Hroma būtība
Hroms, elementa simbols Cr, atomskaitlis 24, relatīvā atommasa 51,996, pieder pie ķīmisko elementu periodiskās tabulas VIB grupas pārejas metāla elementa.Hroma metāls ir uz ķermeni centrēts kubiskais kristāls, sudrabbalts, blīvums 7,1g/cm³, kušanas temperatūra 1860℃, viršanas temperatūra 2680℃, īpatnējā siltumietilpība pie 25℃ 23,35J/(mol·K), iztvaikošanas siltums 342,1kJ/ mol, siltumvadītspēja 91.3 W/(m·K) (0-100°C), pretestība (20°C) 13.2uΩ·cm, ar labām mehāniskajām īpašībām.
Ir piecas hroma valences: +2, +3, +4, +5 un +6.Endogēnās iedarbības apstākļos hromam parasti ir +3 valence.Savienojumi ar +trīsvērtīgo hromu ir visstabilākie.+Sešvērtīgajiem hroma savienojumiem, ieskaitot hroma sāļus, ir spēcīgas oksidējošas īpašības.Cr3+, AI3+ un Fe3+ jonu rādiusi ir līdzīgi, tāpēc tiem var būt daudz līdzību.Turklāt elementi, kurus var aizstāt ar hromu, ir mangāns, magnijs, niķelis, kobalts, cinks utt., tāpēc hroms ir plaši izplatīts magnija dzelzs silikāta minerālos un palīgminerāļos.
Pieteikums
Hroms ir viens no visplašāk izmantotajiem metāliem mūsdienu rūpniecībā.To galvenokārt izmanto nerūsējošā tērauda un dažādu leģētu tēraudu ražošanā ferosakausējumu (piemēram, ferohroma) veidā.Hromam ir tādas īpašības kā ciets, nodilumizturīgs, karstumizturīgs un izturīgs pret koroziju.Hroma rūda tiek plaši izmantota metalurģijā, ugunsizturīgos materiālos, ķīmiskajā rūpniecībā un lietuvju rūpniecībā.
Metalurģijas rūpniecībā hroma rūdu galvenokārt izmanto ferohroma un metāliskā hroma kausēšanai.Hromu izmanto kā tērauda piedevu, lai ražotu dažādus augstas stiprības, korozijizturīgus, nodilumizturīgus, augstas temperatūras un oksidācijas izturīgus īpašus tēraudus, piemēram, nerūsējošo tēraudu, skābes izturīgu tēraudu, karstumizturīgu tēraudu, lodīšu gultņu tērauds, atsperu tērauds, instrumentu tērauds utt. Hroms var uzlabot tērauda mehāniskās īpašības un nodilumizturību.Metāla hromu galvenokārt izmanto īpašu sakausējumu kausēšanai ar kobaltu, niķeli, volframu un citiem elementiem.Hromēšana un hromēšana var padarīt tēraudu, varu, alumīniju un citus metālus pret koroziju izturīgu virsmu, kas ir gaiša un skaista.
Ugunsizturīgo rūpniecībā hroma rūda ir svarīgs ugunsizturīgs materiāls, ko izmanto hroma ķieģeļu, hroma magnēzija ķieģeļu, progresīvu ugunsizturīgo materiālu un citu īpašu ugunsizturīgu materiālu (hroma betona) ražošanai.Uz hroma bāzes izgatavotie ugunsizturīgie materiāli galvenokārt ietver ķieģeļus ar hroma rūdu un magnēziju, saķepinātu magnēzija-hroma klinkeru, kausētus magnēzija-hroma ķieģeļus, kausētus, smalki samaltus un pēc tam savienotus magnēzija-hroma ķieģeļus.Tos plaši izmanto atvērtā kamīna krāsnīs, indukcijas krāsnīs utt. Cementa rūpniecības metalurģijas pārveidotājs un rotācijas krāsns oderējums utt.
Liešanas nozarē hroma rūda neiedarbosies ar citiem elementiem izkausētā tēraudā liešanas procesā, tai ir zems termiskās izplešanās koeficients, tā ir izturīga pret metāla iespiešanos un labāka dzesēšanas veiktspēja nekā cirkons.Hroma rūdai lietuvei ir stingras prasības ķīmiskajam sastāvam un daļiņu izmēra sadalījumam.
