Прырода хрому
Хром, сімвал элемента Cr, атамны нумар 24, адносная атамная маса 51,996, належыць да элемента пераходнага металу VIB групы перыядычнай сістэмы хімічных элементаў. Металічны хром - аб'ёмна-цэнтраваны кубічны крышталь, серабрыста-белы, шчыльнасць 7,1 г/см³, тэмпература плаўлення 1860 ℃, тэмпература кіпення 2680 ℃, удзельная цеплаёмістасць пры 25 ℃ 23,35 Дж/(моль·К), цеплыня выпарэння 342,1 кДж/ моль, цеплаправоднасць 91,3 Вт/(м·К) (0-100°C), удзельнае супраціўленне (20°C) 13,2uΩ·cm, з добрымі механічнымі ўласцівасцямі.
Ёсць пяць валентнасці хрому: +2, +3, +4, +5 і +6. Ва ўмовах эндагеннага дзеяння валентнасць хрому звычайна складае +3. Злучэнні з +трохвалентным хромам найбольш устойлівыя. +Злучэнні шасцівалентнага хрому, у тым ліку солі хрому, валодаюць моцнымі акісляльнымі ўласцівасцямі. Іённыя радыусы Cr3+, AI3+ і Fe3+ падобныя, таму яны могуць мець шырокі дыяпазон падабенства. Акрамя таго, элементамі, якія можна замяніць хромам, з'яўляюцца марганец, магній, нікель, кобальт, цынк і г.д., таму хром шырока распаўсюджаны ў магніева-жалезасілікатных мінералах і дадатковых мінералах.
Ужыванне
Хром - адзін з найбольш шырока выкарыстоўваюцца металаў у сучаснай прамысловасці. Ён у асноўным выкарыстоўваецца ў вытворчасці нержавеючай сталі і розных легаваных сталей у выглядзе ферасплаваў (напрыклад, ферахрому). Хром мае характарыстыкі цвёрдага, зносаўстойлівага, тэрмаўстойлівага і ўстойлівага да карозіі. Хромавыя руды шырока выкарыстоўваюцца ў металургіі, вытворчасці вогнетрывалых матэрыялаў, хімічнай і ліцейнай прамысловасці.
У металургічнай прамысловасці хромавая руда ў асноўным выкарыстоўваецца для выплаўлення ферахрому і металічнага хрому. Хром выкарыстоўваецца ў якасці дабаўкі да сталі для вытворчасці розных высокатрывалых, устойлівых да карозіі, зносу, высокіх тэмператур і ўстойлівых да акіслення спецыяльных сталей, такіх як нержавеючая сталь, кіслотаўстойлівая сталь, гарачатрывалая сталь, шарыкападшыпнікавая сталь, спружынная сталь, інструментальная сталь і г. д. Хром можа палепшыць механічныя ўласцівасці і зносаўстойлівасць сталі. Металічны хром у асноўным выкарыстоўваецца для выплаўлення спецыяльных сплаваў з кобальтам, нікелем, вальфрамам і іншымі элементамі. Храмаванне і храмаванне могуць зрабіць сталь, медзь, алюміній і іншыя металы ўстойлівай да карозіі паверхняй, якая з'яўляецца яркай і прыгожай.
У вогнетрывалай прамысловасці хромавая руда з'яўляецца важным вогнетрывалым матэрыялам, які выкарыстоўваецца для вырабу храмаванай цэглы, хромамагнезіальнай цэглы, удасканаленых вогнеўпораў і іншых спецыяльных вогнеўстойлівых матэрыялаў (хромабетон). Вогнеўпоры на аснове хрому ў асноўным уключаюць цэглу з хромавай рудай і магнезіем, спечаны магнезіальна-хромавы клінкер, расплаўленую магнезіальна-хромавую цэглу, расплаўленую, тонка здробненую і затым злучаную магнезіальна-хромавую цэглу. Яны шырока выкарыстоўваюцца ў мартэнаўскіх печах, індукцыйных печах і г. д. Металургічныя канвертарныя і вярчальныя футэроўкі печаў цэментнай прамысловасці і інш.
У ліцейнай прамысловасці хромавая руда не будзе ўзаемадзейнічаць з іншымі элементамі ў расплаўленай сталі падчас працэсу залівання, мае нізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння, устойлівая да пранікнення металу і мае лепшыя характарыстыкі астуджэння, чым цыркон. Да ліцейнай хромавай рудзе прад'яўляюцца жорсткія патрабаванні па хімічным складзе і гранулометрическому складу.
