सामान्य खनिजे-क्रोमियम धातूचे गुणधर्म आणि फायदेशीर तंत्रज्ञानाचे संचय

क्रोमियमचे स्वरूप

क्रोमियम, घटक चिन्ह Cr, अणुक्रमांक 24, सापेक्ष अणु वस्तुमान 51.996, रासायनिक घटकांच्या नियतकालिक सारणीच्या VIB च्या संक्रमण धातूच्या घटकाशी संबंधित आहे. क्रोमियम धातू शरीर-केंद्रित घन क्रिस्टल, चांदी-पांढरा, घनता 7.1g/cm³, वितळण्याचा बिंदू 1860℃, उत्कलन बिंदू 2680℃, विशिष्ट उष्णता क्षमता 25℃ 23.35J/(mol·K), वाष्पीकरणाची उष्णता 342.1kJ/ mol, थर्मल चालकता 91.3 W/(m·K) (0-100°C), प्रतिरोधकता (20°C) 13.2uΩ·cm, चांगल्या यांत्रिक गुणधर्मांसह.

क्रोमियमचे पाच व्हॅलेन्स आहेत: +2, +3, +4, +5 आणि +6. अंतर्जात क्रियांच्या परिस्थितीत, क्रोमियम सामान्यतः +3 व्हॅलेन्स असते. + ट्रायव्हॅलेंट क्रोमियम असलेली संयुगे सर्वात स्थिर असतात. +क्रोमियम क्षारांसह सहाव्हॅलेंट क्रोमियम संयुगे, मजबूत ऑक्सिडायझिंग गुणधर्म आहेत. Cr3+, AI3+ आणि Fe3+ ची आयनिक त्रिज्या सारखीच आहेत, त्यामुळे त्यांच्यात मोठ्या प्रमाणात समानता असू शकतात. याव्यतिरिक्त, क्रोमियमसह बदलले जाऊ शकणारे घटक म्हणजे मँगनीज, मॅग्नेशियम, निकेल, कोबाल्ट, जस्त, इत्यादी, म्हणून क्रोमियम मोठ्या प्रमाणावर मॅग्नेशियम लोह सिलिकेट खनिजे आणि सहायक खनिजांमध्ये वितरीत केले जाते.

अर्ज

क्रोमियम हा आधुनिक उद्योगात सर्वाधिक वापरल्या जाणाऱ्या धातूंपैकी एक आहे. हे मुख्यतः स्टेनलेस स्टील आणि विविध मिश्र धातुंच्या स्टील्सच्या उत्पादनात फेरोअलॉय (जसे की फेरोक्रोम) स्वरूपात वापरले जाते. क्रोमियममध्ये कठोर, पोशाख-प्रतिरोधक, उष्णता-प्रतिरोधक आणि गंज-प्रतिरोधक अशी वैशिष्ट्ये आहेत. क्रोम धातूचा वापर मोठ्या प्रमाणावर धातूशास्त्र, अपवर्तक साहित्य, रासायनिक उद्योग आणि फाउंड्री उद्योगांमध्ये केला जातो.

मेटलर्जिकल उद्योगात, क्रोमियम धातूचा वापर मुख्यत्वे फेरोक्रोम आणि मेटॅलिक क्रोमियम वितळण्यासाठी केला जातो. स्टेनलेस स्टील, आम्ल-प्रतिरोधक स्टील, उष्णता-प्रतिरोधक स्टील, यांसारख्या विविध उच्च-शक्ती, गंज-प्रतिरोधक, पोशाख-प्रतिरोधक, उच्च-तापमान आणि ऑक्सिडेशन-प्रतिरोधक विशेष स्टील्स तयार करण्यासाठी क्रोमियमचा वापर स्टील ॲडिटीव्ह म्हणून केला जातो. बॉल बेअरिंग स्टील, स्प्रिंग स्टील, टूल स्टील, इ. क्रोमियम यांत्रिक गुणधर्म वाढवू शकतो आणि स्टीलचा प्रतिकार करू शकतो. मेटल क्रोमियमचा वापर प्रामुख्याने कोबाल्ट, निकेल, टंगस्टन आणि इतर घटकांसह विशेष मिश्र धातुंना वितळण्यासाठी केला जातो. क्रोम प्लेटिंग आणि क्रोमाइझिंगमुळे स्टील, तांबे, ॲल्युमिनियम आणि इतर धातू एक गंज-प्रतिरोधक पृष्ठभाग बनवू शकतात, जे चमकदार आणि सुंदर आहे.

