Хромның табиғаты
Хром, элемент таңбасы Cr, атомдық нөмірі 24, салыстырмалы атомдық массасы 51,996, химиялық элементтердің периодтық жүйесінің VIB тобының өтпелі металл элементіне жатады.Хром металы денеге бағытталған текше кристалды, күміс-ақ, тығыздығы 7,1 г/см³, балқу температурасы 1860 ℃, қайнау температурасы 2680 ℃, меншікті жылу сыйымдылығы 25 ℃ 23,35 Дж/(моль·К), булану жылуы 342,1 кДж. моль, жылу өткізгіштігі 91,3 Вт/(м·К) (0-100°С), меншікті кедергісі (20°С) 13,2uΩ·см, механикалық қасиеттері жақсы.
Хромның бес валенттілігі бар: +2, +3, +4, +5 және +6.Эндогендік әсер ету жағдайында хром әдетте +3 валенттілікке ие.+үш валентті хромы бар қосылыстар ең тұрақты болып табылады.+Алты валентті хром қосылыстары, соның ішінде хром тұздары күшті тотықтырғыш қасиетке ие.Cr3+, AI3+ және Fe3+ иондық радиустары ұқсас, сондықтан олардың ұқсастықтарының кең ауқымы болуы мүмкін.Сонымен қатар хроммен алмастыруға болатын элементтер марганец, магний, никель, кобальт, мырыш және т.б., сондықтан хром магний темір силикат минералдары мен қосалқы минералдарда кеңінен таралған.
Қолдану
Хром қазіргі өнеркәсіпте кеңінен қолданылатын металдардың бірі болып табылады.Ол негізінен тот баспайтын болат және ферроқорытпа түріндегі әртүрлі легирленген болаттар (мысалы, феррохром) өндірісінде қолданылады.Хром қатты, тозуға төзімді, ыстыққа төзімді және коррозияға төзімді сипаттамаларға ие.Хром кені металлургияда, отқа төзімді материалдарда, химия өнеркәсібінде және құю өнеркәсібінде кеңінен қолданылады.
Металлургия өнеркәсібінде хром кені негізінен феррохром мен металдық хромды балқыту үшін қолданылады.Хром болат қоспасы ретінде жоғары берік, коррозияға төзімді, тозуға төзімді, жоғары температураға және тотығуға төзімді арнайы болаттарды алу үшін қолданылады, мысалы, тот баспайтын болат, қышқылға төзімді болат, ыстыққа төзімді болат, шарикті болат, серіппелі болат, аспаптық болат және т.б.. Хром болаттың механикалық қасиеттері мен тозуға төзімділігін арттырады.Металл хромы негізінен кобальт, никель, вольфрам және басқа элементтермен арнайы қорытпаларды балқыту үшін қолданылады.Хромдау және хромдау болат, мыс, алюминий және басқа металдарды коррозияға төзімді бетті құра алады, ол жарқын және әдемі.
Отқа төзімді өнеркәсіпте хром кені хром кірпіш, хром магнезия кірпіш, жетілдірілген отқа төзімді материалдар және басқа да арнайы отқа төзімді материалдар (хромбетон) жасау үшін қолданылатын маңызды отқа төзімді материал болып табылады.Хром негізіндегі отқа төзімділерге негізінен хром кені мен магнезиясы бар кірпіш, агломерацияланған магнезия-хром клинкер, балқытылған магнезия-хром кірпіш, балқытылған, майдалап ұнтақталған, содан кейін жабыстырылған магнезия-хром кірпіш жатады.Олар мартен пештерінде, индукциялық пештерде және т.б. кеңінен қолданылады Цемент өнеркәсібінің металлургиялық конвертер және айналмалы пешті төсеу және т.б.
Құю өнеркәсібінде хром кені құю процесінде балқытылған болаттағы басқа элементтермен әрекеттеспейді, термиялық кеңею коэффициенті төмен, металдың енуіне төзімді және цирконға қарағанда жақсы салқындату өнімділігі бар.Құюға арналған хром кені химиялық құрамы мен бөлшектердің мөлшерін бөлуге қатаң талаптар қояды.
