Kroms natur
Krom, grundstofsymbol Cr, atomnummer 24, relativ atommasse 51,996, tilhører overgangsmetallen i gruppe VIB i det periodiske system. Krommetal er en legemscentreret kubisk krystal, sølvhvid, densitet 7,1 g/cm³, smeltepunkt 1860 ℃, kogepunkt 2680 ℃, specifik varmekapacitet ved 25 ℃ 23,35 J/(mol·K), fordampningsvarme 342,1 kJ/mol, varmeledningsevne 91,3 W/(m·K) (0-100 °C), modstand (20 °C) 13,2 uΩ·cm, med gode mekaniske egenskaber.
Der er fem valenser for krom: +2, +3, +4, +5 og +6. Under betingelserne for endogen virkning har krom generelt en valens på +3. Forbindelser med +trivalent krom er de mest stabile. +Seksvalente kromforbindelser, inklusive kromsalte, har stærke oxiderende egenskaber. Ionradierne for Cr3+, AI3+ og Fe3+ er ens, så de kan have en bred vifte af ligheder. Derudover er de elementer, der kan erstattes med krom, mangan, magnesium, nikkel, kobolt, zink osv., så krom er bredt fordelt i magnesiumjernsilikatmineraler og tilhørende mineraler.
Anvendelse
Krom er et af de mest anvendte metaller i den moderne industri. Det anvendes hovedsageligt i produktionen af rustfrit stål og forskellige legeringsstål i form af ferrolegeringer (såsom ferrochrom). Krom har de nødvendige egenskaber: hårdt, slidstærkt, varmebestandigt og korrosionsbestandigt. Krommalm anvendes i vid udstrækning i metallurgi, ildfaste materialer, kemisk industri og støberiindustrien.
I den metallurgiske industri anvendes krommalm hovedsageligt til at smelte ferrokrom og metallisk krom. Krom anvendes som ståltilsætningsstof til at producere en række forskellige højstyrke-, korrosionsbestandige, slidbestandige, højtemperatur- og oxidationsbestandige specialstål, såsom rustfrit stål, syrebestandigt stål, varmebestandigt stål, kuglelejestål, fjederstål, værktøjsstål osv. Krom kan forbedre stålets mekaniske egenskaber og slidstyrke. Metallisk krom anvendes hovedsageligt til at smelte speciallegeringer med kobolt, nikkel, wolfram og andre elementer. Forkromning og forkroming kan give stål, kobber, aluminium og andre metaller en korrosionsbestandig overflade, der er lys og smuk.
I den ildfaste industri er krommalm et vigtigt ildfast materiale, der anvendes til fremstilling af kromsten, krommagnesiasten, avancerede ildfaste materialer og andre specielle ildfaste materialer (krombeton). Krombaserede ildfaste materialer omfatter hovedsageligt mursten med krommalm og magnesia, sintret magnesia-kromklinker, smeltet magnesia-kromsten, smeltet, finmalet og derefter bundtet magnesia-kromsten. De anvendes i vid udstrækning i åbne ovne, induktionsovne osv. Metallurgisk konverter og roterende ovnforing i cementindustrien osv.
I støberiindustrien vil krommalm ikke interagere med andre elementer i smeltet stål under hældningsprocessen, har en lav termisk udvidelseskoefficient, er modstandsdygtig over for metalindtrængning og har bedre køleegenskaber end zircon. Krommalm til støberi har strenge krav til kemisk sammensætning og partikelstørrelsesfordeling.
I den kemiske industri er den mest direkte anvendelse af krom til at producere natriumdichromat (Na₂Cr₂O₇·H₂O)-opløsning og derefter til at fremstille andre kromforbindelser til brug i industrier som pigmenter, tekstiler, galvanisering og læderfremstilling samt katalysatorer.
Det fintmalnede krommalmpulver er et naturligt farvestof i produktionen af glas, keramik og glaserede fliser. Når natriumdichromat bruges til at bearbejde læder, reagerer proteinet (kollagen) og kulhydraterne i det oprindelige læder med kemiske stoffer og danner et stabilt kompleks, som bliver basis for læderprodukter. I tekstilindustrien anvendes natriumdichromat som et bejdsemiddel i tekstilfarvning, som effektivt kan binde farvestofmolekyler til organiske forbindelser; det kan også bruges som et oxidationsmiddel i fremstillingen af farvestoffer og mellemprodukter.
Krommineral
Der er opdaget mere end 50 slags kromholdige mineraler i naturen, men de fleste af dem har et lavt kromindhold og spredt fordeling, hvilket har en lav industriel brugsværdi. Disse kromholdige mineraler tilhører oxider, chromater og silikater, foruden et par hydroxider, iodater, nitrider og sulfider. Blandt dem findes kromnitrid og kromsulfidmineraler kun i meteoritter.
