Kromens natur
Krom, grundämnessymbol Cr, atomnummer 24, relativ atommassa 51,996, tillhör övergångsmetallen i grupp VIB i det periodiska systemet. Krommetallen är en kroppscentrerad kubisk kristall, silvervit, densitet 7,1 g/cm³, smältpunkt 1860 ℃, kokpunkt 2680 ℃, specifik värmekapacitet vid 25 ℃ 23,35 J/(mol·K), förångningsvärme 342,1 kJ/mol, värmeledningsförmåga 91,3 W/(m·K) (0-100 °C), resistivitet (20 °C) 13,2 uΩ·cm, med goda mekaniska egenskaper.
Krom har fem valenser: +2, +3, +4, +5 och +6. Under endogena förhållanden har krom i allmänhet en valens på +3. Föreningar med +trivalent krom är de mest stabila. +Sexvalenta kromföreningar, inklusive kromsalter, har starka oxiderande egenskaper. Jonradierna för Cr3+, AI3+ och Fe3+ är likartade, så de kan ha en mängd likheter. Dessutom är de element som kan ersättas med krom mangan, magnesium, nickel, kobolt, zink etc., så krom är vitt distribuerat i magnesiumjärnsilikatmineraler och hjälpmineraler.
Ansökan
Krom är en av de mest använda metallerna inom modern industri. Det används huvudsakligen vid tillverkning av rostfritt stål och olika legeringsstål i form av ferrolegeringar (såsom ferrokrom). Krom har egenskaperna hårdhet, slitstyrka, värmebeständighet och korrosionsbeständighet. Krommalm används ofta inom metallurgi, eldfasta material, kemisk industri och gjuteriindustrin.
Inom metallurgisk industri används krommalm huvudsakligen för att smälta ferrokrom och metalliskt krom. Krom används som ståltillsats för att producera en mängd olika höghållfasta, korrosionsbeständiga, slitstarka, högtemperaturbeständiga och oxidationsbeständiga specialstål, såsom rostfritt stål, syrabeständigt stål, värmebeständigt stål, kullagerstål, fjäderstål, verktygsstål etc. Krom kan förbättra stålets mekaniska egenskaper och slitstyrka. Metallkrom används huvudsakligen för att smälta speciallegeringar med kobolt, nickel, volfram och andra element. Kromplätering och kromering kan göra att stål, koppar, aluminium och andra metaller bildar en korrosionsbeständig yta som är ljus och vacker.
Inom eldfast industri är krommalm ett viktigt eldfast material som används för att tillverka kromtegelstenar, krommagnesiategelstenar, avancerade eldfasta material och andra speciella eldfasta material (krombetong). Krombaserade eldfasta material omfattar huvudsakligen tegelstenar med krommalm och magnesia, sintrad magnesia-kromklinker, smält magnesia-kromtegel, smälta, finmalda och sedan bundna magnesia-kromtegelstenar. De används ofta i öppna härdugnar, induktionsugnar etc. Metallurgisk omvandlare och roterande ugnsinredning inom cementindustrin etc.
Inom gjuteriindustrin interagerar krommalm inte med andra element i smält stål under gjutningsprocessen, har en låg värmeutvidgningskoefficient, är motståndskraftig mot metallpenetration och har bättre kylprestanda än zirkon. Krommalm för gjuteri har strikta krav på kemisk sammansättning och partikelstorleksfördelning.
Inom den kemiska industrin är den mest direkta användningen av krom för att producera natriumdikromatlösning (Na₂Cr₂O₇·H₂O), och sedan för att framställa andra kromföreningar för användning inom industrier som pigment, textilier, elektroplätering och lädertillverkning, samt katalysatorer.
Det finmalda krommalmspulvret är ett naturligt färgämne vid tillverkning av glas, keramik och glaserade plattor. När natriumdikromat används för att bearbeta läder reagerar proteinet (kollagen) och kolhydraterna i det ursprungliga lädret med kemiska ämnen för att bilda ett stabilt komplex, vilket blir basen för läderprodukter. Inom textilindustrin används natriumdikromat som betningsmedel vid tygfärgning, vilket effektivt kan fästa färgämnesmolekyler till organiska föreningar; det kan också användas som oxidationsmedel vid tillverkning av färgämnen och mellanprodukter.
Krommineral
Det finns mer än 50 typer av kromhaltiga mineraler som har upptäckts i naturen, men de flesta av dem har låg kromhalt och spridd spridning, vilket har lågt industriellt användningsvärde. Dessa kromhaltiga mineraler tillhör oxider, kromater och silikater, förutom några hydroxider, jodater, nitrider och sulfider. Bland dem finns kromnitrid och kromsulfidmineraler endast i meteoriter.
