Referat i materiały gospodarki rudami chromu na Świecie

Gliwice 2020

SPIS TREŚCI

I. Chrom.. 2

II. Gospodarcze znaczenie, kierunki zastosowania chromu. 3

III. Znaczenie biologiczne. 4

IV. Występowanie głównych złóż chromu na Świecie. 4

V. Główni producenci na Świecie. 6

VI. Główni eksporterzy i importerzy na Świecie. 10

VII. Główni konsumenci chromu na Świecie. 10

VIII. Ceny chromu. 10

I. Chrom

          Pierwiastek chemiczny, metal przejściowy z bloku d układu okresowego. Ma 13 izotopów, od ⁴⁵Cr do ⁵⁷Cr, z czego trwałe są izotopy 50, 52, 53 i 54. Został odkryty w roku 1797 przez Louisa Nicolasa Vauqellina.

          Jedynym picrwotnym źródłem chromu (Cr) są chromity, głównie ze złóż magmowych, rzadziej laterytowych. Chromity, poza metalurgią (składnik stopowy stali, a także stopów z innymi metalami), stosowane są w przemysł-ach: chemicznym i materiałów ogniotrwałych, a także odlewniczym.

          W ostatnich latach wystąpił znaczny wzrost zapotrzebowania stalowni-ctwa na chromity, wskutek czego ich produkcja światowa wzrosła aż do 29.1 mln t brutto w 2013 r. Wyjątkiem był 2009 r., gdy odnotowano 19% spadek produkcji jako efekt oddziaływania kryzysu finansowego na kondycję ekonomiczną przemysłu metalurgicznego oraz rok 2012. jednak w tym przypadku spadek wyniósł tylko 2%. Zaznacza się rosnący udział źródeł wtórnych (odzyskiwanie żelazochromu z żużli poprodukcyjnych) oraz rozbudowa zdolności produkcyjnych żelazochromu u producentów górniczych chromitów.

          Obrotom handlowym podlegają koncentraty lub pellety chromitów: metalurgicznych (ponad 46% Cr₂O₃, moduł Cr/Fe ponad 3.0, SiO₂ poniżej 10%), chemicznych (ponad 44% Cr₂O₃, moduł Cr/Fe ponad 1.5, Al₂O₃+MgO+SiO₂ poniżej 5-6%), dla przemystu materiałów ogniotrwałych (30-40% Cr₂O₃, 25-30% Al₂O₃, SiO₂ poniżej 3%) i dla odlewnictwa (ponad 44% Cr₂O₃ , moduł Cr/Fe ponad 1.7, <4 sio="" sub="">2

i 0.5% CaO), wiele gatunków żelazochromu i żelazokrzemochromu, chrom metaliczny (gatunki min. 98.4% Cr, 99.0% Cr i 99.996 % Cr), proszek chromu, złom chromonośny, związki chemiczne chromu i chromitowe materiały ogniotrwałe.

Chrom o czystości >99,999% = 5N+,

oraz sześcian wykonany z chromu o czystości 99,96% = 3N6

II. Gospodarcze znaczenie, kierunki zastosowania chromu

          Chromity stosowane są przeważnic w metalurgii (około 95% zużycia w 2013 1.), w przemyśle chemicznym (2.5%), jako piaski formierskie (1.5%) oraz w przemyśle materiałów ogniotrwałych (0.8%). W metalurgii żelazochrom i żelazokrzemochrom używane są głównie do produkcji stali nicrdzewnych (w USA 76%), stali stopowych (8%), stali węglowych (4%) i innych (12%).

          Ze względu na swoje antykorozyjne właściwości, chrom jest stosowany jako zewnętrzna warstwa pokrywająca elementy stalowe, poprawiająca ich wygląd oraz chroniąca przed korozją. Warstwa taka spełnia swoje zadanie pod warunkiem, że jest szczelna i ciągła. W przypadku nieciągłości powłoki chromowej powstaje ogniwo korozyjne, gdzie stal pełni rolę utleniającej się anody.

          Powłoki nakładane w celach dekoracyjnych są zazwyczaj cienkie (poniżej 1 μm). Osadza się je na podwarstwie miedzi i niklu. Powłoki nakładane w celach technicznych (np. dla polepszenia właściwości ciernych względem stali, poprawy odporności na ścieranie) mają zazwyczaj grubość 5 – 200 μm (niekiedy do 1 mm). Powłoki o grubości większej niż 25 μm charakteryzują się bardzo wysoką twardością – do ok. 1000 HV, są jednak kruche. Na przedmioty podlegające ścieraniu i pracujące w warunkach niedostatecznego smarowania (np. cylindry w silnikach spalinowych) nakłada się porowatą warstwę chromu. We wgłębieniach i porach warstwy zbiera się smar ułatwiający poślizg. Wytwarzanie warstw porowatych polega na dodatkowej obróbce anodowej chromowanego przedmiotu.

