Хромын мөн чанар
Хром, элементийн тэмдэг Cr, атомын дугаар 24, харьцангуй атомын масс 51.996, химийн элементүүдийн үелэх хүснэгтийн VIB бүлгийн шилжилтийн металл элементэд хамаарна. Хром металл нь бие төвтэй куб талст, мөнгөлөг цагаан, нягтрал 7.1г/см³, хайлах цэг 1860℃, буцлах цэг 2680℃, 25℃ температурт хувийн дулаан багтаамж 23.35Ж/(моль·К), ууршуулах дулаан 342.1кЖ/моль, дулаан дамжуулалт 91.3 Вт/(м·К) (0-100°C), эсэргүүцэл (20°C) 13.2uΩ·см, сайн механик шинж чанартай.
Хромын таван валент байдаг: +2, +3, +4, +5 ба +6. Эндоген үйлчлэлийн нөхцөлд хром нь ерөнхийдөө +3 валенттай байдаг. +Гурван валенттай хромтой нэгдлүүд хамгийн тогтвортой байдаг. +Зургаан валенттай хромын нэгдлүүд, түүний дотор хромын давс нь хүчтэй исэлдүүлэх шинж чанартай байдаг. Cr3+, AI3+ болон Fe3+-ийн ионы радиусууд нь төстэй тул олон төрлийн ижил төстэй шинж чанартай байж болно. Үүнээс гадна, хромоор сольж болох элементүүд нь манган, магни, никель, кобальт, цайр гэх мэт тул хром нь магни, төмөр, силикат эрдэс бодис болон туслах эрдэс бодисуудад өргөн тархсан байдаг.
Аппликейшн
Хром бол орчин үеийн үйлдвэрлэлд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг металлуудын нэг юм. Үүнийг голчлон зэвэрдэггүй ган болон ферро хайлш (феррохром гэх мэт) хэлбэрээр янз бүрийн хайлштай ган үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Хром нь хатуу, элэгдэлд тэсвэртэй, халуунд тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй гэсэн шинж чанартай. Хромын хүдрийг металлурги, галд тэсвэртэй материал, химийн үйлдвэр, цутгах үйлдвэрт өргөн ашигладаг.
Металлургийн үйлдвэрт хромын хүдрийг голчлон феррохром болон металл хром хайлуулахад ашигладаг. Хромыг гангийн нэмэлт болгон ашигладаг бөгөөд зэвэрдэггүй ган, хүчилд тэсвэртэй ган, халуунд тэсвэртэй ган, бөмбөлөг хэлбэртэй ган, пүрштэй ган, багажны ган гэх мэт өндөр бат бэх, зэврэлтэнд тэсвэртэй, элэгдэлд тэсвэртэй, өндөр температурт тэсвэртэй, исэлдэлтэд тэсвэртэй тусгай ган үйлдвэрлэдэг. Хром нь гангийн механик шинж чанар, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулж чаддаг. Металл хромыг голчлон кобальт, никель, вольфрам болон бусад элементүүдтэй тусгай хайлшийг хайлуулахад ашигладаг. Хром бүрэх, хромжуулах нь ган, зэс, хөнгөн цагаан болон бусад металлыг зэврэлтэд тэсвэртэй, тод, үзэсгэлэнтэй гадаргуу үүсгэдэг.
Галд тэсвэртэй үйлдвэрлэлийн салбарт хромын хүдэр нь хром тоосго, хром магнийн тоосго, дэвшилтэт галд тэсвэртэй материал болон бусад тусгай галд тэсвэртэй материал (хром бетон) хийхэд ашигладаг чухал галд тэсвэртэй материал юм. Хром дээр суурилсан галд тэсвэртэй материалуудад голчлон хром хүдэр болон магнийн тоосго, шатаасан магнийн хром клинкер, хайлсан магнийн хром тоосго, хайлсан, нарийн нунтаглаж, дараа нь холбосон магнийн хром тоосго багтдаг. Эдгээрийг задгай зуух, индукцийн зуух гэх мэтэд өргөн ашигладаг. Цементийн үйлдвэрийн металлургийн хөрвүүлэгч болон эргэлдэгч зуухны доторлогоонд гэх мэт.
Цутгах үйлдвэрт хромын хүдэр нь цутгах явцад хайлсан гангийн бусад элементүүдтэй харилцан үйлчлэлцдэггүй, дулааны тэлэлтийн коэффициент багатай, металл нэвтрэлтэд тэсвэртэй, цирконоос илүү хөргөлтийн үзүүлэлттэй байдаг. Цутгах үйлдвэрийн хромын хүдэр нь химийн найрлага болон ширхэгийн хэмжээний тархалтад хатуу шаардлага тавьдаг.