Ķīmiskajā rūpniecībā hroma vistiešākā izmantošana ir nātrija dihromāta (Na2Cr2O7·H2O) šķīduma ražošana un pēc tam citu hroma savienojumu sagatavošana izmantošanai tādās nozarēs kā pigmenti, tekstilizstrādājumi, galvanizācija un ādas ražošana, kā arī katalizatori. .
Smalki samaltais hroma rūdas pulveris ir dabiska krāsviela stikla, keramikas un glazēto flīžu ražošanā.Ja nātrija dihromātu izmanto ādas postīšanai, olbaltumvielas (kolagēns) un ogļhidrāti sākotnējā ādā reaģē ar ķīmiskām vielām, veidojot stabilu kompleksu, kas kļūst par ādas izstrādājumu pamatu.Tekstilrūpniecībā nātrija dihromātu izmanto kā kodinātāju audumu krāsošanā, kas var efektīvi piesaistīt krāsvielu molekulas organiskajiem savienojumiem;to var izmantot arī kā oksidantu krāsvielu un starpproduktu ražošanā.
Hroma minerāls
Dabā ir atklāti vairāk nekā 50 hromu saturošu minerālu veidi, taču lielākajai daļai no tiem ir zems hroma saturs un izkliedēta izplatība, kam ir zema rūpnieciskā izmantošanas vērtība.Šie hromu saturošie minerāli pieder pie oksīdiem, hromātiem un silikātiem, papildus dažiem hidroksīdiem, jodātiem, nitrīdiem un sulfīdiem.Starp tiem hroma nitrīds un hroma sulfīda minerāli ir atrodami tikai meteorītos.
Kā minerālu suga hroma rūdu apakšgrupā hromīts ir vienīgais svarīgais rūpnieciskais hroma minerāls.Teorētiskā ķīmiskā formula ir (MgFe)Cr2O4, kurā Cr2O3 saturs veido 68%, bet FeO veido 32%.Savā ķīmiskajā sastāvā trīsvērtīgais katjons galvenokārt ir Cr3+, un bieži vien ir Al3+, Fe3+ un Mg2+, Fe2+ izomorfās aizvietošanas.Faktiski ražotajā hromītā daļa Fe2+ bieži tiek aizstāta ar Mg2+, un Cr3+ dažādās pakāpēs tiek aizstāts ar Al3+ un Fe3+.Pilnīga izomorfās aizstāšanas pakāpe starp dažādām hromīta sastāvdaļām nav konsekventa.Četru kārtu koordinācijas katjoni galvenokārt ir magnijs un dzelzs, un pilnīga magnija-dzelzs izomorfā aizstāšana.Saskaņā ar četru dalīšanas metodi hromītu var iedalīt četrās apakšgrupās: magnija hromīts, dzelzs-magnija hromīts, mafiskais-dzelzs hromīts un dzelzs-hromīts.Turklāt hromīts bieži satur nelielu daudzumu mangāna, Homogēns titāna, vanādija un cinka maisījums.Hromīta struktūra ir normāla spineļa tipa.
4. Hroma koncentrāta kvalitātes standarts
Atbilstoši dažādām apstrādes metodēm (mineralizācija un dabiskā rūda) metalurģijai paredzēto hroma rūdu iedala divos veidos: koncentrātā (G) un vienreizējā rūdā (K).Skatiet tabulu zemāk.
Kvalitātes prasības hromīta rūdai metalurģijai
Hromas rūdas bagātināšanas tehnoloģija
1) Pārvēlēšana
Pašlaik gravitācijas separācija ieņem nozīmīgu vietu hroma rūdas ieguvē.Gravitācijas atdalīšanas metode, kuras pamatā ir vaļīgs slāņojums ūdens vidē, joprojām ir galvenā hroma rūdas bagātināšanas metode visā pasaulē.Gravitācijas atdalīšanas iekārta ir spirālveida tekne un centrbēdzes koncentrators, un apstrādes daļiņu izmēru diapazons ir salīdzinoši plašs.Parasti blīvuma atšķirība starp hroma minerāliem un sēņu minerāliem ir lielāka par 0,8 g/cm3, un jebkuras daļiņas, kas lielākas par 100 um, gravitācijas atdalīšana var būt apmierinoša.rezultāts.Rupjos gabaliņos (100 ~ 0,5 mm) rūda tiek šķirota vai iepriekš atlasīta, izmantojot smago-vidējo bagātināšanas metodi, kas ir ļoti ekonomiska ieguves metode.
