Natura chromu
Chrom, symbol pierwiastka Cr, liczba atomowa 24, względna masa atomowa 51,996, należy do pierwiastka metali przejściowych grupy VIB układu okresowego pierwiastków chemicznych.Metaliczny chrom to sześcienny kryształ skoncentrowany na ciele, srebrno-biały, gęstość 7,1 g/cm³, temperatura topnienia 1860 ℃, temperatura wrzenia 2680 ℃, ciepło właściwe przy 25 ℃ 23,35 J/(mol· K), ciepło parowania 342,1 kJ/ mol, przewodność cieplna 91,3 W/(m·K) (0-100°C), rezystywność (20°C) 13,2uΩ·cm, o dobrych właściwościach mechanicznych.
Istnieje pięć wartościowości chromu: +2, +3, +4, +5 i +6.W warunkach działania endogennego chrom ma na ogół wartościowość +3.Najbardziej stabilne są związki z trójwartościowym chromem.+Związki sześciowartościowego chromu, w tym sole chromu, mają silne właściwości utleniające.Promienie jonowe Cr3+, AI3+ i Fe3+ są podobne, więc mogą mieć szeroki zakres podobieństw.Ponadto pierwiastkami, które można zastąpić chromem, są mangan, magnez, nikiel, kobalt, cynk itp., dlatego chrom jest szeroko rozpowszechniony w minerałach krzemianowo-magnezowych i minerałach pomocniczych.
Aplikacja
Chrom jest jednym z najszerzej stosowanych metali we współczesnym przemyśle.Stosowany jest głównie w produkcji stali nierdzewnej oraz różnych stali stopowych w postaci żelazostopów (np. żelazochrom).Chrom ma właściwości twarde, odporne na zużycie, żaroodporne i odporne na korozję.Ruda chromu znajduje szerokie zastosowanie w hutnictwie, materiałach ogniotrwałych, przemyśle chemicznym i odlewniczym.
W przemyśle metalurgicznym ruda chromu wykorzystywana jest głównie do wytopu żelazochromu i chromu metalicznego.Chrom jest stosowany jako dodatek do stali do produkcji różnorodnych stali specjalnych o wysokiej wytrzymałości, odporności na korozję, ścieranie, wysoką temperaturę i utlenianie, takich jak stal nierdzewna, kwasoodporna, żaroodporna, stal łożysk kulkowych, stal sprężynowa, stal narzędziowa itp. Chrom może poprawić właściwości mechaniczne i odporność stali na zużycie.Metalowy chrom stosowany jest głównie do wytopu specjalnych stopów z kobaltem, niklem, wolframem i innymi pierwiastkami.Chromowanie i chromowanie może sprawić, że stal, miedź, aluminium i inne metale tworzą odporną na korozję powierzchnię, która jest jasna i piękna.
W przemyśle materiałów ogniotrwałych ruda chromu jest ważnym materiałem ogniotrwałym używanym do produkcji cegieł chromowych, cegieł chromowo-magnezowych, zaawansowanych materiałów ogniotrwałych i innych specjalnych materiałów ogniotrwałych (beton chromowy).Materiały ogniotrwałe na bazie chromu obejmują głównie cegły z rudą chromową i magnezją, spiekany klinkier magnezjowo-chromowy, stopione cegły magnezytowo-chromowe, stopione, drobno zmielone, a następnie związane cegły magnezyjno-chromowe.Znajdują szerokie zastosowanie w piecach martenowskich, piecach indukcyjnych itp. Wykładziny konwertorów metalurgicznych i pieców obrotowych przemysłu cementowego itp.
W przemyśle odlewniczym ruda chromu nie będzie oddziaływać z innymi pierwiastkami w roztopionej stali podczas procesu odlewania, ma niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, jest odporna na penetrację metalu i ma lepszą wydajność chłodzenia niż cyrkon.Ruda chromu dla odlewni ma surowe wymagania dotyczące składu chemicznego i rozkładu wielkości cząstek.