Som en mineralart i krommalmsunderfamiljen är kromit det enda viktiga industrimineralet av krom. Den teoretiska kemiska formeln är (MgFe)Cr2O4, där Cr2O3-innehållet står för 68 % och FeO står för 32 %. I dess kemiska sammansättning är den trevärda katjonen huvudsakligen Cr3+, och det finns ofta Al3+, Fe3+ och Mg2+, Fe2+ isomorfa substitutioner. I den faktiskt producerade kromiten ersätts ofta en del av Fe2+ med Mg2+, och Cr3+ ersätts i varierande grad med Al3+ och Fe3+. Den fullständiga graden av isomorf substitution mellan de olika komponenterna i kromit är inte konsekvent. De fyra ordningens koordinationskatjoner är huvudsakligen magnesium och järn, och den fullständiga isomorfa substitutionen mellan magnesium och järn. Enligt fyrdelningsmetoden kan kromit delas in i fyra undergrupper: magnesiumkromit, järn-magnesiumkromit, mafisk järnkromit och järn-kromit. Dessutom innehåller kromit ofta en liten mängd mangan, en homogen blandning av titan, vanadin och zink. Kromitens struktur är av normal spinelltyp.
4. Kvalitetsstandard för kromkoncentrat
Enligt olika bearbetningsmetoder (mineralisering och naturmalm) delas krommalm för metallurgi in i två typer: koncentrat (G) och styckemalm (K). Se tabellen nedan.
Kvalitetskrav för kromitmalm för metallurgi
Teknologi för anrikning av krommalm
1) Omval
För närvarande intar gravitationsseparation en viktig roll i anrikningen av krommalm. Gravitationsseparationsmetoden, som använder lös skiktning i det vattenhaltiga mediet som grundläggande beteende, är fortfarande den huvudsakliga metoden för att anrika krommalm världen över. Gravitationsseparationsutrustningen är en spiralränna och en centrifugalkoncentrator, och bearbetningsområdet för partikelstorlek är relativt brett. Generellt sett är densitetsskillnaden mellan krommineraler och gångartsmineraler större än 0,8 g/cm3, och gravitationsseparationen av alla partikelstorlekar större än 100 µm kan vara tillfredsställande. Resultatet är att grova klumpar (100 ~ 0,5 mm) malm sorteras eller förselekteras genom tung-medium anrikning, vilket är en mycket ekonomisk anrikningsmetod.
2) Magnetisk separation
Magnetisk separation är en anrikningsmetod som realiserar separation av mineraler i ett icke-enhetligt magnetfält baserat på den magnetiska skillnaden mellan mineralerna i malmen. Kromit har svaga magnetiska egenskaper och kan separeras med vertikala ringmagnetiska separatorer med hög gradient, våtplattmagnetiska separatorer och annan utrustning. De specifika magnetiska susceptibilitetskoefficienterna för krommineraler som produceras i olika krommalmsproducerande områden i världen skiljer sig inte mycket åt och liknar de specifika magnetiska susceptibilitetskoefficienterna för wolframit och wolframit som produceras i olika regioner.
Det finns två situationer när man använder magnetisk separation för att erhålla högkvalitativt kromkoncentrat: den ena är att avlägsna de starka magnetiska mineralerna (främst magnetit) i malmen under ett svagt magnetfält för att öka andelen ferrokrom, och den andra är att använda ett starkt magnetfält. Separation av gångartsmineraler och utvinning av krommalm (svagt magnetiska mineraler).
3) Elektriskt val
Elektrisk separation är en metod för att separera krommalm och silikatgångmineraler genom att använda mineralernas elektriska egenskaper, såsom skillnader i konduktivitet och dielektricitetskonstant.
4) Flytförmåga
Vid gravitationsseparation kasseras ofta finkornig (-100 µm) kromitmalm som avfall, men kromit av denna storlek har fortfarande ett högt nyttjandevärde, så flotationsmetoden kan användas för att utvinna lågkvalitativ finkornig kromitmalm. Flotation av krommalm med 20 % ~ 40 % Cr2O3 i avfall och serpentin-, olivin-, rutil- och kalciummagnesiumkarbonatmineraler som gångartsmineraler. Malmen finmals till 200 μm, vattenglas, fosfat, metafosfat, fluorsilikat etc. används för att dispergera och hämma slammet, och omättad fettsyra används som uppsamlare. Dispersionen och undertryckandet av gångartsslam är mycket viktigt för flotationsprocessen. Metalljoner som järn och bly kan aktivera kromit. När pH-värdet i slammet är under 6 kommer kromiten knappast att flyta. Kort sagt är förbrukningen av flotationsreagens stor, koncentratkvaliteten är instabil och utvinningsgraden är låg. Ca2+ och Mg2+ löst från gangmineraler minskar flotationsprocessens selektivitet.
5) Kemisk anrikning
Kemiska metoder innebär att direkt behandla viss kromitmalm som inte kan separeras med fysikalisk metod eller där kostnaden för den fysikaliska metoden är relativt hög. Cr/Fe-förhållandet i koncentrat som produceras med kemisk metod är högre än med vanliga fysikaliska metoder. Kemiska metoder inkluderar: selektiv urlakning, oxidationsreduktion, smältseparation, urlakning av svavelsyra och kromsyra, reduktion och svavelsyraurlakning, etc. Kombinationen av fysikalisk-kemiska metoder och direkt behandling av krommalm med kemiska metoder är en av de viktigaste trenderna inom kromitanrikning idag. Kemiska metoder kan direkt utvinna krom från malmen och producera kromkarbid och kromoxid.
Publiceringstid: 30 april 2021