Die Natur des Chroms
Chrom, Elementsymbol Cr, Ordnungszahl 24, relative Atommasse 51,996, gehört zu den Übergangsmetallelementen der Gruppe VIB des Periodensystems der chemischen Elemente.Chrommetall ist ein kubisch-raumzentrierter Kristall, silberweiß, Dichte 7,1 g/cm³, Schmelzpunkt 1860℃, Siedepunkt 2680℃, spezifische Wärmekapazität bei 25℃ 23,35 J/(mol·K), Verdampfungswärme 342,1 kJ/ mol, Wärmeleitfähigkeit 91,3 W/(m·K) (0-100 °C), spezifischer Widerstand (20 °C) 13,2 uΩ·cm, mit guten mechanischen Eigenschaften.
Es gibt fünf Wertigkeiten von Chrom: +2, +3, +4, +5 und +6.Unter den Bedingungen der endogenen Wirkung ist Chrom im allgemeinen +3-wertig.Verbindungen mit +dreiwertigem Chrom sind am stabilsten.+Sechswertige Chromverbindungen, einschließlich Chromsalze, haben stark oxidierende Eigenschaften.Die Ionenradien von Cr3+, AI3+ und Fe3+ sind ähnlich, sodass sie eine Vielzahl von Ähnlichkeiten aufweisen können.Darüber hinaus sind die Elemente, die durch Chrom ersetzt werden können, Mangan, Magnesium, Nickel, Kobalt, Zink usw., sodass Chrom in Magnesium-Eisensilikatmineralien und Begleitmineralien weit verbreitet ist.
Anwendung
Chrom ist eines der am häufigsten verwendeten Metalle in der modernen Industrie.Es wird hauptsächlich bei der Herstellung von Edelstahl und verschiedenen legierten Stählen in Form von Ferrolegierungen (z. B. Ferrochrom) verwendet.Chrom hat die Eigenschaften hart, verschleißfest, hitzebeständig und korrosionsbeständig.Chromerz wird häufig in der Metallurgie, in feuerfesten Materialien, in der chemischen Industrie und in der Gießereiindustrie verwendet.
Chromerz wird in der Hüttenindustrie hauptsächlich zum Schmelzen von Ferrochrom und metallischem Chrom verwendet.Chrom wird als Stahlzusatz zur Herstellung einer Vielzahl hochfester, korrosionsbeständiger, verschleißfester, hochtemperatur- und oxidationsbeständiger Spezialstähle wie Edelstahl, säurebeständiger Stahl, hitzebeständiger Stahl, Kugellagerstahl, Federstahl, Werkzeugstahl usw. Chrom kann die mechanischen Eigenschaften und die Verschleißfestigkeit von Stahl verbessern.Das Metall Chrom wird hauptsächlich zum Schmelzen von Speziallegierungen mit Kobalt, Nickel, Wolfram und anderen Elementen verwendet.Durch Verchromen und Verchromen können Stahl, Kupfer, Aluminium und andere Metalle eine korrosionsbeständige Oberfläche bilden, die hell und schön ist.
In der Feuerfestindustrie ist Chromerz ein wichtiges feuerfestes Material, das zur Herstellung von Chromsteinen, Chrom-Magnesia-Steinen, fortschrittlichen feuerfesten Materialien und anderen speziellen feuerfesten Materialien (Chrombeton) verwendet wird.Feuerfeste Materialien auf Chrombasis umfassen hauptsächlich Steine mit Chromerz und Magnesia, gesinterten Magnesia-Chrom-Klinker, geschmolzene Magnesia-Chrom-Steine, geschmolzene, fein gemahlene und dann gebundene Magnesia-Chrom-Steine.Sie werden häufig in Herdöfen, Induktionsöfen usw. verwendet. Metallurgische Konverter und Drehofenauskleidungen in der Zementindustrie usw.
In der Gießereiindustrie interagiert Chromerz während des Gießvorgangs nicht mit anderen Elementen in geschmolzenem Stahl, hat einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, ist beständig gegen Metalldurchdringung und hat eine bessere Kühlleistung als Zirkon.Chromerz für Gießereien hat strenge Anforderungen an die chemische Zusammensetzung und Partikelgrößenverteilung.
