Bản chất của crom
Crom, ký hiệu nguyên tố Cr, số nguyên tử 24, khối lượng nguyên tử tương đối 51,996, thuộc nguyên tố kim loại chuyển tiếp nhóm VIB trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Kim loại crom là tinh thể lập phương đặt tâm, màu trắng bạc, mật độ 7,1g/cm³, nhiệt độ nóng chảy 1860oC, nhiệt độ sôi 2680oC, nhiệt dung riêng ở 25oC 23,35J/(mol·K), nhiệt hóa hơi 342,1kJ/ mol, độ dẫn nhiệt 91,3 W/(m·K) (0-100°C), điện trở suất (20°C) 13,2uΩ·cm, có tính chất cơ học tốt.
Crom có 5 hóa trị: +2, +3, +4, +5 và +6. Trong các điều kiện hoạt động nội sinh, crom thường có hóa trị +3. Các hợp chất có +crom hóa trị ba là ổn định nhất. +Các hợp chất của crom hóa trị sáu, trong đó có muối crom, có tính oxi hóa mạnh. Bán kính ion của Cr3+, AI3+ và Fe3+ là tương tự nhau nên chúng có thể có nhiều điểm tương đồng. Ngoài ra, các nguyên tố có thể thay thế bằng crom là mangan, magie, niken, coban, kẽm, v.v. nên crom được phân bố rộng rãi trong các khoáng chất silicat sắt magie và các khoáng chất phụ kiện.
Ứng dụng
Crom là một trong những kim loại được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp hiện đại. Nó chủ yếu được sử dụng trong sản xuất thép không gỉ và các loại thép hợp kim khác nhau ở dạng hợp kim sắt (chẳng hạn như sắt thép). Crom có đặc tính cứng, chịu mài mòn, chịu nhiệt và chống ăn mòn. Quặng Chrome được sử dụng rộng rãi trong luyện kim, vật liệu chịu lửa, công nghiệp hóa chất và công nghiệp đúc.
Trong ngành luyện kim, quặng crom chủ yếu được sử dụng để nấu chảy sắt và crom kim loại. Crom được sử dụng làm chất phụ gia cho thép để sản xuất nhiều loại thép đặc biệt có độ bền cao, chống ăn mòn, chịu mài mòn, nhiệt độ cao và chống oxy hóa, như thép không gỉ, thép chịu axit, thép chịu nhiệt, thép ổ bi, thép lò xo, thép công cụ, v.v. Crom có thể tăng cường tính chất cơ học và khả năng chống mài mòn của thép. Crom kim loại chủ yếu được sử dụng để nấu chảy các hợp kim đặc biệt với coban, niken, vonfram và các nguyên tố khác. Mạ Chrome và mạ crôm có thể làm cho thép, đồng, nhôm và các kim loại khác tạo thành bề mặt chống ăn mòn, sáng và đẹp.
Trong ngành vật liệu chịu lửa, quặng crom là vật liệu chịu lửa quan trọng được sử dụng để sản xuất gạch crom, gạch magie crom, vật liệu chịu lửa tiên tiến và các vật liệu chịu lửa đặc biệt khác (bê tông crom). Vật liệu chịu lửa gốc crom chủ yếu bao gồm gạch có chứa quặng crôm và magie, clinker magie-crom thiêu kết, gạch magie-crom nóng chảy, gạch nấu chảy, nghiền mịn và sau đó liên kết với magie-crom. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các lò nung hở, lò nung cảm ứng, v.v. Bộ chuyển đổi luyện kim và lớp lót lò quay của ngành xi măng, v.v.
Trong ngành công nghiệp đúc, quặng crom sẽ không tương tác với các nguyên tố khác trong thép nóng chảy trong quá trình rót, có hệ số giãn nở nhiệt thấp, chống lại sự xâm nhập của kim loại và có hiệu suất làm lạnh tốt hơn zircon. Quặng Chrome cho xưởng đúc có yêu cầu nghiêm ngặt về thành phần hóa học và phân bổ kích thước hạt.