Som en mineralart i krommalm-underfamilien er kromit det eneste vigtige industrielle mineral af krom. Den teoretiske kemiske formel er (MgFe)Cr2O4, hvor Cr2O3-indholdet tegner sig for 68%, og FeO tegner sig for 32%. I dens kemiske sammensætning er den trivalente kation hovedsageligt Cr3+, og der er ofte Al3+, Fe3+ og Mg2+, Fe2+ isomorfe substitutioner. I den faktisk producerede kromit erstattes en del af Fe2+ ofte af Mg2+, og Cr3+ erstattes af Al3+ og Fe3+ i varierende grad. Den fuldstændige grad af isomorf substitution mellem de forskellige komponenter i kromit er ikke ensartet. De fireordens koordinationskationer er hovedsageligt magnesium og jern, og den fuldstændige isomorfe substitution er mellem magnesium og jern. Ifølge firedelingsmetoden kan kromit opdeles i fire undergrupper: magnesiumchromit, jern-magnesiumchromit, mafisk jernchromit og jern-chromit. Derudover indeholder kromit ofte en lille mængde mangan, en homogen blanding af titanium, vanadium og zink. Kromits struktur er af normal spineltype.
4. Kvalitetsstandard for kromkoncentrat
I henhold til forskellige forarbejdningsmetoder (mineralisering og naturlig malm) er krommalm til metallurgi opdelt i to typer: koncentrat (G) og klumpmalm (K). Se tabellen nedenfor.
Kvalitetskrav til krommalm til metallurgi
Teknologi til forarbejdning af krommalm
1) Genvalg
I øjeblikket indtager tyngdekraftseparation en vigtig plads i opredningen af krommalm. Tyngdekraftseparationsmetoden, der bruger løs lagdeling i det vandige medium som den grundlæggende adfærd, er stadig den vigtigste metode til berigelse af krommalm på verdensplan. Tyngdekraftseparationsudstyret er en spiralrende og en centrifugalkoncentrator, og partikelstørrelsesområdet for forarbejdningen er relativt bredt. Generelt er densitetsforskellen mellem krommineraler og gangmineraler større end 0,8 g/cm3, og tyngdekraftseparationen af enhver partikelstørrelse større end 100 µm kan være tilfredsstillende. Resultatet er, at grove klumper (100 ~ 0,5 mm) malm sorteres eller forselekteres ved tung-medium opredning, hvilket er en meget økonomisk opredningsmetode.
2) Magnetisk separation
Magnetisk separation er en opredningsmetode, der realiserer separation af mineraler i et ikke-ensartet magnetfelt baseret på den magnetiske forskel mellem mineralerne i malmen. Kromit har svage magnetiske egenskaber og kan separeres ved hjælp af vertikale ringmagnetiske separatorer med høj gradient, vådplademagnetiske separatorer og andet udstyr. De specifikke magnetiske susceptibilitetskoefficienter for krommineraler produceret i forskellige krommalmproducerende områder i verden er ikke meget forskellige og ligner de specifikke magnetiske susceptibilitetskoefficienter for wolframit og wolframit produceret i forskellige regioner.
Der er to situationer, hvor magnetisk separation kan opnås til opnåelse af højkvalitets chromkoncentrat: den ene er at fjerne de stærke magnetiske mineraler (primært magnetit) i malmen under et svagt magnetfelt for at øge andelen af ferrochrom, og den anden er at bruge et stærkt magnetfelt. Separation af gangstensmineraler og genvinding af chrommalm (svagt magnetiske mineraler).
3) Elektrisk valg
Elektrisk separation er en metode til at adskille krommalm og silikatgangmineraler ved hjælp af mineralernes elektriske egenskaber, såsom forskelle i ledningsevne og dielektricitetskonstant.
4) Flydeevne
I forbindelse med tyngdekraftseparation kasseres finkornet (-100 µm) kromitmalm ofte som tailings, men kromit af denne størrelse har stadig en høj udnyttelsesværdi, så flotationsmetoden kan bruges til at udvinde finkornet kromitmalm af lav kvalitet. Flotation af krommalm med 20% ~ 40% Cr2O3 i tailings og serpentin-, olivin-, rutil- og calciummagnesiumcarbonatmineraler som gangmineraler. Malmen finmales til 200 μm, vandglas, fosfat, metafosfat, fluorosilikat osv. bruges til at dispergere og hæmme slammet, og umættede fedtsyrer bruges som opsamler. Dispersionen og undertrykkelsen af gangartslam er meget vigtig for flotationsprocessen. Metalioner som jern og bly kan aktivere kromit. Når pH-værdien af slammet er under 6, vil kromitten næppe flyde. Kort sagt er forbruget af flotationsreagens stort, koncentratkvaliteten er ustabil, og udvindingsraten er lav. Ca2+ og Mg2+ opløst fra gangmineraler reducerer selektiviteten af flotationsprocessen.
5) Kemisk oprensning
Kemiske metoder er at behandle visse kromitmalmer direkte, der ikke kan separeres ved fysiske metoder, eller hvor omkostningerne ved fysiske metoder er relativt høje. Cr/Fe-forholdet i koncentrat produceret ved kemiske metoder er højere end ved almindelige fysiske metoder. Kemiske metoder omfatter: selektiv udvaskning, oxidationsreduktion, smelteseparation, udvaskning af svovlsyre og kromsyre, reduktion og svovlsyreudvaskning osv. Kombinationen af fysisk-kemiske metoder og direkte behandling af krommalm ved kemiske metoder er en af hovedtendenserne inden for kromforbedring i dag. Kemiske metoder kan direkte udvinde krom fra malmen og producere kromkarbid og kromoxid.
Opslagstidspunkt: 30. april 2021