Sifat kromium
Kromium, simbol unsur Cr, nombor atom 24, jisim atom relatif 51.996, tergolong dalam unsur logam peralihan kumpulan VIB jadual berkala unsur kimia. Logam kromium ialah kristal kubik berpusatkan badan, putih keperakan, ketumpatan 7.1g/cm³, takat lebur 1860℃, takat didih 2680℃, muatan haba tentu pada 25℃ 23.35J/(mol·K), haba pengewapan 342.1kJ/mol, kekonduksian terma 91.3 W/(m·K) (0-100°C), kerintangan (20°C) 13.2uΩ·cm, dengan sifat mekanikal yang baik.
Terdapat lima valens kromium: +2, +3, +4, +5 dan +6. Di bawah keadaan tindakan endogen, kromium secara amnya mempunyai valens +3. Sebatian dengan kromium +trivalen adalah yang paling stabil. Sebatian kromium +enamvalen, termasuk garam kromium, mempunyai sifat pengoksidaan yang kuat. Jejari ionik Cr3+, AI3+ dan Fe3+ adalah serupa, jadi ia boleh mempunyai pelbagai persamaan. Di samping itu, unsur yang boleh digantikan dengan kromium ialah mangan, magnesium, nikel, kobalt, zink, dan sebagainya, jadi kromium diedarkan secara meluas dalam mineral magnesium, besi, silikat dan mineral aksesori.
Permohonan
Kromium merupakan salah satu logam yang paling banyak digunakan dalam industri moden. Ia digunakan terutamanya dalam pengeluaran keluli tahan karat dan pelbagai keluli aloi dalam bentuk feroaloi (seperti ferokrom). Kromium mempunyai ciri-ciri keras, tahan haus, tahan haba dan tahan kakisan. Bijih krom digunakan secara meluas dalam metalurgi, bahan refraktori, industri kimia dan industri faundri.
Dalam industri metalurgi, bijih kromium digunakan terutamanya untuk meleburkan ferokrom dan kromium logam. Kromium digunakan sebagai bahan tambahan keluli untuk menghasilkan pelbagai keluli khas berkekuatan tinggi, tahan kakisan, tahan haus, suhu tinggi dan tahan pengoksidaan, seperti keluli tahan karat, keluli tahan asid, keluli tahan haba, keluli galas bebola, keluli spring, keluli alat, dan sebagainya. Kromium boleh meningkatkan sifat mekanikal dan rintangan haus keluli. Kromium logam digunakan terutamanya untuk meleburkan aloi khas dengan kobalt, nikel, tungsten dan unsur-unsur lain. Penyaduran dan pengkromian krom boleh menjadikan keluli, kuprum, aluminium dan logam lain membentuk permukaan tahan kakisan, yang cerah dan cantik.
Dalam industri refraktori, bijih kromium merupakan bahan refraktori penting yang digunakan untuk membuat bata krom, bata krom magnesia, refraktori termaju dan bahan refraktori khas lain (konkrit krom). Refraktori berasaskan krom terutamanya merangkumi bata dengan bijih krom dan magnesia, klinker magnesia-krom sinter, bata magnesia-krom cair, bata magnesia-krom cair, dikisar halus dan kemudian diikat. Ia digunakan secara meluas dalam relau perapian terbuka, relau induksi, dan sebagainya. Penukar metalurgi dan lapisan relau berputar industri simen, dan sebagainya.
Dalam industri faundri, bijih kromium tidak akan berinteraksi dengan unsur lain dalam keluli cair semasa proses penuangan, mempunyai pekali pengembangan haba yang rendah, tahan terhadap penembusan logam, dan mempunyai prestasi penyejukan yang lebih baik daripada zirkon. Bijih krom untuk faundri mempunyai keperluan ketat terhadap komposisi kimia dan taburan saiz zarah.
