008年世界铬铁合金出口量545.1万吨,其中南非出口297.2万吨(占世界出口总量的54.5%),哈萨克斯坦出口128万吨(占23.5%),伊朗出口38.2万吨(占7%),津巴布韦出口19.6万吨(占3.6%),荷兰出口10.9万吨(占2%),俄罗斯出口10.8万吨(占2%),土耳其出口8万吨(占1.5%),芬兰出口8.2万吨(占1.5%),瑞典出口7.2万吨(占1.3%),其他国家出口17万吨(占3.1%)。
2009年土耳其出口铬铁矿171万吨,与2008年出口总量相比下降5.3%。中国2009年从土耳其进口铬矿149万吨,占其全部出口的87.1%,而2008年这一比例为59%。
表7 2000~2008年南非铬铁矿及铬铁合金出口情况
资料来源:DME,Mineral Economics
(二)国内铬铁矿进出口贸易状况我国从2002年起成为铬铁净进口国,这几年随着不锈钢粗钢产量大幅增长,铬铁进口量成倍增长。从2008年1月1日起,我国对铁合金等“两高一资”产品开征或提高出口关税,其中,铬铁出口关税由15%调整为20%;对铁合金产品的出口实行出口许可制度。由于我国政府持续加大对铁合金等高能耗产品的宏观调控力度,2008年我国铁合金
出口22.5万吨,同比减少48.6%。2009年我国高碳铬铁产量为222.2万吨,净进口量为197.1万吨,国内高碳铬铁表观消费419.3万吨,占世界铬铁总消费量的63.2%。2009年中国铬铁进口主要来自南非(95.6万吨,占44.2%)、哈萨克斯坦(62.5万吨,占28.9%)和印度(33.7万吨,占
15.6%)等国家,从上述国家进口合计191.8万吨,占当年进口总量的88.7%。2009年,我国铬有铁矿进口量为676万吨(图5;表8),价值13.1亿美元,同比分别减少1.2%和51.8%;进口依存度97.1%。进口主要来自南非、土耳其、阿曼和印度,合计占当年铬铁矿进口总量的67%以上,平均价格为193.8美元/吨,同比下降51.3%。
图5 1990年~2009年我国铬铁矿进口情况
表8 2000~2009年我国铬铁矿及铬铁合金进口情况
资料来源:中华人民共和国海关总署,中国海关统计年鉴,2003~2008;中华人民共和国海关总署,海关统计月报,2009.12
2010年1~7月我国进口铬铁矿513.1万吨,价值14.2亿美元,平均价格为276.4美元/吨,比2009年均价上涨42.6%;净进口铬铁95.2万吨,价值10.6亿美元,平均价格为1109.4美元/吨。表8中铬铁与矿石平均进口单价比值呈逐年下降趋势,考虑到铬铁冶炼环节的严重环境污染因素,今后应该加大铬铁合金的进口而逐步减少矿石的进口规模。
五、铬铁矿价格走势分析
2008年下半年,随着美国次贷危机导致全球不锈钢市场进入持续低迷运行态势,需求疲软;2009年铬铁矿价格走势与大宗商品价格走势基本一致,一季度在低价区运行,然后逐渐回升,当年我国进口均价为193.8美元/吨,同比下降51.2%;从2009年10月~2010年4月这段时间看,铬铁矿现货价格呈逐月上涨趋势(表9)。
表9 2008年~2010年4月铬铁矿现货价格数据单位:美元/吨
六、结论
从世界铬铁矿的市场供需看,总体处于供大于求的局面。世界铬铁矿资源高度集中于南非和哈萨克斯坦。2009年世界铬铁矿生产和消费基本平衡。世界铬铁矿产品贸易主要以铬铁合金为主,原矿贸易规模基本保持在当年产量的30%左右。
铬铁矿是我国短缺矿产之一,国内消费需求的90%以上依赖国际市场已成定局。2009年我国进口铬铁矿676万吨,比2008年减少1.2%,进口依存度达97%;受全球金融危机影响,国际铬铁矿市场价格大幅回落,我国铬铁矿平均进口单价193.8美元/吨,比2008年下降51.2%。
(胡德文)
