В настоящее время основными потребителями  руды ГОКа являются Аксуский завод  ферросплавов и АО «Феррохром» (Актюбинский  завод ферросплавов), а также Актюбинский химический завод. Кроме того, незначительное количество руды – до 10-12 тыс. т в год – отправляется на Украину. Другим перспективным рынком представляется Китай. 

       На  Донском ГОКе дробление и сортировка богатой руды (свыше 45% оксида хрома), обогащение бедной (менее 39%) осуществляется на двух дробильно-обогатительных фабриках (ДОФ) с общей мощностью по дроблению 5 млн. т в год, по выпуску концентрата – 1,2 млн. т. На обеих ДОФ применяется гравитационный способ обогащения.

       Кроме того, создана линия по производству окатышей из обогащенной руды, содержание оксида хрома в которой будет доведено до 53%. Проектная мощность данной фабрики обожженных окатышей хромовых руд по технологии финской фирмы «Оутокумпу» составляет 700 тыс. т в год. «Казхром» намерен в течение этого года расширить мощности по выпуску окатышей из хромитов на 400 тыс. т/год.

       С вводом в строй указанных двух объектов на предприятии помимо проблем  использования бедной рудной мелочи и шламов будет также решен  и целый ряд вопросов экологического характера. С течением времени будут переработаны все скопившиеся отходы производства в объеме порядка 4,5 млн. т, а также вновь возникающие. В результате, будет использоваться 95% всей извлекаемой из недр руды.

       В 2003 г. объем добычи хромитов в России достиг 131 тыс. т, в Казахстане – 3,32 млн. т (табл. 2). В обеих странах еще не достигнут уровень добычи 1990 г. В будущем «Казхром», возможно, займется производством нержавеющей стали для удовлетворения спроса со стороны России и Китая.

Табл 2. Добыча хромовой руды в России и Казахстане, млн.т

Производство  углеродистого феррохрома

       Из  всех легирующих элементов в сталях наибольшее применение находит хром. Для легирования стали хромом в нашей стране производят 17 марок феррохрома. Эти сплавы в основном отличаются по содержанию углерода, которое изменяется от 0,01 до 9%. Углеродистый феррохром производят четырех марок: ФХ650, ФХ800, ФХ850 и ФХ900, которые содержат более 65% Сг и соответственно углерода менее 6,5; 8; 8,5 и 9%. Они содержат до 2% Si, до 0,05% Р и до 0,06% S.

       Для выплавки углеродистого феррохрома применяют хромовые руды в основном Донского месторождения (Казахстан), которые содержат 30-58% СггО3, остальное FeO, MgO, AlaO3, SiOz.8 связи с истошением богатых руд в последние годы используют бедные (с содержанием до 30% Сг2О3) руды, подвергая их обогащению и иногда агломерации. К рудам и концентратам предъявляют следующие требования: содержание СггО3 не менее 47%; отношение Cr3O3/FeO не менее 3,0, такое соотношение обеспечивает получение сплава с содержанием хрома более 60%; содержание SiO2 не более 7-9%. Высокое содержание СггО3 и низкое содержание SiO2 позволяют уменьшить количество шлака и потерь хрома со шлаком, снизить расход электроэнергии. Иногда в шихту добавляют шлак производства среднеуглеродистого феррохрома, содержащий 27-32 Сг2О3 и иногда оборотные отходы сплава.

       В качестве флюса применяют кварцит, необходимый для получения требуемых  свойств и состава (27-32% SiO2) шлака.

       В качестве восстановителя применяют  отсортированный коксик размером 10-25 мм, содержащий не более 0,5% S и не более 0,04% Р. В состав хромовой руды входят оксиды железа, они вносят в сплав требуемое количество железа. Углеродистый феррохром выплавляют непрерывным процессом в открытых и закрытых печах с магнезитовой футеровкой мощностью до 40 MB * А и более при рабочем напряжении 140-250В.