Dalam industri kimia, penggunaan kromium yang paling langsung adalah untuk menghasilkan larutan natrium dikromat (Na2Cr2O7·H2O), dan kemudian untuk menyediakan sebatian kromium lain untuk digunakan dalam industri seperti pigmen, tekstil, penyaduran elektrik dan pembuatan kulit, serta pemangkin.
Serbuk bijih kromium yang dikisar halus merupakan agen pewarna semula jadi dalam penghasilan kaca, seramik dan jubin berlapis. Apabila natrium dikromat digunakan untuk merosakkan kulit, protein (kolagen) dan karbohidrat dalam kulit asal bertindak balas dengan bahan kimia untuk membentuk kompleks yang stabil, yang menjadi asas produk kulit. Dalam industri tekstil, natrium dikromat digunakan sebagai mordan dalam pencelupan fabrik, yang boleh melekatkan molekul pewarna pada sebatian organik dengan berkesan; ia juga boleh digunakan sebagai pengoksida dalam pembuatan pewarna dan perantaraan.
Mineral kromium
Terdapat lebih daripada 50 jenis mineral yang mengandungi kromium yang telah ditemui secara semula jadi, tetapi kebanyakannya mempunyai kandungan kromium yang rendah dan taburan berselerak, yang mempunyai nilai kegunaan perindustrian yang rendah. Mineral yang mengandungi kromium ini tergolong dalam oksida, kromat dan silikat, selain beberapa hidroksida, iodat, nitrida dan sulfida. Antaranya, mineral kromium nitrida dan kromium sulfida hanya terdapat dalam meteorit.
Sebagai spesies mineral dalam subfamili bijih kromium, kromit adalah satu-satunya mineral perindustrian kromium yang penting. Formula kimia teorinya ialah (MgFe)Cr2O4, di mana kandungan Cr2O3 menyumbang 68%, dan FeO menyumbang 32%. Dalam komposisi kimianya, kation trivalen terutamanya Cr3+, dan sering terdapat penggantian isomorfik Al3+, Fe3+ dan Mg2+, Fe2+. Dalam kromit yang dihasilkan sebenar, sebahagian daripada Fe2+ sering digantikan oleh Mg2+, dan Cr3+ digantikan oleh Al3+ dan Fe3+ pada tahap yang berbeza-beza. Tahap penggantian isomorfik yang lengkap antara pelbagai komponen kromit adalah tidak konsisten. Kation koordinasi empat peringkat terutamanya magnesium dan besi, dan penggantian isomorfik lengkap antara magnesium-besi. Mengikut kaedah empat bahagian, kromit boleh dibahagikan kepada empat subkumpulan: magnesium kromit, besi-magnesium kromit, mafik-besi kromit dan besi-kromit. Di samping itu, kromit selalunya mengandungi sedikit mangan, iaitu campuran homogen titanium, vanadium dan zink. Struktur kromit adalah jenis spinel biasa.
4. Piawaian kualiti pekatan kromium
Mengikut kaedah pemprosesan yang berbeza (pemineran dan bijih semula jadi), bijih kromium untuk metalurgi dibahagikan kepada dua jenis: bijih konsentrat (G) dan bijih bongkah (K). Lihat jadual di bawah.
Keperluan kualiti untuk bijih kromit untuk metalurgi
Teknologi pemanfaatan bijih krom
1) Pemilihan semula
Pada masa ini, pemisahan graviti menduduki kedudukan penting dalam pemanfaatan bijih kromium. Kaedah pemisahan graviti, yang menggunakan lapisan longgar dalam medium akueus sebagai kelakuan asas, masih merupakan kaedah utama untuk memperkayakan bijih kromium di seluruh dunia. Peralatan pemisahan graviti ialah pelongsor lingkaran dan penumpu emparan, dan julat saiz zarah pemprosesan agak luas. Secara amnya, perbezaan ketumpatan antara mineral kromium dan mineral gangue adalah lebih besar daripada 0.8g/cm3, dan pemisahan graviti bagi sebarang saiz zarah yang lebih besar daripada 100um boleh memuaskan. Hasilnya. Bijih ketulan kasar (100 ~ 0.5mm) disusun atau dipilih terlebih dahulu melalui pemanfaatan berat-sederhana, yang merupakan kaedah pemanfaatan yang sangat menjimatkan.
