Kroomi olemus
Kroom, elemendi tähis Cr, aatomnumber 24, suhteline aatommass 51,996, kuulub keemiliste elementide perioodilisuse tabeli VIB rühma siirdemetalli elemendi hulka. Kroommetall on kehakeskne kuupkristall, hõbevalge, tihedus 7,1 g/cm³, sulamistemperatuur 1860 ℃, keemistemperatuur 2680 ℃, erisoojusmaht temperatuuril 25 ℃ 23,35 J/(mol·K), aurustumissoojus 342,1 kJ/ mol, soojusjuhtivus 91,3 W/(m·K) (0-100°C), eritakistus (20°C) 13,2uΩ·cm, heade mehaaniliste omadustega.
Kroomil on viis valentsi: +2, +3, +4, +5 ja +6. Endogeense toime tingimustes on kroomi valents üldiselt +3. +kolmevalentset kroomi sisaldavad ühendid on kõige stabiilsemad. +Kuuevalentsed kroomiühendid, sh kroomisoolad, on tugevate oksüdeerivate omadustega. Cr3+, AI3+ ja Fe3+ ioonraadiused on sarnased, seega võib neil olla palju sarnasusi. Lisaks on kroomiga asendatavad elemendid mangaan, magneesium, nikkel, koobalt, tsink jne, seega on kroom laialt levinud magneesium-raudsilikaadi mineraalides ja lisamineraalides.
Rakendus
Kroom on tänapäevases tööstuses üks enim kasutatavaid metalle. Seda kasutatakse peamiselt roostevaba terase ja erinevate legeerteraste tootmisel ferrosulamite (nt ferrokroom) kujul. Kroomil on kõvad, kulumiskindlad, kuumakindlad ja korrosioonikindlad omadused. Kroomimaaki kasutatakse laialdaselt metallurgias, tulekindlates materjalides, keemiatööstuses ja valutööstuses.
Metallurgiatööstuses kasutatakse kroomimaaki peamiselt ferrokroomi ja metallilise kroomi sulatamiseks. Kroomi kasutatakse terase lisandina mitmesuguste ülitugevate, korrosioonikindlate, kulumiskindlate, kõrge temperatuuri ja oksüdatsioonikindlate eriteraste tootmiseks, nagu roostevaba teras, happekindel teras, kuumuskindel teras, kuullaagriteras, vedruteras, tööriistateras jne. Kroom võib parandada terase mehaanilisi omadusi ja kulumiskindlust. Metallkroomi kasutatakse peamiselt koobalti, nikli, volframi ja muude elementidega spetsiaalsete sulamite sulatamiseks. Kroomimine ja kroomimine võib muuta terasest, vasest, alumiiniumist ja muudest metallidest korrosioonikindla pinna, mis on särav ja ilus.
Tulekindlate materjalide tööstuses on kroomimaak oluline tulekindel materjal, mida kasutatakse kroomtelliste, kroommagneesiumtelliste, täiustatud tulekindlate materjalide ja muude spetsiaalsete tulekindlate materjalide (kroombetoon) valmistamiseks. Kroomipõhiste tulekindlate materjalide hulka kuuluvad peamiselt kroomimaagi ja magneesiumoksiidiga tellised, paagutatud magneesium-kroomklinker, sula magneesium-kroom tellised, sulatatud, peeneks jahvatatud ja seejärel liimitud magneesium-kroom tellised. Neid kasutatakse laialdaselt avatud koldega ahjudes, induktsioonahjudes jne. Tsemenditööstuse metallurgiline konverter ja pöördahju vooderdus jne.
Valutööstuses ei interakteeru kroomimaak teiste sulaterase elementidega valamisprotsessi ajal, sellel on madal soojuspaisumiskoefitsient, see on vastupidav metalli läbitungimisele ja sellel on parem jahutusvõime kui tsirkoonil. Valukoja kroomimaagile kehtivad ranged nõuded keemilise koostise ja osakeste suuruse jaotusele.