       Шихту, содержащую хромовую руду, коксик и  кварцит рассчитывают, исходя из того, что восстанавливаются и переходят в сплав 92% хрома и 95% железа и так, чтобы шлак содержал,%: SiO: 27-32, MgO 30-34, А1гО3 26-30, СггО3 < 8. Такой шлак имеет высокую температуру плавления (расплавляется при ~1650°С), что необходимо для достаточного нагрева сплава. Примерная пропорция между составляющими шихты: хромовой руды 700кг, коксика 160-170 кг, кварцита до 250 кг (иногда оборотных отходов сплава до 180кг). Хромовую руду (или ее часть) берут тугоплавкую, трудновосстановимую (содержащую магнохромит MgO * Сг2О3, восстанавливающийся углеродом при 1546 °С) и плохо растворимую в шлаке, что обеспечивает формирование над расплавом феррохрома так называемого "рудного слоя", необходимого для окисления избыточных углерода и кремния в образующемся феррохроме. Шихту загружают равномерно по поверхности колошника. Процесс плавки характеризуется следующим строением ванны по высоте: слой твердой шихты с проходящими здесь процессами твердофазного восстановления, зона плавления пустой породы и восстанавливающегося металла со слоем жидкого шлака внизу (у конца электродов), "рудный слой", слой жидкого сплава. Газовых полостей под электродами нет.

       Восстановление  хрома протекает по следующим реакциям:

       1/3Сr2О3 + С = 2/ЗСr+ СО – 270100 Дж;

       1/3Сr2О3 + 9/7С = 2/21Сr7Сэ + СО – 250200 Дж.

       Температура начала восстановления по первой реакции равна 1240 °С, по второй 1130 °С; сопоставление этих температур и тепловых эффектов показывает, что термодинамически легче идет восстановления с образованием карбида хрома Сг7С3, и эта реакция наиболее вероятна. Из оксидов железа руды углеродом легко восстанавливается железо, причем этот процесс опережает восстановление хрома; железо, растворяясь в карбиде хрома, облегчает восстановление последнего. Процессы восстановления протекают в основном в твердой фазе, начиная с 1100-1200°С, и с возрастающей скоростью в более горячих зонах. Основная часть хрома оказывается восстановленной при 1400-1600°С, при этих температурах идет восстановление кремния. Б связи с образованием карбидов хрома формирующийся сплав содержит до 8-12% С. При температурах ~1550°С происходит плавление восстановленного металла с образованием феррохрома, капли которого стекают вниз; при температурах ~1650°С начинают расплавляться невосстановленные оксиды с образованием жидкого шлака. Благодаря тому, что хромовая руда тугоплавка, трудновосстановима и плохо растворима в шлаке, на границе раздела шлак - жидкий феррохром формируется "рудный слой" - вязкий слой шлакового расплава с множеством кусочков руды.

       Во  время прохождения капель сплава через "рудный слой" происходит частичное окисление углерода и кремния сплава за счет реагирования с кислородом оксидов руды (например, Сr7С3 + Сг2О3 = 9Сr + ЗСО) с одновременным восстановлением хрома из рудного слоя. В результате этого снижается содержание углерода и кремния в сплаве (например, в сплаве ФХ650 получается менее 6,5% С и менее 2% Si). Содержащийся в руде фосфор восстанавливается и переходит в сплав; основная часть серы кокса переходит в сплав, часть ее улетучивается. Количество шлака равно 0,8 - 1,3 т/т шлака. Сплав и шлак выпускают через одну летку одновременно три-четыре раза в смену в футерованный ковш или в стальной ковш со шлаковым гарнисажем от предыдущего выпуска, избыток шлака из ковша перетекает в чугунные шлаковни. Сплав разливают в чугунные изложницы (толщина слитка должка быть менее 200 мм для удобства дробления) или в чушки на разливочных машинах конвейерного типа. Расход материалов и электроэнергии при выплавке 1 т углеродистого феррохрома: хромовой руды (50% Сr2Оэ) 1900, хромового шлака (30% Сr2О3) 100, коксика 450, кварцита 40 кг, электроэнергии 3300-3400 кВт * ч.