W przemyśle chemicznym najbardziej bezpośrednie zastosowanie chromu to wytwarzanie roztworu dichromianu sodu (Na2Cr2O7·H2O), a następnie przygotowanie innych związków chromu do zastosowania w branżach takich jak pigmenty, tekstylia, galwanotechnika, kaletnictwo, a także katalizatory .
Drobno zmielony proszek rudy chromu jest naturalnym barwnikiem w produkcji szkła, ceramiki i glazury.Kiedy dwuchromian sodu niszczy skórę, białko (kolagen) i węglowodany w oryginalnej skórze reagują z substancjami chemicznymi, tworząc stabilny kompleks, który staje się podstawą produktów skórzanych.W przemyśle tekstylnym dwuchromian sodu jest stosowany jako zaprawa do farbowania tkanin, która może skutecznie wiązać cząsteczki barwnika ze związkami organicznymi;może być również stosowany jako utleniacz w produkcji barwników i półproduktów.
Minerał chromu
Istnieje ponad 50 rodzajów minerałów zawierających chrom odkrytych w przyrodzie, ale większość z nich ma niską zawartość chromu i rozproszoną dystrybucję, co ma niską wartość użytkową w przemyśle.Te minerały zawierające chrom, oprócz kilku wodorotlenków, jodanów, azotków i siarczków, należą do tlenków, chromianów i krzemianów.Wśród nich minerały azotku chromu i siarczku chromu występują tylko w meteorytach.
Jako gatunek mineralny z podrodziny rud chromu, chromit jest jedynym ważnym przemysłowym minerałem chromu.Teoretyczny wzór chemiczny to (MgFe)Cr2O4, w którym zawartość Cr2O3 stanowi 68%, a FeO 32%.W jego składzie chemicznym kation trójwartościowy to głównie Cr3+, często występują tu podstawienia izomorficzne Al3+, Fe3+ i Mg2+, Fe2+.W faktycznie produkowanym chromicie część Fe2+ jest często zastępowana przez Mg2+, a Cr3+ przez Al3+ i Fe3+ w różnym stopniu.Całkowity stopień podstawienia izomorficznego pomiędzy różnymi składnikami chromitu nie jest spójny.Czterorzędowe kationy koordynacyjne to głównie magnez i żelazo oraz całkowite podstawienie izomorficzne między magnezem a żelazem.Zgodnie z metodą czteropodziałową chromit można podzielić na cztery podgrupy: chromit magnezowy, chromit żelazowo-magnezowy, chromit żelazowo-żelazowy i chromit żelazowo-żelazowy.Ponadto chromit często zawiera niewielką ilość manganu, jednorodną mieszaninę tytanu, wanadu i cynku.Struktura chromitu jest typu normalnego spinelu.
4. Standard jakości koncentratu chromu
W zależności od różnych metod przeróbki (mineralizacja i ruda naturalna), rudę chromu dla hutnictwa dzieli się na dwa rodzaje: koncentrat (G) i bryłę (K).Zobacz tabelę poniżej.
Wymagania jakościowe dla rudy chromitu dla hutnictwa
Technologia wzbogacania rudy chromu
1) Ponowny wybór
Obecnie separacja grawitacyjna zajmuje ważne miejsce we wzbogacaniu rudy chromu.Metoda separacji grawitacyjnej, która wykorzystuje luźne warstwy w środowisku wodnym jako podstawowe zachowanie, jest nadal główną metodą wzbogacania rudy chromu na całym świecie.Sprzęt do separacji grawitacyjnej to spiralny zsyp i koncentrator odśrodkowy, a zakres wielkości cząstek przetwarzanych jest stosunkowo szeroki.Ogólnie różnica gęstości między minerałami chromu a minerałami skały płonnej jest większa niż 0,8 g/cm3, a rozdział grawitacyjny dowolnej wielkości cząstek większej niż 100 μm może być zadowalający.wynik.Ruda gruboziarnista (100 ~ 0,5 mm) jest sortowana lub wstępnie selekcjonowana przez wzbogacanie w sposób ciężki-średni, co jest bardzo ekonomiczną metodą wzbogacania.