III. Znaczenie biologiczne

          Chrom jest obecny w centrach aktywnych wielu enzymów i jest niezbędnym do życia mikroelementem. Wspomaga on funkcję insuliny, najpewniej wspomaga łączenie z jej receptorem lub zwiększa wpływ tego hormonu na katabolizm tłuszczów i cukrów. Zachowanie jego prawidłowego stężenia we krwi zmniejsza apetyt oraz pozwala na lepszą kontrolę poziomu cholesterolu.

          Niedobór tego pierwiastka (na III stopniu utlenienia) może mieć wpływ na rozwój cukrzycy u dorosłych oraz chorób układu krążenia.

          Nawet niewielkie ilości chromu na VI stopniu utlenienia mają działanie szkodliwe dla zdrowia człowieka. W codziennym życiu kontakt z materiałami zawierającymi chrom, takimi jak skóry garbowane chromowo, środki wybielające, farby i lakiery zawierające chrom, może prowadzić do wystąpienia reakcji uczuleniowych. Chrom jest najczęstszą przyczyną zawodowego wyprysku kontaktowego. Większe stężenia chromu sześciowartościowego ma działanie toksyczne, mutagenne i kancerogenne. Chrom sześciowartościowy ma zdolność penetracji błon komórkowych i przedostawania się do wnętrza komórki, gdzie ulega redukcji do chromu trójwartościowego (który sam nie jest w stanie dostać się do wnętrza komórek), uwalniając przy tym elektrony, które uszkadzają błonę. Sam chrom trójwartościowy znajdujący się we wnętrzu komórki tworzy związki kompleksowe, między innymi z DNA uszkadzając go tym samym, co może prowadzić w rezultacie do powstania nowotworu.

IV. Występowanie głównych złóż chromu na Świecie

          Występuje w skorupie ziemskiej w ilościach ok. 102 ppm, głównie w postaci minerałów chromitu i krokoitu.

          Chrom nie występuje w przyrodzie w postaci elementarnej. W połączeniu z innymi pierwiastkami w chodzi w skład złóż mineralnych, z których podstawowe znaczenie przemysłowe ma jedynie ruda chromitowa (FeCr2O4 ). Z pozostałych związków chromu tylko dwa występują w bardzo małych ilościach w przyrodzie jako minerały. Są to: chromian ołowiu (PbCrO4 – kriolit)  i dichromian sodu (Na2Cr2O7 – lopezyt). Wysoką zawartością chromu odznaczają sie boksyty (związki chromu z glinem) o zawartości chromu 0,03%-0,08% Cr. Gleby z obszaru występowania rud niklonośnych w Szklarach koło Ząbkowic Śląskich zawierają 0,08% – 0,25% Cr. W skałach pochodzenia magmowego występuje jako chromonośny minerał – magnetyt. Skały Księżycowe (bazalty) zawierają 0,1% – 0,4% Cr. Chrom uczestniczy również w składzie żywych organizmów. Rośliny zawierają 10 – 4 – 10 -60 % Cr, w przeliczeniu na suchą masę (wyższe koncentracje chromu stwierdzono w roślinach rosnących na glebach wzbogaconych w chrom)

          Światowe zasoby udokumentowane chromitów przekraczają 12 mld t, co wystarczy na pokrycie globalnego zapotrzebowania przez ponad 200 lat. Ponad 80% światowych zasobów jest skoncentrowane w RPA w masywie Bushveldu. Znaczące złoża chromitów znane są także w Kazachstanie, Zimbabwe, Finlandii i Indiach.