       В 2004 г. в России по сравнению с 2003 г. объем выпуска феррохрома вырос на 28%, до 400 тыс. т. Три предприятия в стране производят феррохром. Крупнейшим является Челябинский электрометаллургический комбинат (ОАО ЧЭМК) с производственной мощностью 250-310 тыс. т феррохрома в год. Второе и третье места занимают Серовский завод ферросплавов (СЗФ) и Ключевской завод ферросплавов (КЗФ). В табл. 3 указаны объемы производства феррохрома по каждому предприятию. Следует отметить, что Ключевской завод ферросплавов является крупнейшим в России производителем металлического хрома, объем выпуска которого включен в общую статистику производства феррохрома. Около трех четвертей от объемов феррохрома этого завода, указанных в табл.3, приходится на металлический хром. Три российских производителя феррохрома предприятия входят в состав трех разных корпораций.

Табл 3. Производство феррохрома в России, тыс. т

         ОАО ЧЭМК входит в  состав Урало-Сибирской горно-металлургической компании, которая была образована летом 2003 г. В состав этой компании также входят ОАО «Кузнецкий ферросплавный завод», ОАО «Конгор-Хром», Юргинский абразивный завод, Антоновское рудоуправление. ЧЭМК является крупнейшим производителем ферросплавов в России и вместе с Кузнецким ферросплавным заводом контролирует более 80% внутреннего рынка ферросплавов. В течение 2004 г. наблюдалось снижение спроса на марганцевые сплавы и рост спроса на хромистые сплавы, а именно – высокоуглеродистый феррохром. Такая тенденция развития рыночной ситуации привела к необходимости переориентировать производственные мощности ОАО ЧЭМК на производство феррохрома и развития Харповского месторождения хромовой руды (Рай-Из). В течение 2005 г. планируется реконструкция печей первого блока цеха ?7 и их перевод на выплавку высокоуглеродистого феррохрома; в цехе ?8 строительство печи ?51 для выплавки высокоуглеродистого феррохрома. Челябинский электрометаллургический комбинат к 2007г намерен увеличить производство со 120 тыс.т до 300-350 тыс.т.

       ОАО «Серовский завод ферросплавов»  находится в составе транснациональной корпорации «Кермас». В эту корпорацию входят также ОАО «Сарановская шахта «Рудная», заводЗАО «Русский хром 1915», фирма EWW, контролирующая три рудника хромитов в Турции и выпускающая низкоуглеродистый феррохром, и компания Samancor Chrome (ЮАР), добывающая хромиты в Южной Африке. В настоящее на предприятия группы «Кермас» приходится более 20% общемирового производства высокоуглеродистого феррохрома, более 40% низко- и среднеуглеродистого феррохрома. Корпорация «Кермас» контролирует более 50% мировых запасов хромовой руды. Ассортимент продукции «Кермас» приведен в табл. 4. 

Табл. 4 Химический состав продукции корпорации «Кермас»

       В феврале 2003 г. руководство группы «Кермас» продало половину акций ЗАО «Русского хрома 1915» итальянской компании Stoppani Group. Итальянцы, которым под давлением властей пришлось закрыть вредное производство в курортном городе Коголето, стали совладельцами хромового завода полного цикла в России и перевезли в Первоуральск, где находится завод «Русский хром 1915» часть демонтированного оборудования. Владельцы «Кермас» получили доступ к сбытовой сети Stoppani Group в странах Латинской Америки: Аргентине, Бразилии и Уругвае. В ближайшее время производство феррохрома в корпорации «Кермас» будет увеличено на 200 тыс. т, поскольку на одном из заводов установлены система трубчатой печи предварительного восстановления хромовой руды и печь постоянного тока для производства феррохрома.