Jo ypatybės, istorija ir dar daugiau

Chromo metalas yra plačiausiai žinomas dėl jo panaudojimo chromuojant (kuris dažnai vadinamas tiesiog „chromu“), tačiau jis dažniausiai naudojamas kaip sudedamoji dalis nerūdijantis plienas. Abiem atvejais naudingas chromo kietumas, atsparumas korozijair sugebėjimas būti šlifuotas dėl blizgios išvaizdos.

• Atominis simbolis: Cr
• Atominis skaičius: 24
• Atominė masė: 51,996 g / mol¹
• Elemento kategorija: Pereinamasis metalas
• Tankis: 7,19 g / cm³ esant 20 ° C
• Lydymosi temperatūra: 1907 ° C (3465 ° F).
• Virimo temperatūra: 2671 ° C (4840 ° F)
• Moho kietumas: 5.5

Chromas yra kietas, pilkas metalas, vertinamas dėl neįtikėtino atsparumo korozijai. Grynas chromas yra magnetinis ir trapus, tačiau kai jis gali būti pagamintas iš legiruoto kaliojo ir nušlifuotas iki ryškios, sidabrinės spalvos.

Chromo pavadinimas kilęs iš khrōma, graikų kalbos žodis, reiškiantis spalvą, dėl jo sugebėjimo gaminti ryškius, spalvingus junginius, tokius kaip chromo oksidas.

1797 m. Prancūzų chemikas Nicolas-Louis Vauguelin pagamino pirmąjį gryno chromo metalą, apdorodamas krokoditą ( chromo turintis mineralas) su kalio karbonatu ir gautą chromo rūgštį redukuojant su anglimi a grafito tiglis.

Chromo junginiai dažikliuose ir dažuose buvo naudojami tūkstančius metų, tik po Vauguelino atradimo chromas pradėjo vystytis metaluose. XIX amžiaus pabaigoje ir XX amžiaus pradžioje Europos metalurgai aktyviai eksperimentavo su metalu lydiniai, bando gaminti stipresnius ir patvaresnius plienai.

1912 m., Dirbdamas „Firth Brown“ laboratorijose JK, metalurgui Harry Brearley buvo pavesta surasti patvaresnį metalą ginklų statinėms. Į tradicinį anglinį plieną jis pridėjo chromo, kuris, kaip buvo žinoma, turi aukštą lydymosi temperatūrą, ir pagamino pirmąjį nerūdijantį plieną. Tačiau maždaug tuo pačiu metu kiti, įskaitant Elwoodą Haynesą JAV ir Kruppo inžinierius Vokietijoje, taip pat kūrė chromo turinčius plieno lydinius. Vystant elektrinę lankinę krosnį, netrukus po to pradėta plataus masto nerūdijančio plieno gamyba.

Tuo pačiu laikotarpiu taip pat buvo tiriami galvanizuojami metalai, kurie leido pigesnius metalus, tokius kaip geležies ir nikelio, pritaikyti išoriniam chromo atsparumui dilimui ir korozijai bei jo estetinėms savybėms. Pirmosios chromo savybės ant automobilių ir aukščiausios klasės laikrodžių atsirado 1920-ųjų pabaigoje.

Pramoniniams chromo gaminiams priskiriami chromo metalai, ferohromas, chromo chemikalai ir liejinis smėlis. Pastaraisiais metais chromo medžiagų gamyboje vyravo didesnė vertikali integracija. Tai reiškia, kad daugiau įmonių užsiima chromito rūdos gavyba, taip pat perdirbdamos ją į chromo metalą, ferrochromą ir, galiausiai, į nerūdijantį plieną.

2010 m. Pasaulinė chromito rūdos gamyba (FeCr₂O₄), pirminis mineralas, išgautas chromo gamybai, buvo 25 milijonai tonų. Ferrochromo buvo pagaminta apie 7 milijonai tonų, o chromo metalo - apie 40 000 tonų. Ferrochromas gaminamas tik naudojant elektrines lanko krosnis, o chromo metalas gali būti gaunamas elektrolitiniu, silikoterminiu ir aluminoterminiu metodais.

Ferrochromo gamybos metu elektrinių lanko krosnių sukuriama šiluma, kuri siekia 5070°F (2800°C), anglis ir koksas sumažina chromo rūdą per karboterminę reakciją. Kai krosnies židinyje paskleidžiama pakankamai medžiagų, prieš tai sutraiškytas metalas išpilamas ir sukietinamas dideliais liejiniais.

Aukšto grynumo chromo metalo aluminoterminė gamyba sudaro daugiau kaip 95% šiandien pagaminto chromo metalo. Pirmasis šio proceso žingsnis reikalauja, kad 2000 m. Ore chromito rūda būtų skrudinta soda ir kalkėmis°F (1000°C), kuris sukuria natrio chromatą, kuriame yra kalcino. Jį galima išplauti iš atliekų, o vėliau sumažinti ir nusodinti kaip chromo oksidą (Cr₂O₃).

Tada chromo oksidas sumaišomas su milteliais aliuminio ir sudėti į didelį molio tiglį. Bario peroksidas ir magnio milteliai paskleidžiami ant mišinio, o tiglis yra apsuptas smėlio (kuris veikia kaip izoliacija).

Mišinys užsidega, o chromo oksidas, reaguodamas su aliuminiu, gauna deguonį, kad susidarytų aliuminio oksidas, ir tokiu būdu išsiskiria išlydytas chromo metalas, kurio grynumas yra 97–99%.

Remiantis JAV geologijos tarnybos statistika, didžiausi chromito rūdos gamintojai 2009 m. Buvo Pietų Afrika (33 proc.), Indija (20 proc.) Ir Kazachstanas (17 proc.). Didžiausios ferrochromą gaminančios įmonės yra „Xstrata“, „Eurasian Natural Resources Corp“. (Kazachstanas), Samancor (Pietų Afrika) ir Hernic Ferrochrome (Pietų Afrika).

Tarptautinės chromo plėtros asociacijos duomenimis, iš visos 2009 m. Išgautos chromo rūdos 95,2 proc. sunaudojo metalurgijos pramonė, 3,2% - ugniai atsparių medžiagų ir liejyklų pramonė, 1,6% - chemijos gamintojai. Chromą daugiausia naudoja nerūdijantis plienas, legiruotasis plienas ir spalvotieji lydiniai.

Nerūdijantis plienas - tai plienas, kuriame yra nuo 10% iki 30% chromo (pagal masę) ir kuris nerūdija ir nerūdija taip lengvai, kaip įprastas plienas. Yra nuo 150 iki 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, Artūras. Ir Aleksandras, W. O. 1944. Metalai tarnaujant žmogui. 11-asis leidimas (1998).

Tarptautinė chromo plėtros asociacija (ICDA).

Šaltinis: www.icdacr.com