Его свойства, история и многое другое

Металлический хром наиболее широко известен благодаря его использованию в хромировании (которое часто называют просто «хром»), но его наибольшее использование в качестве ингредиента в нержавеющая сталь. Оба применения выигрывают от твердости хрома, устойчивости к коррозияи способность быть отполированной для блестящего внешнего вида.

• Атомный символ: Cr
• Атомный номер: 24
• Атомная масса: 51,996 г / моль¹
• Элемент Категория: переходный металл
• Плотность: 7,19 г / см³ при 20 ° С
• Температура плавления: 3465 ° F (1907 ° C)
• Точка кипения: 4840 ° F (2671 ° C)
• Моос твердость: 5,5

Хром - это твердый серый металл, который ценится за невероятную стойкость к коррозии. Чистый хром является магнитным и хрупким, но при легировании его можно получить податливый и полируется до яркой, серебристой отделки.

Хром получил свое название от Хром, греческое слово, означающее цвет, из-за его способности производить яркие, красочные соединения, такие как оксид хрома.

В 1797 году французский химик Николя-Луи Вогелен произвел первый чистый металлический хром путем обработки крокоита хромсодержащего минерала) с карбонатом калия, а затем восстанавливают полученную хромовую кислоту с помощью углерода в графитовый тигель.

Хотя соединения хрома использовались в красителях и красках на протяжении тысячелетий, только после открытия Вогелина началось развитие использования хрома в металле. В конце 19 и начале 20 века металлурги в Европе активно экспериментировали с металлом сплавы, стараясь сделать сильнее и прочнее стали.

В 1912 году, когда он работал в Firth Brown Laboratories в Великобритании, металлургу Гарри Брирли было поручено найти более устойчивый металл для стволов. Он добавил хром, который, как известно, имеет высокую температуру плавления, к традиционной углеродистой стали, производя первую нержавеющую сталь. Однако примерно в то же время другие, в том числе Элвуд Хейнс в США и инженеры в Круппе в Германии, также разрабатывали хромсодержащие стальные сплавы. С развитием электродуговой печи вскоре последовало крупномасштабное производство нержавеющей стали.

В течение того же периода проводились также исследования по гальваническим металлам, что позволило более дешевым металлам, таким как утюг а также никель, чтобы принять на их внешнюю стойкость хрома к истиранию и коррозии, а также его эстетические качества. Первые хромированные элементы появились на автомобилях и высококачественных часах в конце 1920-х годов.

Промышленные хромовые продукты включают металлический хром, феррохром, хромовые химикаты и литейные пески. В последние годы наметилась тенденция к большей вертикальной интеграции в производстве хромовых материалов. То есть все больше компаний, занимающихся добычей хромитовой руды, также перерабатывают ее в металлический хром, феррохром и, в конечном счете, в нержавеющую сталь.

В 2010 году мировое производство хромитовой руды (FeCr₂О₄), первичный минерал, добытый для производства хрома, составил 25 млн. тонн. Производство феррохрома составило около 7 миллионов тонн, а производство металлического хрома - около 40 000 тонн. Феррохром производится исключительно с использованием электродуговых печей, тогда как металлический хром может быть получен электролитическим, силикотермическим и алюмотермическим методами.

При производстве феррохрома выделяется тепло, создаваемое электродуговыми печами, которое достигает 5070°F (2800°В) заставляет уголь и кокс восстанавливать хромовую руду посредством карботермической реакции. После того, как в топке печи выплавлено достаточное количество материала, расплавленный металл сливают и затвердевают в больших отливках, а затем измельчают.

На алюминотермическое производство металлического хрома высокой чистоты приходится более 95% производимого сегодня металлического хрома. Первый шаг в этом процессе требует, чтобы в 2000 году хромитовая руда была обжарена с содой и известью в воздухе.°F (1000°В), который создает хромат натрия, содержащий кальцин. Его можно вымывать из отходов, а затем восстанавливать и осаждать в виде оксида хрома (Cr₂О₃).

Оксид хрома затем смешивают с порошкообразным алюминий и положить в большой глиняный тигель. Перекись бария и магний порошок затем распределяется по смеси, и тигель окружен песком (который действует как изоляция).

Смесь воспламеняется, в результате чего кислород из оксида хрома реагирует с алюминием с образованием оксида алюминия и, таким образом, выделяется расплавленный металлический хром, который имеет чистоту 97-99%.

По данным Геологической службы США, крупнейшими производителями хромитовой руды в 2009 году были Южная Африка (33%), Индия (20%) и Казахстан (17%). Крупнейшими компаниями-производителями феррохрома являются Xstrata, Eurasian Natural Resources Corp. (Казахстан), Samancor (Южная Африка) и Hernic Ferrochrome (Южная Африка).

По данным Международной ассоциации развития хрома, от общего объема хромитовой руды, добытой в 2009 году, 95,2% был поглощен в металлургической промышленности, 3,2% по огнеупорной и литейной промышленности, и 1,6% от производителей химической продукции. Основные области применения хрома - нержавеющая сталь, легированная сталь и цветные сплавы.

Нержавеющая сталь относится к ряду сталей, которые содержат от 10 до 30% хрома (по весу) и которые не подвержены коррозии и ржавчине так же легко, как обычные стали. Существует от 150 до 200 различных композиций из нержавеющей стали, хотя только около 10% из них используются регулярно.

Источники:

Салли, Артур Генри и Эрик А. Брандес. хром. Лондон: Баттервортс, 1954.

Улица, Артур. И Александр В. О. 1944. Металлы на службе у человека. 11-е издание (1998).

Международная ассоциация развития хрома (ICDA).

Источник: www.icdacr.com