In der chemischen Industrie wird Chrom am direktesten zur Herstellung von Natriumdichromat (Na2Cr2O7·H2O)-Lösung und dann zur Herstellung anderer Chromverbindungen zur Verwendung in Industrien wie Pigmenten, Textilien, Galvanik und Lederherstellung sowie als Katalysatoren verwendet .
Das fein gemahlene Chromerzpulver ist ein natürlicher Farbstoff bei der Herstellung von Glas, Keramik und glasierten Fliesen.Wenn Natriumdichromat verwendet wird, um Leder zu zerstören, reagieren das Protein (Kollagen) und die Kohlenhydrate im ursprünglichen Leder mit chemischen Substanzen, um einen stabilen Komplex zu bilden, der die Grundlage von Lederprodukten bildet.In der Textilindustrie wird Natriumdichromat als Beizmittel beim Färben von Stoffen verwendet, das Farbstoffmoleküle effektiv an organische Verbindungen binden kann;es kann auch als Oxidationsmittel bei der Herstellung von Farbstoffen und Zwischenprodukten verwendet werden.
Chrommineral
Es gibt mehr als 50 Arten von chromhaltigen Mineralien, die in der Natur entdeckt wurden, aber die meisten von ihnen haben einen geringen Chromgehalt und eine verstreute Verteilung, was einen geringen industriellen Nutzwert hat.Diese chromhaltigen Mineralien gehören neben einigen Hydroxiden, Jodaten, Nitriden und Sulfiden zu den Oxiden, Chromaten und Silikaten.Unter ihnen kommen Chromnitrid- und Chromsulfidmineralien nur in Meteoriten vor.
Als Mineralart in der Chromerz-Unterfamilie ist Chromit das einzige wichtige Industriemineral von Chrom.Die theoretische chemische Formel lautet (MgFe)Cr2O4, wobei der Cr2O3-Gehalt 68 % und der FeO-Gehalt 32 % ausmacht.In seiner chemischen Zusammensetzung ist das dreiwertige Kation hauptsächlich Cr3+, und es gibt oft isomorphe Substitutionen Al3+, Fe3+ und Mg2+, Fe2+.Im tatsächlich hergestellten Chromit ist häufig ein Teil von Fe2+ durch Mg2+ und Cr3+ in unterschiedlichem Maße durch Al3+ und Fe3+ ersetzt.Der vollständige Grad der isomorphen Substitution zwischen den verschiedenen Komponenten von Chromit ist nicht konsistent.Die Koordinationskationen vierter Ordnung sind hauptsächlich Magnesium und Eisen und die vollständige isomorphe Substitution zwischen Magnesium-Eisen.Nach der Vierteilungsmethode kann Chromit in vier Untergruppen eingeteilt werden: Magnesiumchromit, Eisen-Magnesium-Chromit, Mafisch-Eisen-Chromit und Eisen-Chromit.Darüber hinaus enthält Chromit oft eine kleine Menge Mangan, eine homogene Mischung aus Titan, Vanadium und Zink.Die Struktur von Chromit ist vom normalen Spinelltyp.
4. Qualitätsstandard von Chromkonzentrat
Nach verschiedenen Verarbeitungsmethoden (Mineralisierung und natürliches Erz) wird Chromerz für die Metallurgie in zwei Arten unterteilt: Konzentrat (G) und Stückerz (K).Siehe Tabelle unten.
Qualitätsanforderungen an Chromerz für die Metallurgie
Chromerz-Aufbereitungstechnologie
1) Wiederwahl
Gegenwärtig nimmt die Schwerkrafttrennung eine wichtige Stellung bei der Aufbereitung von Chromerz ein.Das Schwerkraft-Trennverfahren, das als Grundverhalten die lockere Schichtung im wässrigen Medium nutzt, ist nach wie vor weltweit das Hauptverfahren zur Anreicherung von Chromerz.Die Schwerkraft-Trennausrüstung ist eine Spiralrutsche und ein Zentrifugalkonzentrator, und der Bereich der Verarbeitungspartikelgröße ist relativ breit.Im Allgemeinen ist der Dichteunterschied zwischen Chrommineralien und Gangmineralien größer als 0,8 g/cm3, und die Schwerkrafttrennung jeder Partikelgröße von mehr als 100 um kann zufriedenstellend sein.das Ergebnis von.Grobklumpenerz (100 ~ 0,5 mm) wird durch schwere bis mittlere Aufbereitung sortiert oder vorselektiert, was eine sehr wirtschaftliche Aufbereitungsmethode ist.