Химийн үйлдвэрт хромыг хамгийн шууд ашигладаг нь натрийн дихромат (Na2Cr2O7·H2O) уусмал үйлдвэрлэх, дараа нь пигмент, нэхмэл, электролиз, арьс шир үйлдвэрлэх, катализатор зэрэг салбарт ашиглах бусад хромын нэгдлүүдийг бэлтгэх явдал юм.
Нарийн нунтагласан хромын хүдрийн нунтаг нь шил, керамик болон паалантай хавтан үйлдвэрлэхэд байгалийн гаралтай будагч бодис юм. Натрийн дихроматыг арьс ширийг гэмтээхэд ашиглахад анхны арьсан дахь уураг (коллаген) болон нүүрс ус нь химийн бодисуудтай урвалд орж тогтвортой цогцолбор үүсгэдэг бөгөөд энэ нь арьс ширний бүтээгдэхүүний үндэс болдог. Нэхмэлийн үйлдвэрт натрийн дихроматыг даавуу будахад бордоо болгон ашигладаг бөгөөд энэ нь органик нэгдлүүдэд будгийн молекулуудыг үр дүнтэй холбож чаддаг; мөн будагч бодис болон завсрын бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд исэлдүүлэгч болгон ашиглаж болно.
Хромын эрдэс бодис
Байгальд 50 гаруй төрлийн хром агуулсан эрдэс бодис нээгдсэн боловч ихэнх нь хромын агууламж багатай, тархай бутархай тархалттай тул үйлдвэрлэлийн хэрэглээний үнэ цэнэ багатай байдаг. Эдгээр хром агуулсан эрдэс бодисууд нь цөөн тооны гидроксид, иод, нитрид, сульфидээс гадна исэл, хромат, силикатад хамаардаг. Тэдгээрийн дотроос хромын нитрид болон хромын сульфидын эрдэс бодисууд нь зөвхөн солируудад л байдаг.
Хромын хүдрийн дэд бүлгийн эрдэс зүйл болох хромит нь хромын цорын ганц чухал аж үйлдвэрийн эрдэс юм. Онолын химийн томъёо нь (MgFe)Cr2O4 бөгөөд Cr2O3 агууламж 68%, FeO нь 32% эзэлдэг. Химийн найрлагадаа гурван валенттай катион нь голчлон Cr3+ бөгөөд ихэвчлэн Al3+, Fe3+ болон Mg2+, Fe2+ изоморф орлуулалтууд байдаг. Бодит үйлдвэрлэсэн хромитод Fe2+-ийн нэг хэсэг нь ихэвчлэн Mg2+-ээр солигддог бөгөөд Cr3+ нь янз бүрийн түвшинд Al3+ болон Fe3+-ээр солигддог. Хромитын янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондох изоморф орлуулалтын бүрэн түвшин нь тогтвортой биш байна. Дөрвөн эрэмбийн зохицуулалтын катионууд нь голчлон магни ба төмөр, мөн магни-төмрийн хоорондох бүрэн изоморф орлуулалт юм. Дөрвөн хуваах аргын дагуу хромитыг дөрвөн дэд бүлэгт хувааж болно: магни хромит, төмөр-магнийн хромит, мафик-төмрийн хромит болон төмөр-хромит. Үүнээс гадна, хромит нь ихэвчлэн бага хэмжээний манган агуулдаг бөгөөд энэ нь титан, ванадий, цайрын нэгэн төрлийн холимог юм. Хромитын бүтэц нь хэвийн шпинель хэлбэртэй байдаг.
4. Хромын баяжмалын чанарын стандарт
Төрөл бүрийн боловсруулалтын аргууд (эрдэсжилт ба байгалийн хүдэр)-ийн дагуу металлургийн зориулалттай хромын хүдрийг баяжмал (G) ба бөөгнөрсөн хүдэр (K) гэсэн хоёр төрөлд хуваадаг. Доорх хүснэгтийг үзнэ үү.
Металлургийн зориулалттай хромитын хүдрийн чанарын шаардлага
Хромын хүдэр баяжуулах технологи
1) Дахин сонгууль
Одоогийн байдлаар хромын хүдрийг баяжуулахад таталцлын ялгалт чухал байр суурь эзэлдэг. Усан орчинд сул давхаргыг үндсэн зан үйл болгон ашигладаг таталцлын ялгах арга нь дэлхий даяар хромын хүдрийг баяжуулах гол арга хэвээр байна. Таталцлын ялгах төхөөрөмж нь спираль хэлбэртэй налуу ба төвөөс зугтах баяжуулах төхөөрөмж бөгөөд боловсруулалтын ширхэгийн хэмжээний хүрээ харьцангуй өргөн байдаг. Ерөнхийдөө хромын эрдэс ба гангийн эрдэс бодисын нягтын зөрүү 0.8г/см3-аас их бөгөөд 100мкм-ээс их хэмжээтэй аливаа ширхэгийн таталцлын ялгалт нь хангалттай байж болно. Үр дүн нь. Бүдүүн бөөгнөрөл (100 ~ 0.5мм) хүдрийг хүнд дунд зэргийн баяжуулах аргаар ангилах эсвэл урьдчилан сонгох бөгөөд энэ нь маш хэмнэлттэй баяжуулах арга юм.