V. Główni producenci na Świecie

          Produkcja chromitów na świecie od 2002 r. rosła w średnim tempie 10%/r., osiagając rekordowy poziom 24.0 mln t w 2008 r. (rys. 1). Kryzys finansowy zapoczątkowany w trzecim kwartale 2008 r., który doprowadził do globalnego spowolnienia gospodarczego, a w konsekwencji do pogorszenia kondycji ekonomicznej w przemyśle metalurgicznym i chemicznym, spowodował gwałtowny spadek zapotrzebowania na chromity na świecie. Wobec tego w 2009 r. producenci ograniczyli wydobycie o 19%, do 19.5 mln t, a największy spadek zanotowano w RPA (o 22%), Finlandii (o 60%), Zimbabwe (o 56%), Rosji (o 54%) i Turcji (o 17%), podczas gdy Kazachstan i Indie zmniejszyły podaż nieznacznie. Lata 2010-2013 przyniosły poprawę koniunktury na świecie, za wyjątkiem 2012 r., gdy produkcja spadła o 2%. Podaż chromitów w tym okresie wzrosła łącznie o niemal 50%, osiagając rekordowy poziom 29 mln t brutto. Większość producentów była w stanie zwiększyć produkcję do poziomu wyższego niż przed kryzysem, natomiast podaż w Indiach dorównała tej sprzed kryzysu, a w Rosji, Brazylii, Zimbabwe, Iranie i Wietnamie pozostała w tych latach na niższym poziomie (tab. 1).

Tablica 1: Światowa produkcja chromitów

          Głównymi producentami chromitów są: RPA, Kazachstan, Indie i Turcja, a do znaczących należą: Brazylia, Finlandia, Zimbabwe, Oman i – w ostatnim czasie – Rosja oraz Australia (tab. 1). W większości z nich sektor wydobywczy jest składową wertykalnie uporządkowanej struktury całej branży, obejmującej producentów żelazostopów i stali nierdzewnej, kontrolowanej przez jeden lub kilka dużych koncernów. W RPA koncentraty chromitów wszystkich gatunków produkowane są przez trzynaście różnej wielkości firm (z 27 kopalń), wchodzących w skład m.in. Anglo American z największym producentem Samancor Chrome, eksploatującym złoża zgrupowane w Eastern i Western Chrome Mines, Xstrata - złoża Boshoek, Helena, Horizon, Kroondal, Thorncliffe i Waterval, a także Assmang - złoże Dwarsriver. W Kazachstanie wydobycie chromitów prowadzone jest przez firmę Kazchrome, zależną od ENRC (Eurasian Natural Resources Corp.), posiadającą kopalnie w kompleksie Dońskim (m.in . złoże Chrom-Tau), oraz przez firmę Mechel OAO, eksploatującą złoże Voskhod położone również w kompleksie Dońskim; w Indiach 21 kopalń położonych w prowincjach Karnatak i Odisha, należących m. in. o Balashore Alloys, IDCOL, Orissa Mining, TATA Steel, w czterech kompleksach wydobywczych - głównie ze złóż Sikinda i Kalrandi; w Finlandii Outukumpu - ze złoża Kemi; w Turcji przez kilkanaście różnej wielkości firm, m. in. przez Eti Krom (20 kopalń) i Eti Elektrometalurji (12 kopaln) złoża Mugla, Elazik, Malatya i in.; w Zimbabwe - przez Zimbabwe Mining & Smelting Co. ze złóż Peak i Railway Block oraz Zimbabwe Alloys Chrome - złoża Great Dyke, Mutoroshanga, Netherburn in.; w Brazylii przez Cia de Ferro Ligas de Bahia, Magnesita i Mineracao Vila Nova, eksploatujące złoża w prowincjach Amapa i Bahia, m. in. w rejonie Campo Formosa; w Iranie przez Faryab Mining ze złoża Shahin; w Australii przez Pilbara Chromite należącą do Consolidated Minerals, m.in. ze złoża Coobina, a w Omanic przez Oman Chromite oraz Gulf Mining Materials ze złoża Wadi Mahram.

          Większość pozyskiwanych chromitów to rudy o jakości odpowiadającej potrzebom metalurgii, tzw. chromity metalurgiczne. Są one przeważnie przetwarzane w sąsiadujących z kopalniami zakladach (w piecach elektrycznych i indukcyjnych) na żelazochrom i żelazokrzemochrom różnych gatunków. Praktyka ta pozwala na znaczną redukcję kosztów pozyskiwania, transportu i ochrony środowiska, a w konsekwencji prowadzi do ograniczenia udziału chromitów w obrotach rynkowych na rzecz żelazochromu i żelazokrzemochromu.

          Światowa produkcja żelazochromu podlegała podobnym prawidłowoś-ciom jak chromitów, podążając za popytem ze strony producentów stali nierdzewnych, zwłaszcza z Chin. W latach 2008-2009 w wyniku ogólnoświatowcgo kryzysu finansowego niemal wszyscy producenci ograniczyli podaż (za wyjąatkiem Chin i Indii), a produkcja światowa wyniosła 7 mln t (tab. 2). Natomiast w 2010 r. produkcja wzrosła do 9.2 mln t, tj. o 31%, a w następnych trzech latach utrzymywała się na w miarę zbliżonym poziomic 9.0-9.4 mln t/r. (tab. 2). Czołówkę dostawców stanowią najwięksi producenci górniczy chromitów: RPA (14 zakładów należących do siedmiu wymienionych wcześniej firm), Chiny (na bazie importowanych chromitów), Kazachstan (kompleksy metalurgiczne Aktiubińsk, Tikhivin i Ermak), Indie (szereg zakładów w prowincjach Andhra Pradesh, Odisha, Gujarat, Zachidni Bengal), Finlandia (huta Tornio), a ostatnio Rosja i Brazylia.