У хімічнай прамысловасці найбольш непасрэдным выкарыстаннем хрому з'яўляецца вытворчасць раствора біхрамату натрыю (Na2Cr2O7·H2O), а затым для атрымання іншых злучэнняў хрому для выкарыстання ў такіх галінах, як пігменты, тэкстыль, гальванічнае і скуранае выраб, а таксама каталізатары. .
Парашок хромавай руды дробнага памолу з'яўляецца натуральным фарбавальнікам пры вытворчасці шкла, керамікі і паліванай пліткі. Калі біхромат натрыю выкарыстоўваецца для разбурэння скуры, бялок (калаген) і вугляводы ў арыгінальнай скуры ўступаюць у рэакцыю з хімічнымі рэчывамі, утвараючы ўстойлівы комплекс, які становіцца асновай вырабаў са скуры. У тэкстыльнай прамысловасці дихромат натрыю выкарыстоўваецца ў якасці протравы пры фарбаванні тканіны, якая можа эфектыўна прымацоўваць малекулы фарбавальніка да арганічных злучэнняў; ён таксама можа быць выкарыстаны ў якасці акісляльніка ў вытворчасці фарбавальнікаў і прамежкавых прадуктаў.
Мінерал хром
У прыродзе выяўлена больш за 50 відаў мінералаў, якія змяшчаюць хром, але большасць з іх маюць нізкае ўтрыманне хрому і рассеянае размеркаванне, што мае нізкую каштоўнасць для прамысловага выкарыстання. Гэтыя мінералы, якія змяшчаюць хром, належаць да аксідаў, храматаў і сілікатаў, у дадатак да некалькіх гідраксідаў, ёдатаў, нітрыдаў і сульфідаў. Сярод іх мінералы нітрыд хрому і сульфід хрому сустракаюцца толькі ў метэарытах.
У якасці мінерала ў падсямействе хромавых руд храміт з'яўляецца адзіным важным прамысловым мінералам хрому. Тэарэтычная хімічная формула (MgFe)Cr2O4, у якой утрыманне Cr2O3 складае 68%, а FeO - 32%. Па хімічным складзе трохвалентны катыён у асноўным Cr3+, часта сустракаюцца Al3+, Fe3+ і ізаморфныя замяшчэнні Mg2+, Fe2+. У рэальным атрыманым храміце частка Fe2+ часта замяняецца на Mg2+, а Cr3+ у рознай ступені замяняецца Al3+ і Fe3+. Поўная ступень ізаморфнага замяшчэння паміж рознымі кампанентамі храміту не адпавядае. Катыёны каардынацыі чатырох парадкаў - гэта ў асноўным магній і жалеза, а таксама поўнае ізаморфнае замяшчэнне паміж магніем і жалезам. У адпаведнасці з метадам чатырох падзелаў храміты можна падзяліць на чатыры падгрупы: храміт магнію, храміт жалеза і магнію, храміт жалеза і жалеза. Акрамя таго, хромит часта змяшчае невялікая колькасць марганца, аднастайную сумесь тытана, ванадыя і цынку. Структура храміту мае тып звычайнай шпінелі.
4. Норма якасці хромавага канцэнтрату
Па розных метадах перапрацоўкі (мінералізацыя і прыродная руда) хромавая руда для металургіі падзяляецца на два тыпу: канцэнтрат (Г) і кускавая руда (К). Глядзіце табліцу ніжэй.
Патрабаванні да якасці храмітавых руд для металургіі
Тэхналогія ўзбагачэння хромавых руд
1) Перавыбары
У цяперашні час гравітацыйная сепарацыя займае важнае месца ва ўзбагачэнні хромавай руды. Метад гравітацыйнага падзелу, які выкарыстоўвае друзлае напластаванне ў водным асяроддзі ў якасці асноўнага паводзінаў, па-ранейшаму з'яўляецца асноўным метадам узбагачэння хромавай руды ва ўсім свеце. Абсталяванне для гравітацыйнага падзелу - гэта спіральны жолаб і цэнтрабежны канцэнтратар, а дыяпазон памераў часціц адносна шырокі. Як правіла, розніца ў шчыльнасці паміж мінераламі хрому і мінераламі жыльнай пароды складае больш за 0,8 г/см3, і гравітацыйнае аддзяленне часціц памерам больш за 100 мкм можа быць здавальняючым. вынік. Буйныя кавалкі (100 ~ 0,5 мм) руды сартуюць або папярэдне адбіраюць узбагачэннем цяжкай і сярэдняй ступені, што з'яўляецца вельмі эканамічным метадам узбагачэння.