Химия өнеркәсібінде хромды ең тікелей пайдалану натрий бихроматының (Na2Cr2O7·H2O) ерітіндісін өндіру, содан кейін пигменттер, тоқыма, гальваникалық және былғары өндірісі, сондай-ақ катализаторлар сияқты салаларда пайдалану үшін басқа хром қосылыстарын дайындау болып табылады. .
Ұнтақталған хром рудасының ұнтағы шыны, керамика және жылтыратылған тақтайшалар өндірісінде табиғи бояғыш болып табылады.Натрий бихроматын былғарыны бүлдіру үшін пайдаланған кезде бастапқы былғарыдағы ақуыз (коллаген) мен көмірсулар химиялық заттармен әрекеттесіп, былғары бұйымдарының негізіне айналатын тұрақты кешен түзеді.Тоқыма өнеркәсібінде натрий бихроматы матаны бояуда бояғыш молекулаларды органикалық қосылыстарға тиімді бекіте алатын мордант ретінде пайдаланылады;оны бояғыштар мен аралық өнімдерді өндіруде тотықтырғыш ретінде де қолдануға болады.
Хром минералы
Табиғатта құрамында хром бар минералдардың 50-ден астам түрі табылған, бірақ олардың көпшілігінде хром аз және өнеркәсіптік пайдалану құндылығы төмен шашыраңқы таралған.Құрамында хром бар бұл минералдар оксидтерге, хроматтар мен силикаттарға жатады, сонымен қатар бірнеше гидроксидтерден, йодтардан, нитридтерден және сульфидтерден басқа.Олардың ішінде хром нитриді мен хром сульфиді минералдары тек метеориттерде кездеседі.
Хром рудасының субфамилиясындағы минерал түрі ретінде хромит хромның бірден-бір маңызды өнеркәсіптік минералы болып табылады.Теориялық химиялық формуласы (MgFe)Cr2O4, онда Cr2O3 мөлшері 68%, FeO 32% құрайды.Химиялық құрамы бойынша үш валентті катион негізінен Cr3+ болып табылады және көбінесе Al3+, Fe3+ және Mg2+, Fe2+ изоморфты алмастырулары кездеседі.Нақты өндірілген хромитте Fe2+ бөлігі жиі Mg2+ ауыстырылады, ал Cr3+ әртүрлі дәрежеде Al3+ және Fe3+ ауыстырылады.Хромиттің әртүрлі компоненттері арасындағы изоморфты алмастырудың толық дәрежесі сәйкес келмейді.Төрт ретті координациялық катиондар негізінен магний мен темір, ал магний-темір арасындағы толық изоморфты алмастыру.Төрт бөлу әдісі бойынша хромит төрт топшаға бөлінеді: магний хромит, темір-магний хромит, мафик-темір хромит және темір-хромит.Сонымен қатар, хромитте көбінесе аз мөлшерде марганец, титан, ванадий және мырыштың біртекті қоспасы болады.Хромиттің құрылымы қалыпты шпинельдік типке жатады.
4. Хром концентратының сапа стандарты
Әртүрлі өңдеу әдістері бойынша (минералдану және табиғи кен) металлургия үшін хром кені екі түрге бөлінеді: концентрат (G) және кесек кен (К).Төмендегі кестені қараңыз.
Металлургияға арналған хромит кенінің сапасына қойылатын талаптар
Хром кенін байыту технологиясы
1) қайта сайлау
Қазіргі уақытта гравитациялық бөлу хром кенін байытуда маңызды орын алады.Негізгі әрекет ретінде сулы ортадағы борпылдақ қабаттарды пайдаланатын гравитациялық бөлу әдісі әлі күнге дейін бүкіл әлемде хром кенін байытудың негізгі әдісі болып табылады.Гравитациялық бөлу жабдығы - бұл спиральды құбыр және орталықтан тепкіш концентратор және өңдеу бөлшектерінің өлшем диапазоны салыстырмалы түрде кең.Әдетте, хром минералдары мен ганга минералдары арасындағы тығыздық айырмашылығы 0,8 г/см3-ден асады және 100 мм-ден асатын кез келген бөлшектердің гравитациялық бөлінуі қанағаттанарлық болуы мүмкін.нәтижесі.Дөрекі кесек (100 ~ 0,5 мм) кендер сұрыпталады немесе ауыр орташа байыту әдісімен алдын ала таңдалады, бұл өте үнемді байыту әдісі.
