Природата на хрома
Хромът, символ на елемент Cr, атомен номер 24, относителна атомна маса 51,996, принадлежи към преходния метален елемент от група VIB на периодичната таблица на химичните елементи.Металният хром е центриран по тялото кубичен кристал, сребристо-бял, плътност 7,1 g/cm³, точка на топене 1860℃, точка на кипене 2680℃, специфичен топлинен капацитет при 25℃ 23,35J/(mol·K), топлина на изпаряване 342. mol, топлопроводимост 91,3 W/(m·K) (0-100°C), съпротивление (20°C) 13,2uΩ·cm, с добри механични свойства.
Има пет валентности на хром: +2, +3, +4, +5 и +6.В условията на ендогенно действие хромът обикновено е +3 валентност.Съединенията с +тривалентен хром са най-стабилни.+Съединенията на шествалентния хром, включително хромовите соли, имат силни окислителни свойства.Йонните радиуси на Cr3+, AI3+ и Fe3+ са сходни, така че те могат да имат широк спектър от прилики.Освен това елементите, които могат да бъдат заменени с хром, са манган, магнезий, никел, кобалт, цинк и т.н., така че хромът е широко разпространен в магнезиеви железосиликатни минерали и спомагателни минерали.
Приложение
Хромът е един от най-широко използваните метали в съвременната индустрия.Използва се главно при производството на неръждаема стомана и различни легирани стомани под формата на феросплави (като ферохром).Хромът има характеристиките на твърд, устойчив на износване, топлоустойчив и устойчив на корозия.Хромовата руда се използва широко в металургията, огнеупорните материали, химическата промишленост и леярската промишленост.
В металургичната промишленост хромовата руда се използва главно за топене на ферохром и метален хром.Хромът се използва като стоманена добавка за производството на различни високоякостни, устойчиви на корозия, устойчиви на износване, високи температури и окисляване специални стомани, като неръждаема стомана, киселинноустойчива стомана, топлоустойчива стомана, стомана със сачмени лагери, пружинна стомана, инструментална стомана и др. Хромът може да подобри механичните свойства и устойчивостта на износване на стоманата.Металният хром се използва главно за топене на специални сплави с кобалт, никел, волфрам и други елементи.Хромирането и хромирането могат да направят стомана, мед, алуминий и други метали да образуват устойчива на корозия повърхност, която е ярка и красива.
В огнеупорната индустрия хромовата руда е важен огнеупорен материал, използван за направата на хромирани тухли, хром-магнезиеви тухли, модерни огнеупорни материали и други специални огнеупорни материали (хром бетон).Огнеупорите на базата на хром включват главно тухли с хромова руда и магнезий, синтерован магнезиево-хромен клинкер, разтопени магнезиево-хромови тухли, стопени, фино смлени и след това свързани магнезиево-хромови тухли.Те намират широко приложение в открити пещи, индукционни пещи и др. Металургичен конвертор и облицовка на ротационни пещи на циментовата промишленост и др.
В леярската индустрия хромовата руда няма да взаимодейства с други елементи в разтопената стомана по време на процеса на изливане, има нисък коефициент на термично разширение, устойчива е на проникване на метал и има по-добри характеристики на охлаждане от циркона.Хромовата руда за леене има строги изисквания за химичен състав и разпределение на размера на частиците.
В химическата промишленост най-пряката употреба на хром е за производство на разтвор на натриев дихромат (Na2Cr2O7·H2O) и след това за приготвяне на други хромови съединения за използване в индустрии като пигменти, текстил, галванично покритие и производство на кожи, както и катализатори .
Фино смляният прах от хромова руда е естествен оцветител при производството на стъкло, керамика и глазирани плочки.Когато натриевият дихромат се използва за опустошаване на кожата, протеинът (колаген) и въглехидратите в оригиналната кожа реагират с химически вещества, за да образуват стабилен комплекс, който се превръща в основата на кожените изделия.В текстилната промишленост натриевият дихромат се използва като морско средство при боядисване на тъкани, което може ефективно да прикрепи молекули на багрилото към органични съединения;може да се използва и като окислител при производството на багрила и междинни продукти.
Минерал хром
Има повече от 50 вида хром-съдържащи минерали, които са открити в природата, но повечето от тях имат ниско съдържание на хром и разпръснато разпределение, което има ниска стойност за промишлена употреба.Тези хром-съдържащи минерали принадлежат към оксиди, хромати и силикати, в допълнение към няколко хидроксиди, йодати, нитриди и сулфиди.Сред тях минералите от хромен нитрид и хромов сулфид се срещат само в метеорити.
