Priroda hroma
Hrom, simbol elementa Cr, atomski broj 24, relativna atomska masa 51,996, pripada prelaznom metalu VIB grupe periodnog sistema hemijskih elemenata. Hrom je prostorno centriran kubični kristal, srebrno-bijele boje, gustine 7,1 g/cm³, tačke topljenja 1860 ℃, tačke ključanja 2680 ℃, specifičnog toplotnog kapaciteta na 25 ℃ 23,35 J/(mol·K), toplote isparavanja 342,1 kJ/mol, toplotne provodljivosti 91,3 W/(m·K) (0-100°C), otpornosti (20°C) 13,2 µΩ·cm, sa dobrim mehaničkim svojstvima.
Postoji pet valencija hroma: +2, +3, +4, +5 i +6. Pod uslovima endogenog djelovanja, hrom je uglavnom +3 valencija. Spojevi sa +trovalentnim hromom su najstabilniji. +Šestovalentni spojevi hroma, uključujući soli hroma, imaju jaka oksidacijska svojstva. Jonski radijusi Cr3+, Al3+ i Fe3+ su slični, tako da mogu imati širok raspon sličnosti. Osim toga, elementi koji se mogu zamijeniti hromom su mangan, magnezijum, nikal, kobalt, cink itd., tako da je hrom široko rasprostranjen u mineralima magnezijum-željeznog silikata i pomoćnim mineralima.
Aplikacija
Hrom 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 ferohrom). Hrom ima karakteristike tvrdoće, otpornosti na habanje, otpornosti na toplinu i otpornosti na koroziju. Hromova ruda se široko koristi u metalurgiji, vatrostalnim materijalima, hemijskoj industriji i livnicama.
U metalurškoj industriji, ruda hroma se uglavnom koristi za topljenje ferohroma i metalnog hroma. Hrom 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, čelik otporan na toplinu, čelik za kuglične ležajeve, opružni čelik, alatni čelik itd. Hrom može poboljšati mehanička svojstva i otpornost čelika na habanje. Metalni hrom se uglavnom koristi za topljenje specijalnih legura sa kobaltom, niklom, volframom i drugim elementima. Hromiranje i hromiranje mogu učiniti da čelik, bakar, aluminijum i drugi metali formiraju površinu otpornu na koroziju, koja je sjajna i lijepa.
U industriji vatrostalnih materijala, ruda hroma je važan vatrostalni materijal koji se koristi za izradu hromnih opeka, hrom-magnezitnih opeka, naprednih vatrostalnih materijala i drugih specijalnih vatrostalnih materijala (hrom beton). Vatrostalni materijali na bazi hroma uglavnom uključuju opeke sa rudom hroma i magnezijumom, sinterovani magnezij-hrom klinker, rastopljene magnezij-hrom opeke, rastopljene, fino mljevene, a zatim vezane magnezij-hrom opeke. Široko se koriste u pećima sa otvorenim ognjištem, indukcijskim pećima itd. Metalurški konvertori i obloge rotacionih peći u industriji cementa itd.
U livničkoj industriji, ruda hroma neće stupiti u interakciju s drugim elementima u rastopljenom čeliku tokom procesa lijevanja, ima nizak koeficijent termičkog širenja, otporna je na prodiranje metala i ima bolje performanse hlađenja od cirkona. Ruda hroma za livnice ima stroge zahtjeve u pogledu hemijskog sastava i raspodjele veličine čestica.
U hemijskoj industriji, najdirektnija upotreba hroma je za proizvodnju rastvora natrijum dihromata (Na2Cr2O7·H2O), a zatim za pripremu drugih jedinjenja hroma za upotrebu u industrijama kao što su pigmenti, tekstil, galvanizacija i proizvodnja kože, kao i katalizatori.
Fino mljeveni prah hromne rude je prirodno sredstvo za bojenje u proizvodnji stakla, keramike i glaziranih pločica. Kada se natrijum dihromat koristi za uništavanje kože, protein (kolagen) i ugljikohidrati u originalnoj koži reaguju sa hemijskim supstancama formirajući stabilan kompleks, koji postaje osnova kožnih proizvoda. U tekstilnoj industriji, natrijum dihromat se koristi kao sredstvo za nagrizanje u bojenju tkanina, koje može efikasno vezati molekule boje za organske spojeve; takođe se može koristiti kao oksidans u proizvodnji boja i međuproizvoda.
Mineral hroma
U prirodi je otkriveno više od 50 vrsta minerala koji sadrže hrom, ali većina njih ima nizak sadržaj hroma i raštrkanu rasprostranjenost, što ima nisku industrijsku upotrebnu vrijednost. Ovi minerali koji sadrže hrom pripadaju oksidima, hromatima i silikatima, pored nekoliko hidroksida, jodata, nitrida i sulfida. Među njima, minerali hrom nitrida i hrom sulfida nalaze se samo u meteoritima.