Trong công nghiệp hóa chất, ứng dụng trực tiếp nhất của crom là sản xuất dung dịch natri dicromat (Na2Cr2O7·H2O), sau đó điều chế các hợp chất crom khác để sử dụng trong các ngành công nghiệp như bột màu, dệt may, mạ điện, sản xuất da, cũng như chất xúc tác. .
Bột quặng crom nghiền mịn là chất tạo màu tự nhiên trong sản xuất thủy tinh, gốm sứ và gạch men. Khi natri dicromat được sử dụng để tàn phá da, protein (collagen) và carbohydrate trong da ban đầu sẽ phản ứng với các chất hóa học để tạo thành một phức hợp ổn định, trở thành nền tảng của các sản phẩm da. Trong ngành dệt may, natri dicromat được sử dụng làm chất gắn màu trong nhuộm vải, có thể gắn hiệu quả các phân tử thuốc nhuộm vào các hợp chất hữu cơ; nó cũng có thể được sử dụng làm chất oxy hóa trong sản xuất thuốc nhuộm và chất trung gian.
Khoáng vật crom
Có hơn 50 loại khoáng chất chứa crom đã được phát hiện trong tự nhiên, nhưng hầu hết chúng đều có hàm lượng crom thấp và phân bố rải rác, có giá trị sử dụng công nghiệp thấp. Các khoáng chất chứa crom này thuộc về oxit, cromat và silicat, ngoài ra còn có một số hydroxit, iodat, nitrua và sunfua. Trong số đó, khoáng vật crom nitrit và crom sunfua chỉ được tìm thấy trong thiên thạch.
Là một loại khoáng sản trong phân họ quặng crom, crom là khoáng chất công nghiệp quan trọng duy nhất của crom. Công thức hóa học lý thuyết là (MgFe)Cr2O4, trong đó hàm lượng Cr2O3 chiếm 68%, FeO chiếm 32%. Trong thành phần hóa học của nó, cation hóa trị ba chủ yếu là Cr3+ và thường có các chất thay thế đẳng cấu Al3+, Fe3+ và Mg2+, Fe2+. Trong thực tế sản xuất crômit, một phần Fe2+ thường được thay thế bằng Mg2+ và Cr3+ được thay thế bằng Al3+ và Fe3+ ở các mức độ khác nhau. Mức độ thay thế đẳng cấu hoàn toàn giữa các thành phần khác nhau của crom là không nhất quán. Các cation phối trí bậc bốn chủ yếu là magie và sắt, và sự thay thế đẳng cấu hoàn toàn giữa magie-sắt. Theo phương pháp chia bốn, cromit có thể được chia thành bốn nhóm nhỏ: magie cromit, sắt-magie cromit, mafic-sắt cromit và sắt-cromit. Ngoài ra, crômit thường chứa một lượng nhỏ mangan, một hỗn hợp đồng nhất của titan, vanadi và kẽm. Cấu trúc của crômit thuộc loại Spinel thông thường.
4. Tiêu chuẩn chất lượng crom đậm đặc
Theo các phương pháp chế biến khác nhau (khoáng hóa và quặng tự nhiên), quặng crom dùng cho luyện kim được chia thành hai loại: quặng tinh (G) và quặng cục (K). Xem bảng dưới đây.
Yêu cầu chất lượng đối với quặng crômit dùng cho luyện kim
Công nghệ chế biến quặng Chrome
1) Tái tranh cử
Hiện nay, việc tách trọng lực chiếm một vị trí quan trọng trong việc làm giàu quặng crom. Phương pháp tách trọng lực, sử dụng phương pháp phân lớp lỏng lẻo trong môi trường nước làm hoạt động cơ bản, vẫn là phương pháp chính để làm giàu quặng crom trên toàn thế giới. Thiết bị tách trọng lực là máng xoắn ốc và máy cô đặc ly tâm, phạm vi kích thước hạt xử lý tương đối rộng. Nói chung, chênh lệch mật độ giữa khoáng chất crom và khoáng chất gangue lớn hơn 0,8g/cm3 và sự phân tách trọng lực của bất kỳ kích thước hạt nào lớn hơn 100um đều có thể đạt yêu cầu. kết quả của. Quặng dạng cục thô (100 ~ 0,5mm) được phân loại hoặc chọn trước bằng phương pháp làm giàu trung bình nặng, đây là phương pháp làm giàu rất kinh tế.