2) Magnētiskā atdalīšana
Magnētiskā atdalīšana ir bagātināšanas metode, kas realizē minerālu atdalīšanu nevienmērīgā magnētiskajā laukā, pamatojoties uz rūdas minerālu magnētisko atšķirību.Hromītam ir vājas magnētiskās īpašības, un to var atdalīt ar vertikāliem gredzeniem ar augstu gradientu magnētiskajiem separatoriem, slapjo plākšņu magnētiskajiem separatoriem un citām iekārtām.Dažādos pasaules hroma rūdas ražošanas apgabalos ražoto hroma minerālu specifiskie magnētiskās jutības koeficienti nav īpaši atšķirīgi un ir līdzīgi dažādos reģionos ražoto volframīta un volframīta specifiskajiem magnētiskās jutības koeficientiem.
Ir divas situācijas, izmantojot magnētisko atdalīšanu, lai iegūtu augstas kvalitātes hroma koncentrātu: viena ir spēcīga magnētiskā minerāla (galvenokārt magnetīta) noņemšana rūdā vājā magnētiskā lauka ietekmē, lai palielinātu ferohroma attiecību, un otrā ir izmantot spēcīgs magnētiskais lauks.Grupas minerālu atdalīšana un hroma rūdas (vāji magnētisko minerālu) atgūšana.
3) Elektriskā izvēle
Elektriskā atdalīšana ir hroma rūdas un silikāta slāņa minerālu atdalīšanas metode, izmantojot minerālu elektriskās īpašības, piemēram, atšķirības vadītspējā un dielektriskajā konstantē.
4) Flotācija
Gravitācijas atdalīšanas procesā smalkgraudaina (-100 um) hromīta rūda bieži tiek izmesta kā atliekas, taču šāda izmēra hromītam joprojām ir augsta izmantošanas vērtība, tāpēc flotācijas metodi var izmantot zemas kvalitātes smalkai granulētai hromīta rūdai. tiek atgūts.Hroma rūdas flotācija ar 20% ~ 40% Cr2O3 atslāņojumos un serpentīna, olivīna, rutila un kalcija magnija karbonāta minerāli kā sēņu minerāli.Rūdu smalki sasmalcina līdz 200 μm, dūņu izkliedēšanai un inhibēšanai izmanto ūdens stiklu, fosfātu, metafosfātu, fluorsilikātu u.c., bet kā savācēju izmanto nepiesātinātās taukskābes.Sēņu dūņu izkliedēšana un slāpēšana ir ļoti svarīga flotācijas procesā.Metālu joni, piemēram, dzelzs un svins, var aktivizēt hromītu.Ja vircas pH vērtība ir zem 6, hromīts gandrīz nepeldēs.Īsāk sakot, flotācijas reaģenta patēriņš ir liels, koncentrāta pakāpe ir nestabila un reģenerācijas ātrums ir zems.Ca2+ un Mg2+, kas izšķīdināti no sēņu minerāliem, samazina flotācijas procesa selektivitāti.
5) Ķīmiskā bagātināšana
Ķīmiskā metode ir noteikta hromīta rūdas tieša apstrāde, ko nevar atdalīt ar fizisku metodi vai fizikālās metodes izmaksas ir salīdzinoši augstas.Ar ķīmisko metodi ražotā koncentrāta Cr/Fe attiecība ir augstāka nekā ar parasto fizikālo metodi.Ķīmiskās metodes ietver: selektīvo izskalošanu, oksidācijas reducēšanu, kausēšanas atdalīšanu, sērskābes un hromskābes izskalošanu, reducēšanu un sērskābes izskalošanos utt. Fizikāli ķīmisko metožu kombinācija un tieša hroma rūdas apstrāde ar ķīmiskām metodēm ir viena no galvenajām. hromīta bagātināšanas tendences mūsdienās.Ķīmiskās metodes var tieši iegūt hromu no rūdas un iegūt hroma karbīdu un hroma oksīdu.
Publicēšanas laiks: 30. aprīlis 2021