2) Соронзон тусгаарлалт
Соронзон ялгах арга нь хүдэр дэх эрдсийн соронзон зөрүү дээр үндэслэн жигд бус соронзон орон дахь эрдсийг ялгах боломжийг олгодог баяжуулах арга юм. Хромит нь сул соронзон шинж чанартай бөгөөд босоо цагираг өндөр градиент соронзон ялгагч, нойтон хавтангийн соронзон ялгагч болон бусад тоног төхөөрөмжөөр ялгаж болно. Дэлхийн янз бүрийн хромын хүдэр олборлодог бүс нутагт үйлдвэрлэсэн хромын эрдсийн соронзон мэдрэмтгий байдлын коэффициентүүд нь тийм ч их ялгаатай биш бөгөөд янз бүрийн бүс нутагт үйлдвэрлэсэн вольфрамит болон вольфрамитын соронзон мэдрэмтгий байдлын коэффициентүүдтэй төстэй юм.
Өндөр зэрэглэлийн хромын баяжмал гаргаж авахын тулд соронзон ялгах аргыг ашиглах хоёр нөхцөл байдал байдаг: нэг нь хүдэр дэх хүчтэй соронзон эрдэс бодисыг (голчлон магнетит) сул соронзон орны нөлөөн дор зайлуулж, феррохромын харьцааг нэмэгдүүлэх, нөгөө нь хүчтэй соронзон орон ашиглах явдал юм. Гангийн эрдэс бодисыг ялгаж, хромын хүдрийг (сул соронзон эрдэс бодис) гаргаж авах.
3) Цахилгаан сонголт
Цахилгаан ялгах арга нь цахилгаан дамжуулах чанар болон диэлектрик тогтмолын ялгаа зэрэг эрдсийн цахилгаан шинж чанарыг ашиглан хромын хүдэр болон силикатын гангийн эрдсийг ялгах арга юм.
4) Хөвөгч
Хүндийн хүчний ялгах явцад нарийн ширхэгтэй (-100 мкм) хромитын хүдрийг ихэвчлэн хаягдал болгон хаядаг боловч энэ хэмжээтэй хромит нь ашиглалтын өндөр утгатай хэвээр байгаа тул флотацийн аргыг бага агуулгатай нарийн ширхэгтэй хромитын хүдэрт ашиглаж болно. Хромын хүдрийг хаягдал дахь 20% ~40% Cr2O3-тай флотацид оруулж, серпентин, оливин, рутил, кальцийн магнийн карбонатын эрдэс бодисыг гангийн эрдэс бодис болгон ашигладаг. Хүдрийг 200 мкм хүртэл нарийн нунтаглаж, усны шил, фосфат, метафосфат, фторсиликат гэх мэтийг лагийг тарааж, дарангуйлахад ашигладаг бөгөөд ханаагүй тосны хүчлийг цуглуулагч болгон ашигладаг. Гангийн лагийг тарааж, дарангуйлах нь флотацийн процесст маш чухал юм. Төмөр, хар тугалга зэрэг металлын ионууд нь хромитыг идэвхжүүлж чаддаг. Зуурмагийн рН-ийн утга 6-аас доош байх үед хромит бараг хөвөхгүй. Товчхондоо, хөвүүлэн баяжуулах урвалжийн хэрэглээ их, баяжмалын агуулга тогтворгүй, нөхөн сэргээх хурд бага байдаг. Гангийн эрдэс бодисоос ууссан Ca2+ ба Mg2+ нь хөвүүлэн баяжуулах процессын сонгомол чанарыг бууруулдаг.
5) Химийн баяжуулалт
Химийн арга нь физик аргаар ялгаж чадахгүй эсвэл физик аргын өртөг харьцангуй өндөр байдаг тодорхой хромит хүдрийг шууд боловсруулах явдал юм. Химийн аргаар гаргаж авсан баяжмалын Cr/Fe харьцаа нь ердийн физик аргынхаас өндөр байдаг. Химийн аргуудад: сонгомол уусгалт, исэлдэлтийг бууруулах, хайлуулах ялгалт, хүхрийн хүчил ба хромын хүчлийн уусгалт, бууруулах ба хүхрийн хүчлийн уусгалт гэх мэт орно. Физик-химийн аргууд болон хромын хүдрийг химийн аргаар шууд боловсруулах нь өнөөгийн хромит баяжуулах гол чиг хандлагын нэг юм. Химийн аргууд нь хүдрээс хромыг шууд гаргаж авч, хромын карбид ба хромын исэл үйлдвэрлэх боломжтой.
Нийтэлсэн цаг: 2021 оны 4-р сарын 30