Structura și compoziția metalului
La o temperatură de 20 ° C și o presiune de 1 atm. Cromul este un metal solid de culoare albastru-albastru, cu un luciu puternic. Proprietățile sale fizice depind foarte mult de impurități. De aceea, de exemplu, a fost atât de dificil de determinat temperatura de topire a metalului: datorită celor mai mici aditivi de azot, valoarea a variat dramatic.
Același lucru este valabil și pentru alte proprietăți fizice. Astfel, cromul cel mai pur este metalic vâscos, vâscos, destul de vâscos, în timp ce conține impurități nesemnificative de carbon sau azot, devine fragil și fragil.
Tranzițiile de fază ale cromului nu sunt comune. Se cristalizează pentru a forma o latură cubică centrată pe corp.
- La o temperatură de 1830 ° C și anumite condiții, este posibil să se obțină o modificare a rețelei centrate pe față.
- La o temperatură de 312 K, metalul trece de la starea paramagnetică la cea antiferromagnetică. La o temperatură în regiunea de 220 K, se înregistrează încă o tranziție, trecând fără a schimba structura.
Apoi, vom lua în considerare extracția și producția de metale, electrolitice și alte tipuri de crom în Rusia și în lume.
Producția sa
În 1796, profesorul de chimie Vokelen a studiat mineralul pentru o lungă perioadă de timp și, în cele din urmă, a izolat cristale de argint gri de un metal necunoscut. Metalul a fost numit crom - din vopsea greacă, deoarece cu substanțe diferite a dat compuși de toate culorile curcubeului.
Valoarea metalică industrială a primit mult mai târziu.
Găsirea în natură și mineritul crom
Chromitul are o culoare aproape neagră, un luciu metalic specific, forma de apariție fiind un masiv solid. Cromul este un metal de pietre de pământ adânc, astfel încât depozitele bogate în metal tind să aibă o origine magmatică. Liderul stocului de minereu de fier cromat este Africa de Sud - pe teritoriul său se concentrează aproximativ 76% din rezervele explorate. Pe locul doi se află Kazahstanul, unde depozitul se dezvoltă încă din 1930.
În sine este cromatică, adică o legătură cu fierul. este rar. De cele mai multe ori au alte 3 tipuri de minerale:
- Manitocromit - săruri de fier și magneziu;
- hrompikotit;
- cromit de aluminiu - compoziția este de asemenea din aluminiu.
Există până la 20 de tipuri diferite de cromite - clorit de crom, fuchsit, diopside cromat, granat cromat și altele. Cu toate acestea, ele nu au importanță industrială. Promițătoare pentru dezvoltare este o minereu care conține cel puțin 40% crom.
Obțineți minereu cromat prin metoda mea folosind explozii direcționate. Din mine, se extrage într-un amestec cu alte minereuri și roci goale. Separarea primară se efectuează pe o centrifugă în lichide grele. Pentru aceasta, ferosiliciul este încărcat în tamburul de separare. Când rotiți rocile sterile, deoarece greutatea sa este mai mică decât cea a ferosiliciu, va pluti, și crom - pentru a aduna la partea de jos.
Clorul cromat este aproape niciodată îmbogățit. Aproximativ 70% din acestea sunt utilizate pentru fabricarea aliajelor de oțel cu crom, iar 30% pentru cromarea în ateliere speciale.
Tehnologia producției
Principala materie primă din producția de metale este minereul de fier cromit. Tehnologia de producție este destul de complicată, dar este mai ușor comparativ cu obținerea cromului din crocotit. În scopuri industriale, pentru a produce un metal cu o fracție de masă de 98,9-99,2% - acest lucru este suficient pentru oțelurile aliate. Pentru a obține cromul chimic pur, se utilizează și alte metode.
Metoda aluminothermică
Topirea se efectuează într-un arbore de topire înclinat, montat pe un cărucior special. Mina este căptușită cu cărămidă de magnezit. În prima etapă, 150-250 kg de încărcare sunt încărcate în arbore, apoi amestecul de aprindere este adăugat și aprins. De îndată ce procesul are un caracter constant, încărcarea este efectuată în mod continuu.