2) Pemisahan magnet
Pemisahan magnetik merupakan kaedah pemanfaatan yang merealisasikan pemisahan mineral dalam medan magnet yang tidak seragam berdasarkan perbezaan magnetik mineral dalam bijih. Kromit mempunyai sifat magnetik yang lemah dan boleh dipisahkan oleh pemisah magnetik kecerunan tinggi cincin menegak, pemisah magnetik plat basah dan peralatan lain. Pekali kerentanan magnetik khusus mineral kromium yang dihasilkan di pelbagai kawasan penghasil bijih kromium di dunia tidak jauh berbeza, dan serupa dengan pekali kerentanan magnetik khusus wolframit dan wolframit yang dihasilkan di pelbagai wilayah.
Terdapat dua situasi dalam menggunakan pemisahan magnetik untuk mendapatkan pekatan kromium gred tinggi: satu adalah untuk menyingkirkan mineral magnetik yang kuat (terutamanya magnetit) dalam bijih di bawah medan magnet yang lemah untuk meningkatkan nisbah ferokrom, dan yang satu lagi adalah untuk menggunakan medan magnet yang kuat. Pemisahan mineral gangue dan pemulihan bijih kromium (mineral magnetik lemah).
3) Pemilihan elektrik
Pemisahan elektrik ialah kaedah pemisahan bijih kromium dan mineral gangue silikat dengan menggunakan sifat elektrik mineral, seperti perbezaan kekonduksian dan pemalar dielektrik.
4) Pengapungan
Dalam proses pemisahan graviti, bijih kromit berbutir halus (-100um) sering dibuang sebagai sisa, tetapi kromit bersaiz ini masih mempunyai nilai penggunaan yang tinggi, jadi kaedah pengapungan boleh digunakan untuk mendapatkan bijih kromit berbutir halus gred rendah. Pengapungan bijih kromium dengan 20% ~40% Cr2O3 dalam sisa dan mineral serpentin, olivin, rutil dan kalsium magnesium karbonat sebagai mineral gangue. Bijih dikisar halus hingga 200μm, kaca air, fosfat, metafosfat, fluorosilikat, dan sebagainya digunakan untuk menyebarkan dan menghalang enap cemar, dan asid lemak tak tepu digunakan sebagai pengumpul. Penyebaran dan penindasan enap cemar gangue sangat penting untuk proses pengapungan. Ion logam seperti besi dan plumbum boleh mengaktifkan kromit. Apabila nilai pH buburan berada di bawah 6, kromit hampir tidak akan terapung. Pendek kata, penggunaan reagen pengapungan adalah besar, gred pekat tidak stabil, dan kadar pemulihan adalah rendah. Ca2+ dan Mg2+ yang dilarutkan daripada mineral gangue mengurangkan selektiviti proses pengapungan.
5) Pemanfaatan kimia
Kaedah kimia adalah untuk merawat secara langsung bijih kromit tertentu yang tidak dapat dipisahkan melalui kaedah fizikal atau kos kaedah fizikal yang agak tinggi. Nisbah Cr/Fe bagi pekatan yang dihasilkan melalui kaedah kimia adalah lebih tinggi daripada kaedah fizikal biasa. Kaedah kimia termasuk: larut lesap terpilih, pengurangan pengoksidaan, pemisahan leburan, larut lesap asid sulfurik dan asid kromik, penurunan dan larut lesap asid sulfurik, dan sebagainya. Gabungan kaedah fizikal-kimia dan rawatan langsung bijih kromium melalui kaedah kimia adalah salah satu trend utama dalam pemanfaatan kromit hari ini. Kaedah kimia boleh mengekstrak kromium secara langsung daripada bijih dan menghasilkan kromium karbida dan kromium oksida.
Masa siaran: 30-Apr-2021