Keemiatööstuses on kroomi kõige otsesem kasutusala naatriumdikromaadi (Na2Cr2O7·H2O) lahuse tootmine ja seejärel muude kroomiühendite valmistamine sellistes tööstusharudes kasutamiseks nagu pigmendid, tekstiilid, galvaniseerimine ja nahatööstus, samuti katalüsaatorid. .
Peeneks jahvatatud kroomimaagi pulber on looduslik värvaine klaasi, keraamika ja glasuurplaatide tootmisel. Kui naha hävitamiseks kasutatakse naatriumdikromaati, reageerivad algses nahas leiduv valk (kollageen) ja süsivesikud keemiliste ainetega, moodustades stabiilse kompleksi, millest saab nahktoodete alus. Tekstiilitööstuses kasutatakse kangavärvimisel peitsina naatriumdikromaati, millega saab värvimolekule tõhusalt orgaaniliste ühenditega siduda; seda saab kasutada ka oksüdeerijana värvainete ja vahesaaduste valmistamisel.
Kroom mineraal
Loodusest on avastatud üle 50 liigi kroomi sisaldavaid mineraale, kuid enamik neist on madala kroomisisaldusega ja hajutatud levikuga, millel on madal tööstuslik kasutusväärtus. Need kroomi sisaldavad mineraalid kuuluvad oksiidide, kromaatide ja silikaatide hulka, lisaks mõned hüdroksiidid, jodaadid, nitriidid ja sulfiidid. Nende hulgas leidub kroomnitriidi ja kroomsulfiidi mineraale ainult meteoriitides.
Kroomimaakide alamperekonna mineraalainena on kroomit ainus oluline kroomi tööstuslik mineraal. Teoreetiline keemiline valem on (MgFe)Cr2O4, milles Cr2O3 sisaldus moodustab 68% ja FeO 32%. Oma keemilises koostises on kolmevalentne katioon peamiselt Cr3+ ning sageli esineb Al3+, Fe3+ ja Mg2+, Fe2+ isomorfseid asendusi. Tegelikult toodetud kromiidis asendatakse osa Fe2+ sageli Mg2+-ga ning Cr3+ on erineval määral asendatud Al3+ ja Fe3+-ga. Kromiidi erinevate komponentide täielik isomorfse asendusaste ei ole ühtlane. Neljajärgulised koordinatsioonikatioonid on peamiselt magneesium ja raud ning magneesiumi-raua täielik isomorfne asendus. Neljajaotusmeetodi järgi võib kromiidi jagada nelja alarühma: magneesiumkromiit, raud-magneesiumkromiit, mafik-raudkromiit ja raud-kromiit. Lisaks sisaldab kromiit sageli väikeses koguses mangaani. Titaani, vanaadiumi ja tsingi homogeenne segu. Kromiidi struktuur on normaalset spinelli tüüpi.
4. Kroomkontsentraadi kvaliteedistandard
Erinevate töötlemismeetodite (mineraliseerimine ja looduslik maak) järgi jaguneb metallurgia kroomimaak kahte tüüpi: kontsentraat (G) ja tükkmaak (K). Vaadake allolevat tabelit.
Metallurgia kromimaagi kvaliteedinõuded
Kroomimaagi rikastamise tehnoloogia
1) Tagasivalimine
Praegu on gravitatsioonilisel eraldamisel kroomimaagi rikastamisel oluline koht. Gravitatsiooniline eraldusmeetod, mis kasutab põhikäitumisena lahtist kihistumist vesikeskkonnas, on endiselt peamine kroomimaagi rikastamise meetod kogu maailmas. Gravitatsioonieraldusseadmed on spiraalrenn ja tsentrifugaalkontsentraator ning töötlemisosakeste suuruse vahemik on suhteliselt lai. Üldjuhul on kroomimineraalide ja kivide mineraalide tiheduse erinevus suurem kui 0,8 g/cm3 ning mis tahes suurema kui 100 um suuruste osakeste eraldumine gravitatsiooniga võib olla rahuldav. tulemus. Jämedad tükid (100–0,5 mm) sorteeritakse või eelselekteeritakse raske-keskmise rikastamise teel, mis on väga ökonoomne rikastamismeetod.