Tablica 2. Światowa produkcja żelazochromu

          Kilkunastokrotnie mniejsza, rzędu 130-200 tys. t/r., jest światowa produkcja żelazokrzemochrom. Jei główne ośrodki pokrywają się z centrami produkcii żelazochromu. Są to m.in. Chiny, Kazachstan, RPA, Brazylia, Indie i Rosja.

VI. Główni eksporterzy i importerzy na Świecie

          Obroty chromitami kształtowały się w ostatnich latach na poziomie około 5-6 mln t/r., przy czym głównymi eksporterami są: RPA, Kazachstan, Indie, Turcja oraz ostatnio Oman. Największym odbiorcą pozostają od lat Chiny. Wspomniany rozwój przetwarzania chromitów w pobliżu kopalń na żelazochrom skutkuje wzrostem jego obrotów, w miejsce stopniowo ograniczanych obrotów chromitami metalurgicznymi. Sytuacja ta dotyczy szczególnie RPA, Kazachstanu, Indii, Zimbabwe i Finlandii.

          Republika Południowej Afryki zdecydowanie jest głównym źródłem importu UE, pewna ilość chromu przywożona jest także z Turcji. Chiny jako największy producent stali nierdzewnej na świecie jest wiodącym konsumentem chromu i wiodącym producentem żelazochromu.

VII. Główni konsumenci chromu na Świecie

          Chrom jest składnikiem stali nierdzewnych (chromowych). Stal taka jest stosowana m.in. w armaturze łazienkowej lub w samochodach, ale także w produkcji samolotów, broni i pojazdów wojskowych.

          Głównymi konsumentami są firmy produkujące samochody,samoloty i sprzęt AGD z których używamy na codzień

VIII. Ceny chromu

          Ceny nicktórych gatunków chromitów na rynku międzynarodowym w latach 2005– 2008 gwałtownie wzrosły, niekiedy nawet o ponad 100%, np. ceny chromitów odlewniczych – łącznie o 245%, chromitów chemicznych - 3-krotnie, żelazochromu w USA - o ok. 250%, a chromu metalicznego łącznie o niemal 200%. Było to spowodowane niezwykle szybko rosnącym w tych latach zapotrzebowaniem ze strony odbiorców chińskich. Kryzys finansowy zapoczątkowany w drugiej połowie 2008 r. doprowadził do spowolnienia gospodarczego, a w konsekwencji do pogorszenia kondycji ekonomicznej przemysłu metalurgicznego i chemicznego, doprowadzając w 2009 r. do gwałtownego spadku cen wszystkich surowców chromu (za wyjątkiem chromitu odlewniczego importowanego do Wielkiej Brytanii). Największe zniżki odnotowano w przypadku chromitu chemicznego i odlewniczego produkowanego w RPA (tab.3). Lata 2010-2011, w związku z szybko rosnącą podażą surowców chromu (rud i koncentratów chromu, jak i żelazostopów), przyniosły uspokojenie notowań wszystkich surowców chromu na poziomie o ok. połowę niższym niż przed kryzysem, a ich zmiany nie były tak gwałtowne jak w latach poprzedzających 2008 r. (tab.3.). Wyjątkiem był chrom metaliczny, którego ceny w latach 2010-2011 wzrosły łącznie o 42%, do rekordowego poziomu 14090 USD/t. W latach 2012-2013, wskutek mniejszego zapotrzebowania ze strony producentów stali, wystąpił generalny spadek cen surowców chromu, sięgający od 11% w przypadku chromitów chemicznych oferowanych w RPA do 21% w przypadku chromu metalicznego, natomiast ceny chromitów ogniotrwałych i chromitów odlewniczych importowanych do Wielkiej Brytanii nie uległy zmianie (tab.3).

Tablice 3. Ceny curowców chromu

Literatura

1.     Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytus Badawczy. Bilans gospodarki surowcami mineralnymi Polski i Świata, Warszawa 2015

2.     http://geoportal.pgi.gov.pl/

Pobierz referat i materiały gospodarki rudami chromu na Świecie