2) Магниттік бөлу
Магниттік сепарация – кендегі минералдардың магниттік айырмашылығына негізделген біркелкі емес магнит өрісінде минералдарды бөлуді жүзеге асыратын байыту әдісі.Хромит әлсіз магниттік қасиеттерге ие және оны тік сақиналы жоғары градиентті магниттік сепараторлар, дымқыл пластиналы магниттік сепараторлар және басқа жабдықтар арқылы бөлуге болады.Дүние жүзіндегі хром рудасын өндіретін әртүрлі аудандарда өндірілетін хром минералдарының меншікті магниттік сезімталдық коэффициенттері онша ерекшеленбейді және әртүрлі аймақтарда өндірілген вольфрамит пен вольфрамиттің меншікті магниттік сезімталдық коэффициенттеріне ұқсас.
Жоғары сортты хром концентратын алу үшін магниттік сепарацияны қолданудың екі жағдайы бар: бірі феррохромның қатынасын арттыру үшін әлсіз магнит өрісі астында кендегі күшті магнитті минералдарды (негізінен магнетит) жою, екіншісі күшті магнит өрісі.Ганг минералдарын бөлу және хром кенін алу (әлсіз магнитті минералдар).
3) Электрлік таңдау
Электрлік сепарация – өткізгіштік пен диэлектрлік өтімділіктегі айырмашылықтар сияқты минералдардың электрлік қасиеттерін пайдалану арқылы хром кені мен силикат ганг минералдарын бөлу әдісі.
4) Флотация
Гравитациялық бөлу процесінде ұсақ түйіршікті (-100um) хромит кені көбінесе қалдық ретінде тасталады, бірақ бұл өлшемдегі хромит әлі де жоғары пайдалану құндылығына ие, сондықтан флотация әдісін төмен сұрыпты ұсақ түйіршікті хромит кені үшін қолдануға болады. қалпына келтіріледі.Хром рудасын 20% ~40% Cr2O3 қалдықтарында және ганга минералдары ретінде серпентин, оливин, рутил және кальций магний карбонаты минералдарында флотациялау.Кенді 200мкм-ге дейін ұсақтап ұнтақтайды, тұнбаны тарату және тежеу үшін су шыны, фосфат, метафосфат, фторсиликат және т.б., ал коллектор ретінде қанықпаған май қышқылы қолданылады.Ганг шламының дисперсиясы және басылуы флотация процесі үшін өте маңызды.Темір және қорғасын сияқты металл иондары хромитті белсендіре алады.Шламның рН мәні 6-дан төмен болғанда, хромит әрең жүзеді.Бір сөзбен айтқанда, флотациялық реагент шығыны үлкен, концентраттың сорты тұрақсыз, қалпына келтіру жылдамдығы төмен.Ганг минералдарынан ерітілген Са2+ және Mg2+ флотация процесінің селективтілігін төмендетеді.
5) Химиялық байыту
Химиялық әдіс физикалық әдіспен бөлуге болмайтын немесе физикалық әдістің құны салыстырмалы түрде жоғары болатын кейбір хромит кенін тікелей өңдеу болып табылады.Химиялық әдіспен алынған концентраттың Cr/Fe қатынасы қарапайым физикалық әдіске қарағанда жоғары.Химиялық әдістерге: іріктеп шаймалау, тотығуды қалпына келтіру, балқыту арқылы бөлу, күкірт қышқылы мен хром қышқылын шаймалау, тотықсыздандыру және күкірт қышқылын шаймалау және т.б.. Физика-химиялық әдістерді біріктіру және хром кенін тікелей химиялық әдістермен өңдеу негізгі әдістердің бірі болып табылады. бүгінгі күні хромиттерді байыту үрдістері.Химиялық әдістер рудадан хромды тікелей бөліп алып, хром карбиді мен хром оксидін өндіре алады.
Жіберу уақыты: 30 сәуір-2021 жыл