2) Magnetiline eraldamine
Magneteraldus on rikastamismeetod, mis teostab mineraalide eraldamist ebaühtlases magnetväljas maagis leiduvate mineraalide magnetilise erinevuse alusel. Kromiidil on nõrgad magnetilised omadused ja seda saab eraldada vertikaalse rõnga suure gradiendiga magnetseparaatorite, märgplaadi magnetseparaatorite ja muude seadmetega. Maailma erinevates kroomimaagi tootmispiirkondades toodetud kroomi mineraalide spetsiifilised magnetilise tundlikkuse koefitsiendid ei erine palju ja on sarnased erinevates piirkondades toodetud volframiidi ja volframiidi spetsiifiliste magnetilise vastuvõtlikkuse koefitsientidega.
Kõrgekvaliteedilise kroomi kontsentraadi saamiseks kasutatakse magnetilist eraldamist kahel juhul: üks on tugevate magnetiliste mineraalide (peamiselt magnetiidi) eemaldamine maagist nõrga magnetvälja all, et suurendada ferrokroomi suhet, ja teine on kasutada tugev magnetväli. Kivimineraalide eraldamine ja kroomimaagi (nõrgalt magnetilised mineraalid) taastamine.
3) Elektriline valik
Elektriline eraldamine on meetod kroomimaakide ja silikaatsete mineraalide eraldamiseks, kasutades mineraalide elektrilisi omadusi, nagu erinevused juhtivuses ja dielektrilises konstandis.
4) Flotatsioon
Gravitatsioonilise eraldamise protsessis visatakse peeneteraline (-100 um) kromiidimaak sageli aherainena ära, kuid selle suurusega kromiidil on siiski kõrge kasutusväärtus, nii et flotatsioonimeetodit saab kasutada madala kvaliteediga peene granuleeritud kroomimaagi jaoks. on taastunud. Kroomimaagi floteerimine 20% ~ 40% Cr2O3-ga aheraines ning serpentiini-, oliviin-, rutiili- ja kaltsiummagneesiumkarbonaatmineraalid rämpsu mineraalidena. Maak jahvatatakse peeneks kuni 200μm, muda hajutamiseks ja pärssimiseks kasutatakse vesiklaasi, fosfaati, metafosfaati, fluorosilikaati jne ning kollektorina kasutatakse küllastumata rasvhapet. Udumuda hajutamine ja mahasurumine on flotatsiooniprotsessi jaoks väga oluline. Metalliioonid, nagu raud ja plii, võivad kromiiti aktiveerida. Kui läga pH väärtus on alla 6, ei hakka kromiit peaaegu hõljuma. Lühidalt öeldes on flotatsioonireaktiivi tarbimine suur, kontsentraadi klass on ebastabiilne ja taastumismäär on madal. Udumineraalidest lahustunud Ca2+ ja Mg2+ vähendavad flotatsiooniprotsessi selektiivsust.
5) Keemiline rikastamine
Keemiline meetod on teatud kroomimaagi otsene töötlemine, mida ei saa füüsikalise meetodiga eraldada või on füüsikalise meetodi maksumus suhteliselt kõrge. Keemilisel meetodil toodetud kontsentraadi Cr/Fe suhe on kõrgem kui tavalisel füüsikalisel meetodil. Keemiliste meetodite hulka kuuluvad: selektiivne leostumine, oksüdatsiooni redutseerimine, sulamiseraldus, väävelhappe ja kroomhappe leostumine, redutseerimine ja väävelhappe leostumine jne. Füüsikalis-keemiliste meetodite kombinatsioon ja kroomimaagi otsene töötlemine keemiliste meetoditega on üks peamisi kroomi rikastamise suundumused tänapäeval. Keemiliste meetodite abil saab maagist kroomi otse ekstraheerida ning kroomkarbiidi ja kroomoksiidi toota.
Postitusaeg: 30. aprill 2021