2) Магнітная сепарацыя
Магнітная сепарацыя - гэта метад узбагачэння, які рэалізуе сепарацыю мінералаў у неаднастайным магнітным полі на аснове магнітнай рознасці мінералаў у рудзе. Храміт валодае слабымі магнітнымі ўласцівасцямі і можа быць падзелены з дапамогай вертыкальных кальцавых магнітных сепаратараў з высокім градыентам, мокрых пласціністых магнітных сепаратараў і іншага абсталявання. Удзельныя каэфіцыенты магнітнай успрымальнасці мінералаў хрому, якія здабываюцца ў розных раёнах здабычы хромавых руд у свеце, не моцна адрозніваюцца і падобныя на каэфіцыенты ўдзельнай магнітнай успрымальнасці вальфраміту і вальфраміту, якія вырабляюцца ў розных рэгіёнах.
Ёсць дзве сітуацыі пры выкарыстанні магнітнай сепарацыі для атрымання высакаякаснага канцэнтрату хрому: адна заключаецца ў выдаленні моцных магнітных мінералаў (у асноўным магнетыту) у рудзе пад слабым магнітным полем для павелічэння долі ферахрому, а другая заключаецца ў выкарыстанні моцнае магнітнае поле. Падзел жыльных мінералаў і здабыча хромавай руды (слабамагнітныя мінералы).
3) Электрычны выбар
Электрычная сепарацыя - гэта метад падзелу хромавай руды і сілікатных жыльных мінералаў з выкарыстаннем электрычных уласцівасцей мінералаў, такіх як розніца ў праводнасці і дыэлектрычнай пранікальнасці.
4) Флотацыя
У працэсе гравітацыйнага падзелу дробназярністая (-100 мкм) храмітавая руда часта адкідваецца як хвост, але храміт такога памеру па-ранейшаму мае высокую каэфіцыент выкарыстання, таму метад флотации можа быць выкарыстаны для дробнай грануляванай храмітавай руды нізкага ўзроўню. аднаўляецца. Флотацыя хромавай руды з 20% ~40% Cr2O3 у хвастах і серпантынам, алівінам, рутылам і карбанатам магнію і кальцыя ў якасці жыльных мінералаў. Руду дробна здрабняюць да 200 мкм, вадкае шкло, фасфат, метафасфат, фторасілікат і г.д. выкарыстоўваюцца для дыспергавання і інгібіравання асадка, а ненасычаная тлустая кіслата выкарыстоўваецца ў якасці калектара. Распыленне і падаўленне жыльнага асадка вельмі важна для працэсу флотации. Іёны металаў, такіх як жалеза і свінец, могуць актываваць храміт. Калі значэнне pH завісі ніжэй за 6, храміт практычна не будзе плаваць. Карацей кажучы, спажыванне флотационного рэагента вялікае, марка канцэнтрату нестабільная, а хуткасць аднаўлення нізкая. Ca2+ і Mg2+, раствораныя з жыльных мінералаў, зніжаюць селектыўнасць працэсу флотации.
5) Хімічнае ўзбагачэнне
Хімічны метад заключаецца ў непасрэднай апрацоўцы пэўнай храмітавай руды, якую нельга аддзяліць фізічным метадам, або кошт фізічнага метаду адносна высокі. Суадносіны Cr/Fe канцэнтрату, атрыманага хімічным метадам, вышэй, чым звычайнага фізічнага метаду. Да хімічных метадаў адносяцца: селектыўнае вылугаванне, акісляльна-аднаўленчае, аддзяленне плаўленнем, сернакіслотнае і хромакіслотнае вылугаванне, аднаўленне і сернакіслотнае вылугаванне і інш. Спалучэнне фізіка-хімічных метадаў і непасрэдная апрацоўка хромавай руды хімічнымі метадамі з'яўляюцца аднымі з асноўных тэндэнцыі ўзбагачэння храміту сёння. Хімічныя метады могуць непасрэдна здабываць хром з руды і вырабляць карбід хрому і аксід хрому.
Час публікацыі: 30 красавіка 2021 г