Kromens natur
Krom, elementsymbol Cr, atomnummer 24, relativ atommasse 51,996, tilhører overgangsmetallelementet i gruppe VIB i det periodiske systemet over kjemiske elementer. Krommetall er en legemesentrert kubisk krystall, sølvhvit, tetthet 7,1 g/cm³, smeltepunkt 1860 ℃, kokepunkt 2680 ℃, spesifikk varmekapasitet ved 25 ℃ 23,35 J/(mol·K), fordampningsvarme 342,1 kJ/mol, varmeledningsevne 91,3 W/(m·K) (0–100 °C), resistivitet (20 °C) 13,2 uΩ·cm, med gode mekaniske egenskaper.
Krom har fem valenser: +2, +3, +4, +5 og +6. Under endogene virkningsbetingelser har krom generelt en valens på +3. Forbindelser med +trivalent krom er de mest stabile. +Seksvalente kromforbindelser, inkludert kromsalter, har sterke oksiderende egenskaper. Ioneradiene til Cr3+, AI3+ og Fe3+ er like, så de kan ha et bredt spekter av likheter. I tillegg er elementene som kan erstattes med krom mangan, magnesium, nikkel, kobolt, sink, etc., så krom er vidt distribuert i magnesiumjernsilikatmineraler og hjelpemineraler.
Søknad
Krom er et av de mest brukte metallene i moderne industri. Det brukes hovedsakelig i produksjon av rustfritt stål og ulike legeringsstål i form av ferrolegeringer (som ferrokrom). Krom har egenskapene hardhet, slitestyrke, varmebestandighet og korrosjonsbestandighet. Krommalm er mye brukt i metallurgi, ildfaste materialer, kjemisk industri og støperiindustrien.
I metallurgisk industri brukes krommalm hovedsakelig til å smelte ferrokrom og metallisk krom. Krom brukes som ståltilsetning for å produsere en rekke høyfaste, korrosjonsbestandige, slitesterke, høytemperatur- og oksidasjonsbestandige spesialstål, som rustfritt stål, syrebestandig stål, varmebestandig stål, kulelagerstål, fjærstål, verktøystål, etc. Krom kan forbedre de mekaniske egenskapene og slitestyrken til stål. Metallkrom brukes hovedsakelig til å smelte spesiallegeringer med kobolt, nikkel, wolfram og andre elementer. Krombelegg og forkromming kan gi stål, kobber, aluminium og andre metaller en korrosjonsbestandig overflate som er blank og vakker.
I ildfast industri er krommalm et viktig ildfast materiale som brukes til å lage kromstein, krommagnesiastein, avanserte ildfaste materialer og andre spesielle ildfaste materialer (krombetong). Krombaserte ildfaste materialer omfatter hovedsakelig murstein med krommalm og magnesia, sintret magnesia-kromklinker, smeltet magnesia-kromstein, smeltet, finmalt og deretter bundet magnesia-kromstein. De er mye brukt i åpne ildsteder, induksjonsovner, etc. Metallurgisk omformer og roterende ovnsforing i sementindustrien, etc.
I støperiindustrien vil ikke krommalm samhandle med andre elementer i smeltet stål under helleprosessen, har en lav termisk ekspansjonskoeffisient, er motstandsdyktig mot metallpenetrasjon og har bedre kjøleytelse enn zirkon. Krommalm for støperi har strenge krav til kjemisk sammensetning og partikkelstørrelsesfordeling.
I kjemisk industri er den mest direkte bruken av krom for å produsere natriumdikromatløsning (Na₂Cr₂O₇·H₂O), og deretter for å fremstille andre kromforbindelser for bruk i industrier som pigmenter, tekstiler, galvanisering og lærproduksjon, samt katalysatorer.
Det finmalte krompulveret er et naturlig fargestoff i produksjonen av glass, keramikk og glaserte fliser. Når natriumdikromat brukes til å bearbeide lær, reagerer proteinet (kollagen) og karbohydratene i det originale læret med kjemiske stoffer for å danne et stabilt kompleks, som blir grunnlaget for lærprodukter. I tekstilindustrien brukes natriumdikromat som et beisemiddel i tekstilfarging, som effektivt kan feste fargestoffmolekyler til organiske forbindelser; det kan også brukes som et oksidasjonsmiddel i produksjonen av fargestoffer og mellomprodukter.
Krommineral
Det finnes mer enn 50 typer kromholdige mineraler som er oppdaget i naturen, men de fleste har lavt krominnhold og spredt fordeling, noe som har lav industriell bruksverdi. Disse kromholdige mineralene tilhører oksider, kromater og silikater, i tillegg til noen få hydroksider, jodater, nitrider og sulfider. Blant dem finnes kromnitrid og kromsulfidmineraler bare i meteoritter.