有工业价值的铬矿物,其Cr2O3含量一般都在30%以上,其中常见的是: 铬铁矿在市场上按使用要求一般分为3类:
(1)高铬铬铁矿(冶金用),含Cr2O348%以上,Cr2O3/FeO比值大。
(2)高铁铬铁矿(化工用),含Cr2O350%以上,含SiO2、Al2O3少。
(3)高铝铬铁矿(耐火材料用),含Cr2O330%~35%,含Al2O3、MgO多。耐火材料用的铬矿的矿物组成中含MgO%26bull;Cr2O3、MgO%26bull;Al2O3多,含FeO%26bull;Cr2O3及FeO%26bull;Fe2O3少者为好。辉绿岩铸石用铬矿含Cr2O310%~20%、SiO2%26lt;10%。 铬铁是铬和铁组成的铁合金,是炼钢的重要合金添加剂。冶炼铬铁用的铬铁矿一般要求含Cr2O340~50%,铬与铁比值大于2.8。大量生产的含铬50%的“装料级铬铁”,用含Cr2O3和铬与铁比值较低的矿石。
铬铁按不同含碳量分为碳素铬铁(包括装料级铬铁)、中碳铬铁、低碳铬铁、微碳铬铁等。常用的还有硅铬合金、氮化铬铁等。铬铁主要用作炼钢的合金添加剂,过去都在炼钢的精炼后期加入。冶炼不锈钢等低碳钢种,必须使用低、微碳铬铁,因而精炼铬铁生产一度得到较大规模的发展。由于炼钢工艺的改进,用AOD法(见炉外精炼)等生产不锈钢等钢种时,用碳素铬铁(主要是装料级铬铁)装炉,因而只需在后期加低、微碳铬铁调整成分,所以铬铁生产重点是炼制碳素铬铁。
碳素铬铁用还原电炉冶炼,采用焦炭作还原剂,硅石或铝土矿作熔剂。炉渣成分一般为SiO227~33%,MgO30~34%,Al2O326~30%,Cr2O3<9.0%。由于形成碳化铬,产品含碳4~9%。现代冶炼铬铁的还原电炉容量为10000~48000千伏安,一般采用封闭固定式,冶炼电耗3000~4000千瓦?时/吨。冶炼硅铬合金的电炉与铬铁还原电炉相似,冶炼方法有一步法和二步法两种。一步法用铬铁矿、硅石、焦炭配加熔剂冶炼。二步法采用碳素铬铁、硅石、焦炭作原料进行无渣法冶炼,冶炼过程大体与硅铁生产相仿。冶炼电耗每吨3000~4000千瓦?时左右。
中、低、微碳铬铁一般以硅铬合金、铬铁矿和石灰为原料,用1500~6000千伏安电炉精炼脱硅,采用高碱度炉渣操作(CaO/SiO2为1.6~1.8)。低、微碳铬铁还大规模地采用热兑法进行生产。生产时用两台电炉,一炉冶炼硅铬合金,一炉熔化由铬矿和石灰组成的熔渣。精炼反应分两个阶段在两个盛桶内进行:①熔渣炉的熔渣注入第一盛桶后,把另一盛桶中已经初步脱硅的硅铬合金兑入,由于熔渣氧化剂过剩量很大,脱硅充分,可获得含硅低于0.8%、含碳低达0.02%的微碳铬铁。②第一盛桶内反应后的熔渣(含Cr2O3约15%)移至第二个盛桶后,把硅铬电炉炼就的硅铬合金(含硅45%)热兑入渣内,反应后得到初步脱硅的硅铬合金(含硅约25%),兑入第一盛桶进一步脱硅,熔渣含Cr2O3低于2~3%可抛弃。
吹氧法精炼中、低碳铬铁,用液态碳素铬铁做原料,吹炼时向熔池中加入少量石灰、萤石造渣,出铁前加硅铬合金或硅铁以回收渣中的铬。微碳铬铁的吹炼则在一定真空度下才有可能。
真空固态脱碳法精炼,用磨细的高碳铬铁为原料,其中磨细的高碳铬铁的一部分经氧化焙烧作氧化剂,配加水玻璃或其他粘合剂,压成团块,经低温干燥后,在车底式真空炉内,于真空度0.5~10毫米汞柱、温度1300~1400℃下加热还原35~50小时,可得到含碳低于0.03%甚至低于0.01%的微碳铬铁。
铬通过中间介质:铬铁合金的熔合进入铁,钢材和许多超合金里。方法是用碳和/或硅在高温的电弧熔炉里通过火法冶金还原铬铁矿石。铬铁合金本质上是铁和铬的一种合金并人为地加入相当量的碳和硅。
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