Priroda kroma
Krom, simbol elementa Cr, atomski broj 24, relativna atomska masa 51,996, pripada prijelaznom metalu VIB skupine periodnog sustava kemijskih elemenata. Krom je prostorno centriran kubični kristal, srebrno-bijele boje, gustoće 7,1 g/cm³, talište 1860 ℃, vrelište 2680 ℃, specifični toplinski kapacitet na 25 ℃ 23,35 J/(mol·K), toplina isparavanja 342,1 kJ/mol, toplinska vodljivost 91,3 W/(m·K) (0-100°C), otpornost (20°C) 13,2 µΩ·cm, s dobrim mehaničkim svojstvima.
Postoji pet valencija kroma: +2, +3, +4, +5 i +6. U uvjetima endogenog djelovanja, krom je općenito +3 valencija. Spojevi s +trovalentnim kromom su najstabilniji. +Šestovalentni spojevi kroma, uključujući kromove soli, imaju jaka oksidacijska svojstva. Ionski radijusi Cr3+, Al3+ i Fe3+ su slični, tako da mogu imati širok raspon sličnosti. Osim toga, elementi koji se mogu zamijeniti kromom su mangan, magnezij, nikal, kobalt, cink itd., pa je krom široko rasprostranjen u mineralima magnezijevih željezovih silikata i pomoćnim mineralima.
Primjena
Krom je jedan od najčešće korištenih metala u modernoj industriji. Uglavnom se koristi u proizvodnji nehrđajućeg čelika i raznih legiranih čelika u obliku ferolegura (kao što je ferokrom). Krom ima karakteristike tvrdoće, otpornosti na habanje, otpornosti na toplinu i otpornosti na koroziju. Kromova ruda se široko koristi u metalurgiji, vatrostalnim materijalima, kemijskoj industriji i ljevaonicama.
U metalurškoj industriji, kromova ruda se uglavnom koristi za taljenje ferokroma i metalnog kroma. Krom se koristi kao aditiv za čelik za proizvodnju raznih specijalnih čelika visoke čvrstoće, otpornih na koroziju, habanje, visoke temperature i oksidaciju, kao što su nehrđajući čelik, čelik otporan na kiseline, toplinski otporan čelik, čelik za kuglične ležajeve, opružni čelik, alatni čelik itd. Krom može poboljšati mehanička svojstva i otpornost čelika na habanje. Metalni krom se uglavnom koristi za taljenje specijalnih legura s kobaltom, niklom, volframom i drugim elementima. Kromiranje i kromiranje mogu učiniti da čelik, bakar, aluminij i drugi metali formiraju površinu otpornu na koroziju, koja je sjajna i lijepa.
U vatrostalnoj industriji, kromova ruda je važan vatrostalni materijal koji se koristi za izradu kromiranih opeka, krom-magnezijskih opeka, naprednih vatrostalnih materijala i drugih posebnih vatrostalnih materijala (krom beton). Vatrostalni materijali na bazi kroma uglavnom uključuju opeke s kromovom rudom i magnezijem, sinterirani magnezij-krom klinker, rastaljene magnezij-krom opeke, rastaljene, fino mljevene, a zatim vezane magnezij-krom opeke. Široko se koriste u pećima s otvorenim ognjištem, indukcijskim pećima itd. Metalurški konvertor i obloga rotacijskih peći u cementnoj industriji itd.
U ljevaonici, kromova ruda neće stupiti u interakciju s drugim elementima u rastaljenom čeliku tijekom procesa lijevanja, ima nizak koeficijent toplinskog širenja, otporna je na prodiranje metala i ima bolje performanse hlađenja od cirkona. Kromova ruda za ljevaonicu ima stroge zahtjeve u pogledu kemijskog sastava i raspodjele veličine čestica.
U kemijskoj industriji, najizravnija upotreba kroma je za proizvodnju otopine natrijevog dikromata (Na2Cr2O7·H2O), a zatim za pripremu drugih kromovih spojeva za upotrebu u industrijama kao što su pigmenti, tekstil, galvanizacija i proizvodnja kože, kao i katalizatori.
Fino mljeveni prah kromove rude prirodno je bojilo u proizvodnji stakla, keramike i glaziranih pločica. Kada se natrijev dikromat koristi za uništavanje kože, protein (kolagen) i ugljikohidrati u izvornoj koži reagiraju s kemijskim tvarima tvoreći stabilan kompleks koji postaje osnova kožnih proizvoda. U tekstilnoj industriji natrijev dikromat se koristi kao nagrizajuće sredstvo u bojanju tkanina, koje može učinkovito vezati molekule boje na organske spojeve; također se može koristiti kao oksidans u proizvodnji boja i međuprodukata.
Mineral kroma
U prirodi je otkriveno više od 50 vrsta minerala koji sadrže krom, ali većina njih ima nizak sadržaj kroma i raspršenu rasprostranjenost, što ima nisku industrijsku uporabnu vrijednost. Ovi minerali koji sadrže krom pripadaju oksidima, kromatima i silikatima, uz nekoliko hidroksida, jodata, nitrida i sulfida. Među njima, minerali kromovog nitrida i kromovog sulfida nalaze se samo u meteoritima.