Kao mineralna vrsta u podfamiliji hromnih ruda, hromit je jedini važan industrijski mineral hroma. Teorijska hemijska formula je (MgFe)Cr2O4, u kojoj sadržaj Cr2O3 čini 68%, a FeO 32%. U njegovom hemijskom sastavu, trovalentni kation je uglavnom Cr3+, a često postoje izomorfne supstitucije Al3+, Fe3+ i Mg2+, Fe2+. U stvarno proizvedenom hromitu, dio Fe2+ je često zamijenjen sa Mg2+, a Cr3+ je zamijenjen sa Al3+ i Fe3+ u različitim stepenima. Potpuni stepen izomorfne supstitucije među različitim komponentama hromita nije konzistentan. Kationi koordinacije četverostrukog reda su uglavnom magnezijum i željezo, a potpuna izomorfna supstitucija je između magnezijum-željezo. Prema metodi četverostruke podjele, hromit se može podijeliti u četiri podgrupe: magnezijum hromit, željezo-magnezijum hromit, mafično-željezni hromit i željezo-hromit. Osim toga, hromit često sadrži malu količinu mangana, homogenu mješavinu titana, vanadija i cinka. Struktura hromita je normalnog spinelnog tipa.
4. Standard kvalitete koncentrata hroma
Prema različitim metodama prerade (mineralizacija i prirodna ruda), hromna ruda za metalurgiju se dijeli na dvije vrste: koncentrat (G) i grudvasta ruda (K). Pogledajte tabelu ispod.
Zahtjevi za kvalitet hromitne rude za metalurgiju
Tehnologija obogaćivanja hromne rude
1) Ponovni izbor
Trenutno, gravitacijsko odvajanje zauzima važno mjesto u obogaćivanju rude hroma. Metoda gravitacijskog odvajanja, koja koristi rastresito nanošenje slojeva u vodenom mediju kao osnovno ponašanje, i dalje je glavna metoda za obogaćivanje rude hroma širom 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 hroma i minerala jalovine je veća od 0,8 g/cm3, a gravitacijsko odvajanje bilo koje veličine čestica veće od 100 μm može biti zadovoljavajuće. Rezultat. Grube grudve (100 ~ 0,5 mm) rude se sortiraju ili prethodno odabiru teškim-srednjim obogaćivanjem, što je vrlo ekonomična metoda obogaćivanja.
2) Magnetna separacija
Magnetska separacija je metoda obogaćivanja koja omogućava separaciju minerala u neuniformnom magnetskom polju na osnovu magnetske razlike minerala u rudi. Hromit 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 hroma proizvedenih u različitim područjima proizvodnje rude hroma u svijetu se ne razlikuju mnogo i slični su specifičnim koeficijentima magnetske susceptibilnosti volframita i volframita proizvedenog u različitim regijama.
Postoje dvije situacije u korištenju magnetske separacije za dobijanje visokokvalitetnog koncentrata hroma: jedna je uklanjanje jakih magnetskih minerala (uglavnom magnetita) u rudi pod slabim magnetskim poljem kako bi se povećao udio ferohroma, a druga je korištenje jakog magnetskog polja. Odvajanje minerala jalovine i izdvajanje rude hroma (slabo magnetski minerali).
3) Električni izbor
Električna separacija je metoda odvajanja rude hroma i minerala silikatne jalovine korištenjem električnih svojstava minerala, kao što su razlike u provodljivosti i dielektričnoj konstanti.
4) Flotacija
U procesu gravitacijskog odvajanja, sitnozrnata (-100μm) ruda hromita se često odbacuje kao jalovina, ali hromit ove veličine i dalje ima visoku iskoristivu vrijednost, tako da se metoda flotacije može koristiti za izdvajanje fino granulirane hromitne rude niskog kvaliteta. Flotacija hromne rude sa 20% ~40% Cr2O3 u jalovini i serpentinskim, olivinskim, rutilnim i kalcijum magnezijum karbonatnim mineralima kao mineralima jalovine. Ruda se fino melje na 200μm, vodeno staklo, fosfat, metafosfat, fluorosilikat itd. se koriste za disperziju i inhibiciju mulja, a nezasićene masne kiseline se koriste kao sakupljač. Disperzija i suzbijanje mulja jalovine je veoma važno za proces flotacije. Metalni ioni poput željeza i olova mogu aktivirati hromit. Kada je pH vrijednost suspenzije ispod 6, hromit teško pluta. Ukratko, potrošnja flotacijskog reagensa je velika, kvalitet koncentrata je nestabilan, a stopa iskorištenja je niska. Ca2+ i Mg2+ rastvoreni iz minerala jalovine smanjuju selektivnost procesa flotacije.
5) Hemijsko obogaćivanje
Hemijska metoda služi za direktnu obradu određene rude hromita koja se ne može odvojiti fizičkim metodama ili su troškovi fizičke metode relativno visoki. Odnos Cr/Fe koncentrata proizvedenog hemijskom metodom je veći od onog kod uobičajenih fizičkih metoda. Hemijske metode uključuju: selektivno luženje, oksidacijsko-redukcijsko odvajanje, odvajanje topljenjem, luženje sumpornom kiselinom i hromnom kiselinom, redukcijsko i luženje sumpornom kiselinom itd. Kombinacija fizičko-hemijskih metoda i direktna obrada rude hroma hemijskim metodama jedan su od glavnih trendova u obogaćivanju hromita danas. Hemijske metode mogu direktno izdvojiti hrom iz rude i proizvesti hrom karbid i hrom oksid.
Vrijeme objave: 30. april 2021.