Som en mineralart i krommalm-underfamilien er kromitt det eneste viktige industrimineralet av krom. Den teoretiske kjemiske formelen er (MgFe)Cr2O4, hvor Cr2O3-innholdet utgjør 68 % og FeO3-innholdet utgjør 32 %. I den kjemiske sammensetningen er det treverdige kationen hovedsakelig Cr3+, og det er ofte Al3+, Fe3+ og Mg2+, Fe2+ isomorfe substitusjoner. I den faktisk produserte kromitten er deler av Fe2+ ofte erstattet av Mg2+, og Cr3+ er erstattet av Al3+ og Fe3+ i varierende grad. Den fullstendige graden av isomorf substitusjon mellom de forskjellige komponentene i kromitt er ikke konsistent. De fireordens koordinasjonskationene er hovedsakelig magnesium og jern, og den fullstendige isomorfe substitusjonen mellom magnesium og jern. I henhold til firedeilingsmetoden kan kromitt deles inn i fire undergrupper: magnesiumkromitt, jern-magnesiumkromitt, mafisk jernkromitt og jern-kromitt. I tillegg inneholder kromitt ofte en liten mengde mangan, en homogen blanding av titan, vanadium og sink. Strukturen til kromitt er av normal spinelltype.
4. Kvalitetsstandard for kromkonsentrat
I henhold til ulike prosesseringsmetoder (mineralisering og naturlig malm) er krommalm for metallurgi delt inn i to typer: konsentrat (G) og klumpmalm (K). Se tabellen nedenfor.
Kvalitetskrav for kromittmalm for metallurgi
Teknologi for foredling av krommalm
1) Gjenvalg
For tiden inntar gravitasjonsseparasjon en viktig rolle i oppredningen av krommalm. Gravitasjonsseparasjonsmetoden, som bruker løse lag i det vandige mediet som grunnleggende oppførsel, er fortsatt den viktigste metoden for anriking av krommalm over hele verden. Gravitasjonsseparasjonsutstyret er en spiralrenne og en sentrifugalkonsentrator, og behandlingspartikkelstørrelsesområdet er relativt bredt. Generelt er tetthetsforskjellen mellom krommineraler og gangsteinmineraler større enn 0,8 g/cm3, og gravitasjonsseparasjonen av enhver partikkelstørrelse større enn 100 µm kan være tilfredsstillende. Resultatet er at grove klumper (100 ~ 0,5 mm) malm sorteres eller forhåndsvelges ved tungmediumoppredning, som er en svært økonomisk oppredningsmetode.
2) Magnetisk separasjon
Magnetisk separasjon er en foredlingsmetode som realiserer separasjon av mineraler i et ikke-uniformt magnetfelt basert på den magnetiske forskjellen til mineralene i malmen. Kromitt har svake magnetiske egenskaper og kan separeres med vertikale ringmagnetiske separatorer med høy gradient, våtplatemagnetiske separatorer og annet utstyr. De spesifikke magnetiske susceptibilitetskoeffisientene for krommineraler produsert i forskjellige krommalmproduserende områder i verden er ikke mye forskjellige, og ligner på de spesifikke magnetiske susceptibilitetskoeffisientene for wolframitt og wolframitt produsert i forskjellige regioner.
Det er to situasjoner ved bruk av magnetisk separasjon for å oppnå høyverdig kromkonsentrat: den ene er å fjerne de sterke magnetiske mineralene (hovedsakelig magnetitt) i malmen under et svakt magnetfelt for å øke andelen ferrokrom, og den andre er å bruke et sterkt magnetfelt. Separasjon av gangmineraler og utvinning av krommalm (svake magnetiske mineraler).
3) Elektrisk valg
Elektrisk separasjon er en metode for å separere krommalm og silikatgangmineraler ved å bruke de elektriske egenskapene til mineraler, for eksempel forskjeller i konduktivitet og dielektrisk konstant.
4) Flyteevne
I prosessen med gravitasjonsseparasjon blir finkornet (-100 µm) kromittmalm ofte kastet som avgangsmasse, men kromitt av denne størrelsen har fortsatt høy utnyttelsesverdi, så flotasjonsmetoden kan brukes til å utvinne lavgradig finkornet kromittmalm. Flotasjon av krommalm med 20 % ~ 40 % Cr2O3 i avgangsmasse og serpentin-, olivin-, rutil- og kalsiummagnesiumkarbonatmineraler som gangsteinmineraler. Malmen finmales til 200 μm, vannglass, fosfat, metafosfat, fluorsilikat, etc. brukes til å dispergere og hemme slammet, og umettet fettsyre brukes som oppsamler. Dispergering og undertrykkelse av gangsteinslam er svært viktig for flotasjonsprosessen. Metallioner som jern og bly kan aktivere kromitt. Når pH-verdien til slammet er under 6, vil kromitten knapt flyte. Kort sagt er forbruket av flotasjonsreagens stort, konsentratkvaliteten er ustabil, og utvinningsgraden er lav. Ca2+ og Mg2+ oppløst fra gangmineraler reduserer selektiviteten til flotasjonsprosessen.
5) Kjemisk opprenskning
Kjemisk metode er å direkte behandle visse typer kromittmalm som ikke kan separeres med fysisk metode, eller som har relativt høye kostnader. Cr/Fe-forholdet i konsentrat produsert med kjemisk metode er høyere enn med vanlige fysiske metoder. Kjemiske metoder inkluderer: selektiv utvasking, oksidasjonsreduksjon, smelteseparasjon, utvasking av svovelsyre og kromsyre, reduksjon og utvasking av svovelsyre, etc. Kombinasjonen av fysisk-kjemiske metoder og direkte behandling av krommalm med kjemiske metoder er en av hovedtrendene innen kromittforedling i dag. Kjemiske metoder kan direkte utvinne krom fra malmen og produsere kromkarbid og kromoksid.
Publisert: 30. april 2021