Kao mineralna vrsta u podfamiliji kromovih ruda, kromit je jedini važan industrijski mineral kroma. Teorijska kemijska formula je (MgFe)Cr2O4, u kojoj sadržaj Cr2O3 čini 68%, a FeO 32%. U svom kemijskom sastavu, trovalentni kation je uglavnom Cr3+, a često postoje izomorfne supstitucije Al3+, Fe3+ i Mg2+, Fe2+. U stvarno proizvedenom kromitu, dio Fe2+ često je zamijenjen s Mg2+, a Cr3+ je zamijenjen s Al3+ i Fe3+ u različitim stupnjevima. Potpuni stupanj izomorfne supstitucije među različitim komponentama kromita nije konzistentan. Kationi koordinacije četverostrukog reda su uglavnom magnezij i željezo, a potpuna izomorfna supstitucija je između magnezija i željeza. Prema metodi četverostruke podjele, kromit se može podijeliti u četiri podskupine: magnezijev kromit, željezo-magnezijev kromit, mafijski željezo kromit i željezo-kromit. Osim toga, kromit često sadrži malu količinu mangana, homogenu smjesu titana, vanadija i cinka. Struktura kromita je normalnog spinela.
4. Standard kvalitete kromovog koncentrata
Prema različitim metodama obrade (mineralizacija i prirodna ruda), kromova ruda za metalurgiju dijeli se na dvije vrste: koncentrat (G) i grudasta ruda (K). Vidi tablicu u nastavku.
Zahtjevi kvalitete za kromitnu rudu za metalurgiju
Tehnologija obogaćivanja kromove rude
1) Ponovni izbor
Trenutno, gravitacijsko odvajanje zauzima važno mjesto u obogaćivanju kromove rude. Metoda gravitacijskog odvajanja, koja koristi rastresito nanošenje slojeva u vodenom mediju kao osnovno ponašanje, još uvijek je glavna metoda za obogaćivanje kromove rude diljem svijeta. Oprema za gravitacijsko odvajanje je spiralni žlijeb i centrifugalni koncentrator, a raspon veličine čestica obrade je relativno širok. Općenito, razlika u gustoći između minerala kroma i minerala jalovine veća je od 0,8 g/cm3, a gravitacijsko odvajanje bilo koje veličine čestica veće od 100 μm može biti zadovoljavajuće. Rezultat. Grube grude (100 ~ 0,5 mm) rude sortiraju se ili prethodno odabiru obogaćivanjem teškim medijem, što je vrlo ekonomična metoda obogaćivanja.
2) Magnetska separacija
Magnetska separacija je metoda obogaćivanja koja ostvaruje odvajanje minerala u neujednačenom magnetskom polju na temelju magnetske razlike minerala u rudi. Kromit ima slaba magnetska svojstva i može se odvojiti vertikalnim prstenastim magnetskim separatorima visokog gradijenta, magnetskim separatorima s mokrom pločom i drugom opremom. Specifični koeficijenti magnetske susceptibilnosti minerala kroma proizvedenih u različitim područjima proizvodnje kromove rude u svijetu ne razlikuju se mnogo i slični su specifičnim koeficijentima magnetske susceptibilnosti volframita i volframita proizvedenog u različitim regijama.
Postoje dva slučaja korištenja magnetske separacije za dobivanje visokokvalitetnog koncentrata kroma: jedan je uklanjanje jakih magnetskih minerala (uglavnom magnetita) u rudi pod slabim magnetskim poljem kako bi se povećao udio ferokroma, a drugi je korištenje jakog magnetskog polja. Odvajanje minerala jalovine i izdvajanje rude kroma (slabo magnetski minerali).
3) Električni odabir
Električna separacija je metoda odvajanja kromove rude i silikatnih minerala jalovine korištenjem električnih svojstava minerala, kao što su razlike u vodljivosti i dielektričnoj konstanti.
4) Flotacija
U procesu gravitacijskog odvajanja, sitnozrnata (-100μm) kromitna ruda često se odbacuje kao jalovina, ali kromit ove veličine i dalje ima visoku iskoristivu vrijednost, pa se metoda flotacije može koristiti za izdvajanje fino granulirane kromitne rude niske kvalitete. Flotacija kromove rude s 20% ~40% Cr2O3 u jalovini i serpentinskim, olivinskim, rutilnim i kalcijevim magnezijevim karbonatom kao mineralima jalovine. Ruda se fino melje na 200μm, vodeno staklo, fosfat, metafosfat, fluorosilikat itd. koriste se za disperziju i inhibiciju mulja, a nezasićene masne kiseline koriste se kao sakupljač. Disperzija i suzbijanje mulja jalovine vrlo je važno za proces flotacije. Metalni ioni poput željeza i olova mogu aktivirati kromit. Kada je pH vrijednost suspenzije ispod 6, kromit teško pluta. Ukratko, potrošnja flotacijskog reagensa je velika, stupanj koncentrata je nestabilan, a stopa iskorištenja niska. Ca2+ i Mg2+ otopljeni iz minerala jalovine smanjuju selektivnost procesa flotacije.
5) Kemijsko obogaćivanje
Kemijska metoda je izravna obrada određene kromitne rude koja se ne može odvojiti fizikalnom metodom ili je cijena fizikalne metode relativno visoka. Omjer Cr/Fe u koncentratu proizvedenom kemijskom metodom veći je od onog kod uobičajene fizikalne metode. Kemijske metode uključuju: selektivno ispiranje, oksidacijsko-redukcijsko odvajanje, odvajanje taljenjem, ispiranje sumpornom i kromnom kiselinom, redukcijsko i sumporno-kiselo ispiranje itd. Kombinacija fizikalno-kemijskih metoda i izravna obrada kromove rude kemijskim metodama jedan su od glavnih trendova u obogaćivanju kromita danas. Kemijske metode mogu izravno izdvojiti krom iz rude i proizvesti kromov karbid i kromov oksid.
Vrijeme objave: 30. travnja 2021.