Като минерален вид в подсемейството на хромовата руда, хромитът е единственият важен промишлен минерал на хром.Теоретичната химична формула е (MgFe)Cr2O4, в която съдържанието на Cr2O3 представлява 68%, а FeO – 32%.По своя химичен състав тривалентният катион е предимно Cr3+, като често има Al3+, Fe3+ и Mg2+, Fe2+ изоморфни замествания.В реално произведения хромит част от Fe2+ често се заменя с Mg2+, а Cr3+ се заменя с Al3+ и Fe3+ в различна степен.Пълната степен на изоморфно заместване между различните компоненти на хромита не е последователна.Координационните катиони от четири порядъка са главно магнезий и желязо и пълното изоморфно заместване между магнезий-желязо.Съгласно метода с четири деления хромитът може да бъде разделен на четири подгрупи: магнезиев хромит, желязо-магнезиев хромит, основно-железен хромит и желязо-хромит.В допълнение, хромитът често съдържа малко количество манган, хомогенна смес от титан, ванадий и цинк.Структурата на хромита е от нормален тип шпинел.
4. Стандарт за качество на хромовия концентрат
Според различните методи на преработка (минерализация и естествена руда), хромовата руда за металургията се разделя на два вида: концентрат (G) и руда на бучки (K).Вижте таблицата по-долу.
Изисквания за качество на хромитната руда за металургията
Технология за обогатяване на хромова руда
1) Преизбиране
Понастоящем гравитационното разделяне заема важна позиция в обогатяването на хромовата руда.Методът на гравитационно разделяне, който използва насипно наслояване във водната среда като основно поведение, все още е основният метод за обогатяване на хромова руда в световен мащаб.Оборудването за гравитационно разделяне е спирален улей и центробежен концентратор, а обхватът на размера на обработваните частици е сравнително широк.Обикновено разликата в плътността между хромовите минерали и минералите от порода е по-голяма от 0,8 g/cm3 и гравитационното разделяне на всеки размер на частиците, по-голям от 100 um, може да бъде задоволително.резултатът от.Грубите буци (100 ~ 0,5 мм) руда се сортират или предварително селектират чрез тежко-средно обогатяване, което е много икономичен метод на обогатяване.
2) Магнитно разделяне
Магнитното разделяне е метод за обогатяване, който реализира разделяне на минерали в неравномерно магнитно поле въз основа на магнитната разлика на минералите в рудата.Хромитът има слаби магнитни свойства и може да бъде отделен от вертикални пръстеновидни магнитни сепаратори с висок градиент, магнитни сепаратори с мокра плоча и друго оборудване.Специфичните коефициенти на магнитна чувствителност на хромовите минерали, произведени в различни райони за производство на хромова руда в света, не се различават много и са подобни на специфичните коефициенти на магнитна чувствителност на волфрамит и волфрамит, произведени в различни региони.
Има две ситуации при използването на магнитно разделяне за получаване на висококачествен хромен концентрат: едната е да се отстранят силните магнитни минерали (главно магнетит) в рудата под слабо магнитно поле, за да се увеличи съотношението на ферохром, а другата е да се използва силно магнитно поле.Отделяне на минерали от порода и извличане на хромова руда (слабо магнитни минерали).
3) Електрически избор
Електрическото разделяне е метод за разделяне на минерали от хромова руда и силикатна порода чрез използване на електрическите свойства на минералите, като разлики в проводимостта и диелектричната константа.
4) Флотация
В процеса на гравитационно отделяне, дребнозърнеста (-100um) хромитна руда често се изхвърля като хвост, но хромитът с този размер все още има висока оползотворителна стойност, така че методът на флотация може да се използва за нискокачествена фина гранулирана хромитна руда се възстановява.Флотиране на хромова руда с 20% ~40% Cr2O3 в хвоста и минерали от серпентин, оливин, рутил и калциев магнезиев карбонат като минерали.Рудата се смила фино до 200μm, водно стъкло, фосфат, метафосфат, флуоросиликат и др. се използват за диспергиране и инхибиране на утайката, а ненаситената мастна киселина се използва като колектор.Разпръскването и потискането на тънката утайка е много важно за процеса на флотация.Металните йони като желязо и олово могат да активират хромит.Когато pH стойността на суспензията е под 6, хромитът почти няма да плава.Накратко, консумацията на флотационния реагент е голяма, степента на концентрат е нестабилна и степента на възстановяване е ниска.Ca2+ и Mg2+, разтворени от минерали от порода, намаляват селективността на процеса на флотация.
5) Химическо обогатяване
Химическият метод е директно третиране на определена хромитна руда, която не може да бъде отделена чрез физически метод или цената на физическия метод е сравнително висока.Съотношението Cr/Fe на концентрата, произведено по химичен метод, е по-високо от това на обикновения физически метод.Химичните методи включват: селективно излугване, редукция на окисляване, разделяне на топене, излугване на сярна и хромова киселина, редукция и излугване със сярна киселина и др. Комбинацията от физико-химични методи и директното третиране на хромовата руда чрез химични методи са едни от основните тенденции в обогатяването на хромит днес.Химическите методи могат директно да извличат хром от рудата и да произвеждат хромов карбид и хромов оксид.
Време за публикуване: 30 април 2021 г