2) Tách từ
Tách từ là một phương pháp làm giàu nhằm thực hiện việc tách các khoáng chất trong từ trường không đồng nhất dựa trên sự chênh lệch từ tính của các khoáng chất trong quặng. Cromit có đặc tính từ yếu và có thể được phân tách bằng máy tách từ có độ dốc cao vòng thẳng đứng, máy tách từ tấm ướt và các thiết bị khác. Hệ số nhạy cảm từ cụ thể của khoáng chất crom được sản xuất ở các khu vực sản xuất quặng crom khác nhau trên thế giới không khác nhau nhiều và tương tự như hệ số nhạy cảm từ cụ thể của vonfram và vonfram được sản xuất ở các vùng khác nhau.
Có hai tình huống khi sử dụng phương pháp tách từ để thu được tinh quặng crom cao cấp: một là loại bỏ các khoáng chất có từ tính mạnh (chủ yếu là magnetite) trong quặng dưới từ trường yếu để tăng tỷ lệ ferrochrome, hai là sử dụng phương pháp tách từ. từ trường mạnh. Tách khoáng vật gangue và thu hồi quặng crom (khoáng chất có từ tính yếu).
3) Lựa chọn điện
Tách điện là phương pháp tách quặng crom và khoáng chất gangue silicat bằng cách sử dụng các tính chất điện của khoáng chất, chẳng hạn như sự khác biệt về độ dẫn điện và hằng số điện môi.
4) Tuyển nổi
Trong quá trình tách trọng lực, quặng crômit hạt mịn (-100um) thường bị loại bỏ dưới dạng chất thải, nhưng crôm có kích thước này vẫn có giá trị sử dụng cao nên phương pháp tuyển nổi có thể được sử dụng cho quặng crôm hạt mịn cấp thấp được phục hồi. Tuyển nổi quặng crom với 20% ~ 40% Cr2O3 trong chất thải và các khoáng chất secpentine, olivin, rutile và canxi magiê cacbonat làm khoáng chất gangue. Quặng được nghiền mịn đến 200μm, thủy tinh, phốt phát, metaphosphate, fluorosilicate, v.v. được sử dụng để phân tán và ức chế bùn, và axit béo không bão hòa được sử dụng làm chất thu gom. Sự phân tán và ngăn chặn bùn gangue là rất quan trọng đối với quá trình tuyển nổi. Các ion kim loại như sắt và chì có thể kích hoạt crom. Khi giá trị pH của bùn dưới 6, crom sẽ khó nổi. Tóm lại, mức tiêu thụ thuốc thử tuyển nổi lớn, cấp cô đặc không ổn định và tốc độ thu hồi thấp. Ca2+ và Mg2+ hòa tan từ các khoáng chất gangue làm giảm tính chọn lọc của quá trình tuyển nổi.
5) Làm giàu hóa chất
Phương pháp hóa học là xử lý trực tiếp một số quặng crômit không thể tách rời bằng phương pháp vật lý hoặc chi phí cho phương pháp vật lý tương đối cao. Tỷ lệ Cr/Fe của tinh quặng được sản xuất bằng phương pháp hóa học cao hơn so với phương pháp vật lý thông thường. Các phương pháp hóa học bao gồm: lọc chọn lọc, khử oxy hóa, tách nóng chảy, lọc axit sunfuric và axit crom, khử và lọc axit sunfuric, v.v. Sự kết hợp giữa các phương pháp hóa lý và xử lý trực tiếp quặng crom bằng phương pháp hóa học là một trong những phương pháp chính xu hướng làm giàu crom ngày nay. Phương pháp hóa học có thể trực tiếp chiết xuất crom từ quặng và tạo ra cacbua crom và oxit crom.
Thời gian đăng: 30-04-2021