2) Magnetische Trennung
Die magnetische Trennung ist eine Aufbereitungsmethode, die die Trennung von Mineralien in einem ungleichmäßigen Magnetfeld basierend auf der magnetischen Differenz der Mineralien im Erz realisiert.Chromit hat schwache magnetische Eigenschaften und kann durch Hochgradienten-Magnetabscheider mit vertikalem Ring, Magnetabscheider mit nassen Platten und andere Geräte abgetrennt werden.Die spezifischen magnetischen Suszeptibilitätskoeffizienten von Chrommineralien, die in verschiedenen Chromerz produzierenden Gebieten der Welt produziert werden, unterscheiden sich nicht sehr und sind ähnlich den spezifischen magnetischen Suszeptibilitätskoeffizienten von Wolframit und Wolframit, die in verschiedenen Regionen produziert werden.
Es gibt zwei Situationen bei der Verwendung der magnetischen Trennung, um hochgradiges Chromkonzentrat zu erhalten: Eine besteht darin, die stark magnetischen Mineralien (hauptsächlich Magnetit) im Erz unter einem schwachen Magnetfeld zu entfernen, um das Verhältnis von Ferrochrom zu erhöhen, und die andere besteht darin, a starkes Magnetfeld.Abtrennung von Gangmineralien und Rückgewinnung von Chromerz (schwach magnetische Mineralien).
3) Elektrische Auswahl
Die elektrische Trennung ist ein Verfahren zur Trennung von Chromerz und Silikat-Gangmineralien unter Verwendung der elektrischen Eigenschaften von Mineralien, wie z. B. Unterschiede in der Leitfähigkeit und Dielektrizitätskonstante.
4) Flotation
Bei der Schwerkrafttrennung wird feinkörniges (-100 um) Chromit-Erz oft als Tailings entsorgt, aber das Chromit dieser Größe hat immer noch einen hohen Verwertungswert, sodass die Flotationsmethode für minderwertiges feinkörniges Chromit-Erz verwendet werden kann wird wiederhergestellt.Flotation von Chromerz mit 20 % ~ 40 % Cr2O3 in Tailings und Serpentin-, Olivin-, Rutil- und Calcium-Magnesium-Carbonat-Mineralien als Gangmineralien.Das Erz wird auf 200 μm fein gemahlen, Wasserglas, Phosphat, Metaphosphat, Fluorosilikat usw. werden verwendet, um den Schlamm zu dispergieren und zu inhibieren, und ungesättigte Fettsäuren werden als Sammler verwendet.Die Dispergierung und Unterdrückung von Gangartschlamm ist für den Flotationsprozess sehr wichtig.Metallionen wie Eisen und Blei können Chromit aktivieren.Wenn der pH-Wert der Aufschlämmung unter 6 liegt, wird das Chromit kaum aufschwimmen.Kurz gesagt, der Verbrauch an Flotationsreagenzien ist groß, die Konzentratqualität ist instabil und die Rückgewinnungsrate ist niedrig.Aus Gangmineralien gelöstes Ca2+ und Mg2+ verringern die Selektivität des Flotationsprozesses.
5) Chemische Aufbereitung
Das chemische Verfahren besteht darin, bestimmtes Chromiterz direkt zu behandeln, das nicht durch ein physikalisches Verfahren getrennt werden kann, oder die Kosten des physikalischen Verfahrens sind relativ hoch.Das Cr/Fe-Verhältnis des durch chemisches Verfahren hergestellten Konzentrats ist höher als das des gewöhnlichen physikalischen Verfahrens.Zu den chemischen Methoden gehören: selektives Auslaugen, Oxidationsreduktion, Schmelztrennung, Schwefelsäure- und Chromsäurelaugung, Reduktion und Schwefelsäurelaugung usw. Die Kombination physikalisch-chemischer Methoden und die direkte Behandlung von Chromerz durch chemische Methoden sind eine der wichtigsten Trends in der Chromitaufbereitung heute.Chemische Verfahren können Chrom direkt aus dem Erz extrahieren und Chromcarbid und Chromoxid erzeugen.
Postzeit: 30. April 2021