Metalo profilis: chromas

Chromo metalas yra plačiai pripažintas dėl jo naudojimo chromu (dažnai vadinamas "chromu"), tačiau jo didžiausias naudojimas yra nerūdijančio plieno sudedamoji dalis. Abi paraiškos naudingos chromo kietumui, atsparumui korozijai ir gebėjimui poliruoti dėl blizgesio išvaizdos.

Savybės

• Atominis simbolis: Cr
• Atominis numeris: 24
• Atominės masės: 51,996 g / mol ¹
• Elementas Kategorija: Transition Metal

• Tankis: 7,19 g / cm ³ 20 ° C temperatūroje
• Lydymosi temperatūra: 3465 ° F (1907 ° C)
• Virimo temperatūra: 4840 ° F (2671 ° C)
• Moho kietumas: 5.5

Charakteristikos

Chromas yra kietas, pilkas metalas, kurio vertė yra neįtikėtinas atsparumas korozijai. Grynas chromas yra magnetinis ir trapus, tačiau, kai legiruotas, jis gali būti kalimas ir šlifuotas iki ryškios sidabrinčios apdailos.

Chromas savo pavadinimą gavo iš khrōma, graikiško žodžio, kuris reiškia spalvą, dėl jo gebėjimo gaminti ryškius, spalvingus junginius, tokius kaip chromo oksidas.

Istorija

1797 m. Prancūzų chemikas Nicolas-Louis Vauguelin pagamino pirmąjį grynąjį chromo metalą, apdorodamas krokoitu (chromo turinčiu mineralu) su kalio karbonatu ir tada susidariusią chromo rūgštį su grafitu tigliu susiliejo su anglimi.

Nors chromo junginiai buvo naudojami dažikliuose ir dažuose jau tūkstančius metų, Vauguelino atradimas, kad chromas naudojamas metalo gaminiuose, prasidėjo ne taip gerai.

XX a. Pabaigoje ir XX a. Pradžioje Europos metalurgai aktyviai eksperimentavo su metalo lydiniais , bandydami gaminti stipresnius ir ilgesnius plienus .

1912 m., Dirbdamas "Firth Brown Laboratories" Jungtinėje Karalystėje, metalurgui Hariui Brearlii buvo pavesta rasti patvaresnį metalą šautuvų statinėms.

Jis pridėjo chromo, kuris, kaip žinoma, turėjo didelį lydymosi tašką, į tradicinį anglies plieną, gaminantį pirmąjį nerūdijantį plieną. Tačiau maždaug tuo pačiu metu kiti, įskaitant Elwood Haynes JAV ir Vokietijos "Krupp" inžinieriai, taip pat plėtoja chromo turinčias plieno lydinius. Sukūrus elektros lanko krosnį, didelio masto nerūdijančio plieno gamyba vyksta netrukus po to.

Tuo pačiu laikotarpiu taip pat buvo atliekami metalų elektrolitų dengimo tyrimai, leidžiantys pigesniems metalams, tokiems kaip geležis ir nikelis , pritvirtinti prie išorinio chromo atsparumo dilimui ir korozijai, taip pat jo estetines savybes. 1920-ųjų pabaigoje pasirodė pirmosios chromo funkcijos automobiliuose ir aukščiausios klasės laikrodžiai.

Gamyba

Pramonės chromo gaminiai yra chromo metalas, ferrochromas, chromo chemikalai ir liejyklos smėliai. Pastaraisiais metais vyravo tendencija didinti vertikalią integraciją gaminant chromo medžiagas. Tai reiškia, kad daugiau kompanijų, besirūpinančių chromito rūdos gavyba, taip pat perdirbia jas į chromo metalą, ferrochromą ir galiausiai iš nerūdijančio plieno.

2010 m. Pasaulinė chromito rūdos (FeCr ₂ O ₄ ) gamyba buvo pagrindinė mineralinė medžiaga, išgaunama chromo gamybai - 25 milijonai tonų.

Ferrochromo gamyba buvo apie 7 milijonus tonų, o chromo metalo gamyba buvo apie 40 000 tonų. Ferrochromis gaminamas tik naudojant elektrines lanko krosnis, o chromo metalas gali būti gaminamas elektrolitiniais, silikoterapiniais ir aluminoterminiais metodais.

Ferrochemo gamybos metu elektrinių lankinių krosnių sukurta šiluma, pasiekianti 5070 ° F (2800 ° C), sukelia anglį ir koksą, kad sumažintų chromo rūdą karbotermine reakcija. Kai krosnyje sumontuota pakankama medžiaga, išlydytas metalas nusausinamas ir suspaudžiamas dideliais liejiniais, kol jis susmulkinamas.

Didelio grynumo chromo metalo aliumoterminė gamyba sudaro daugiau kaip 95% šiandien pagaminto chromo. Pirmasis šio proceso etapas reikalauja, kad chromito rūdos skrudinta soda ir kalkėmis ore, esant 2000 ° F (1000 ° C), kuri sukuria natrio chromatą, turinčią kalcino.

Jis gali būti pašalintas iš atliekų ir tada sumažintas ir nusodinamas chromo oksidu (Cr ₂ O ₃ ).

Chromo oksidas sumaišomas su milteliniu aliuminiu ir supilamas į didelį molio tiglį. Tada į mišinį pasklido bario peroksidas ir magnio milteliai, o tiglis yra apsuptas smėlio (kuris veikia kaip izoliacija).

Mišinys užsidega, todėl chromo oksidas deguonį reaguoja su aliuminiu, kad gautų aliuminio oksidą ir taip išlaisvintų išlydytą chromo metalą, kuris yra 97-99% grynumo.

Pagal JAV geologijos tarnybos statistinius duomenis, didžiausi chromito rūdos gamintojai 2009 m. Buvo Pietų Afrika (33%), Indija (20%) ir Kazachstanas (17%). Didžiausios ferocchromines gaminančios įmonės yra Xstrata , Eurasian Natural Resources Corp. (Kazachstanas), Samancor (Pietų Afrika) ir Hernic Ferrochrome (Pietų Afrika).

Programos

Tarptautinės Chromo plėtros asociacijos duomenimis, iš viso 2009 m. Išgauto chromito rūdos, metalurgijos pramonė sunaudojo 95,2%, ugniai atsparių ir liejyklų pramonė sunaudojo 95,2%, chemijos pramonės gamintojai - 1,6%. Pagrindinis chromo panaudojimas yra nerūdijančio plieno, legiruoto plieno ir spalvotųjų metalų lydinių.

Nerūdijantis plienas - tai plienas, kuriame yra 10-30% chromo (pagal svorį), ir kurie korozijai ar rūdims taip paprasta, kaip reguliarūs plienai. Yra 150-200 skirtingų nerūdijančio plieno kompozicijų, nors tik apie 10% jų yra reguliariai naudojamos.

_Šaltiniai:

_{Sully, Arthur Henry ir Eric A. Brandes. Chromas . Londonas: Butterworths, 1954 m.}

_{Gatvė, Arturas. & Alexander, WO 1944. Metalai žmogaus tarnyboje . 11 leidimas (1998 m.).}

_{Tarptautinė chromo plėtros asociacija (ICDA).}

_{Šaltinis: www.icdacr.com}

"Chromium Superalloy" prekybiniai vardai