- Înainte de încărcare, încărcarea se agită într-un separator de cilindru timp de cel puțin 30 de minute. Compoziție Charge este după cum urmează: cromic concentrat - cu o cotă totală de oxid de crom de peste 58,5% din oxid de crom, pulbere de aluminiu și azotat de sodiu. Adăugați zgură de cromat cu o granulație de 0,3-0,8 mm, acționează ca un balast. Când amestecul de aprindere este aprins, se încep reacțiile de reducere a oxizilor de aluminiu și descompunerea nitraților. Acestea sunt aditivul termit, furnizând căldura lipsă.
- De-a lungul topirii, încărcarea încărcăturii este efectuată de către ascensor astfel încât încărcătura să fie acoperită cu un strat subțire al oglinzii de topire.
- La sfârșitul procesului, împreună cu ultimele porțiuni din materia primă se adaugă un flux de 200-250 kg. În această calitate, se utilizează var - cu o granulație de până la 3 mm: varul susține condițiile cinetice ale reacției și facilitează extracția cromului metalic.
- Topirea durează aproximativ 12-20 de minute.
- La sfârșitul topirii, are loc 2-3 minute de înmuiere, iar apoi primul mucegai este turnat în matriță - un strat de 200-300 mm. Apoi, arborele de topire este readus în poziția inițială și după 1-2 minute metalul și zgura sunt drenate.
- După răcire, blocul de zgură și crom este scos din lingou și transferat la tăiere.
Topirea metaletermică
- Topirea este efectuată în unitatea de cuptor electric, arborele de cotitură, căptușit cu cărămizi de magnezit.
- Taxa încărcată diferențiată și constă din 3 părți: glow - 200 kg concentrat, crom, 60 kg de pulbere de aluminiu și 35 kg de nitrat de sodiu, minereu - 875 kg de concentrat și 370 kg de var, reconstructive - 725 kg de concentrat și 442 kg de pulbere de aluminiu.
- Partea de aprindere este pre-topită. Cuptorul electric este apoi pornit și porțiunea de minereu a încărcăturii este introdusă treptat. Topirea durează 1,5-2 ore, după care topitura este încălzită timp de încă 10-15 minute.
- Cuptorul este oprit, iar arborele de topire este deplasat în camera de topire în care o parte de reducere a încărcăturii este încărcat din buncăr. Se încarcă durează 3-5 minute și apoi topitura este menținută timp de încă 3-5 minute pentru a finaliza procesul de recuperare, apoi la zgură și aliajul este turnat în matriță.
Aliajul astfel obținut conține până la 80% crom.
Metoda de laborator pentru fabricarea cromului este descrisă mai jos.
Metoda de laborator
Metalul chimic pur este produs prin metoda electrolitică în condiții de laborator. În acest scop, o soluție de anhidridă cromică este supusă electrolizei în prezența acidului sulfuric. În același timp, evoluția hidrogenului și precipitarea cromului pur metalic are loc pe catozi.
Metalul chimic pur este folosit destul de rar în lucrări foarte speciale. Pentru cromare, metalul obținut prin metoda aluminotermică este destul de potrivit.
Apoi, producătorii de crom în Rusia și în lume sunt luați în considerare.
Producători celebri
Aproximativ 70% din cromitul produs în lume este utilizat intern pentru a produce ferocrom. Acesta din urmă este un articol de export. În consecință, liderii producției de metale includ țările cu cele mai mari rezerve de minereu de crom.
Astăzi, patru țări domină producția: Africa de Sud, Kazahstan, India și China. Primele trei produc aproximativ 70% din ferocromul total. Cu toate acestea, companiile miniere chineze le împing în mod activ.
Extracția și producția de crom - procesul este destul de greu și scump, astfel încât produsul final are un cost impresionant. Cu toate acestea, cererea pentru aceasta este foarte stabilă, deoarece cromul este un element obligatoriu de aliere în producerea oțelurilor inoxidabile și rezistente la căldură.
StroyRes.NET este o revistă online despre materialele de construcție. Aici veți găsi descrierea acestora și proprietățile fizice și chimice. Vorbim despre sferele de aplicare cu lecții practice și, de asemenea, se referă la problemele de producție, livrare și stocare a materialelor.