2) Separacja magnetyczna
Separacja magnetyczna to metoda wzbogacania, która polega na separacji minerałów w niejednorodnym polu magnetycznym w oparciu o różnicę magnetyczną minerałów w rudzie.Chromit ma słabe właściwości magnetyczne i może być oddzielany za pomocą pionowych pierścieniowych separatorów magnetycznych o wysokim gradiencie, separatorów magnetycznych z mokrą płytą i innych urządzeń.Specyficzne współczynniki podatności magnetycznej minerałów chromu wytwarzanych w różnych rejonach produkujących rudy chromu na świecie nie różnią się zbytnio i są zbliżone do specyficznych współczynników podatności magnetycznej wolframitu i wolframitu wytwarzanych w różnych regionach.
Istnieją dwie sytuacje w stosowaniu separacji magnetycznej w celu uzyskania wysokiej jakości koncentratu chromu: pierwsza polega na usunięciu silnych minerałów magnetycznych (głównie magnetytu) w rudzie w słabym polu magnetycznym w celu zwiększenia stosunku ferrochromu, a druga to zastosowanie silne pole magnetyczne.Separacja minerałów skały płonnej i odzyskiwanie rudy chromu (minerały słabo magnetyczne).
3) Wybór elektryczny
Separacja elektryczna to metoda oddzielania minerałów rudy chromu i skały płonnej krzemianu przy użyciu właściwości elektrycznych minerałów, takich jak różnice w przewodności i stałej dielektrycznej.
4) Flotacja
W procesie separacji grawitacyjnej drobnoziarnista (-100um) ruda chromitu jest często odrzucana jako odpady przeróbcze, ale chromit o tej wielkości nadal ma wysoką wartość wykorzystania, więc metodę flotacji można stosować do niskogatunkowej drobnej ziarnistej rudy chromitowej zostanie odzyskany.Flotacja rudy chromu z 20% ~ 40% Cr2O3 w odpadach i minerałów serpentynowych, oliwinowych, rutylowych i wapniowo-magnezowych jako minerałów skały płonnej.Ruda jest drobno zmielona do 200 μm, szkło wodne, fosforany, metafosforany, fluorokrzemiany itp. są używane do rozpraszania i hamowania osadu, a nienasycony kwas tłuszczowy jest używany jako kolektor.Dyspersja i tłumienie osadu skały płonnej jest bardzo ważne w procesie flotacji.Jony metali, takich jak żelazo i ołów, mogą aktywować chromit.Gdy wartość pH gnojowicy jest poniżej 6, chromit prawie nie unosi się.Krótko mówiąc, zużycie odczynnika flotacyjnego jest duże, stopień koncentratu jest niestabilny, a stopień odzysku jest niski.Ca2+ i Mg2+ rozpuszczone z minerałów skały płonnej zmniejszają selektywność procesu flotacji.
5) Wzbogacanie chemiczne
Metoda chemiczna polega na bezpośredniej obróbce niektórych rud chromitu, których nie można oddzielić metodą fizyczną lub których koszt metody fizycznej jest stosunkowo wysoki.Stosunek Cr/Fe w koncentracie wytworzonym metodą chemiczną jest wyższy niż w przypadku zwykłej metody fizycznej.Metody chemiczne obejmują: selektywne ługowanie, redukcję utleniania, separację przez topienie, ługowanie kwasem siarkowym i kwasem chromowym, ługowanie redukcyjne i kwas siarkowy itp. Połączenie metod fizykochemicznych z bezpośrednią obróbką rudy chromu metodami chemicznymi jest jednym z głównych współczesne trendy we wzbogacaniu chromitu.Metody chemiczne mogą bezpośrednio wydobywać chrom z rudy i wytwarzać węglik chromu i tlenek chromu.
Czas publikacji: 30 kwietnia-2021