रीफ्रॅक्टरी उद्योगात, क्रोमियम धातू ही एक महत्त्वाची रीफ्रॅक्टरी सामग्री आहे जी क्रोम विटा, क्रोम मॅग्नेशिया विटा, प्रगत अपवर्तक आणि इतर विशेष रीफ्रॅक्टरी सामग्री (क्रोम काँक्रिट) बनवण्यासाठी वापरली जाते. क्रोमियम-आधारित अपवर्तकांमध्ये प्रामुख्याने क्रोम अयस्क आणि मॅग्नेशिया असलेल्या विटा, सिंटर्ड मॅग्नेशिया-क्रोम क्लिंकर, वितळलेल्या मॅग्नेशिया-क्रोम विटा, वितळलेल्या, बारीक ग्राउंड आणि नंतर बाँड मॅग्नेशिया-क्रोम विटा यांचा समावेश होतो. ते ओपन चूल भट्टी, इंडक्शन फर्नेस इत्यादींमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. सिमेंट उद्योगातील मेटलर्जिकल कन्व्हर्टर आणि रोटरी फर्नेस अस्तर इ.

फाउंड्री उद्योगात, क्रोमियम धातू ओतण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान वितळलेल्या स्टीलमधील इतर घटकांशी संवाद साधणार नाही, कमी थर्मल विस्तार गुणांक आहे, धातूच्या प्रवेशास प्रतिरोधक आहे आणि जिरकॉनपेक्षा चांगले शीतकरण कार्यक्षम आहे. फाऊंड्री साठी क्रोम धातूची रासायनिक रचना आणि कण आकार वितरणासाठी कठोर आवश्यकता आहेत.

रासायनिक उद्योगात, क्रोमियमचा सर्वात थेट वापर म्हणजे सोडियम डायक्रोमेट (Na2Cr2O7·H2O) द्रावण तयार करणे आणि नंतर रंगद्रव्ये, कापड, इलेक्ट्रोप्लेटिंग आणि चामडे बनवणे, तसेच उत्प्रेरक यांसारख्या उद्योगांमध्ये वापरण्यासाठी इतर क्रोमियम संयुगे तयार करणे. .

बारीक ग्राउंड क्रोमियम धातूची पावडर काच, सिरॅमिक्स आणि चकचकीत टाइल्सच्या उत्पादनात नैसर्गिक रंग देणारी एजंट आहे. जेव्हा सोडियम डायक्रोमेट चामड्याचा नाश करण्यासाठी वापरला जातो तेव्हा मूळ चामड्यातील प्रथिने (कोलेजन) आणि कर्बोदकांमधे रासायनिक पदार्थांवर प्रतिक्रिया देऊन एक स्थिर कॉम्प्लेक्स तयार होतो, जो चामड्याच्या उत्पादनांचा आधार बनतो. वस्त्रोद्योगात, सोडियम डायक्रोमेटचा वापर फॅब्रिक डाईंगमध्ये मॉर्डंट म्हणून केला जातो, जो सेंद्रीय संयुगेला रंगाचे रेणू प्रभावीपणे जोडू शकतो; रंग आणि इंटरमीडिएट्सच्या निर्मितीमध्ये ते ऑक्सिडंट म्हणून देखील वापरले जाऊ शकते.

क्रोमियम खनिज

50 पेक्षा जास्त प्रकारची क्रोमियम असलेली खनिजे निसर्गात सापडली आहेत, परंतु त्यापैकी बहुतेकांमध्ये कमी क्रोमियम सामग्री आणि विखुरलेले वितरण आहे, ज्याचे औद्योगिक वापर मूल्य कमी आहे. ही क्रोमियम असलेली खनिजे काही हायड्रॉक्साइड्स, आयोडेट्स, नायट्राइड्स आणि सल्फाइड्स व्यतिरिक्त ऑक्साइड, क्रोमेट्स आणि सिलिकेट्सची आहेत. त्यापैकी, क्रोमियम नायट्राइड आणि क्रोमियम सल्फाइड खनिजे फक्त उल्कापात आढळतात.

क्रोमियम धातूच्या उपकुटुंबातील खनिज प्रजाती म्हणून, क्रोमाइट हे क्रोमियमचे एकमेव महत्त्वाचे औद्योगिक खनिज आहे. सैद्धांतिक रासायनिक सूत्र (MgFe)Cr2O4 आहे, ज्यामध्ये Cr2O3 सामग्री 68% आहे, आणि FeO 32% आहे. त्याच्या रासायनिक रचनेत, त्रिसंयोजक केशन मुख्यत्वे Cr3+ आहे, आणि तेथे अनेकदा Al3+, Fe3+ आणि Mg2+, Fe2+ आयसोमॉर्फिक पर्याय असतात. वास्तविक उत्पादित क्रोमाइटमध्ये, Fe2+ चा भाग अनेकदा Mg2+ ने बदलला जातो, आणि Cr3+ ची जागा Al3+ आणि Fe3+ ने बदलली जाते. क्रोमाईटच्या विविध घटकांमध्ये समरूपी प्रतिस्थापनाची संपूर्ण पदवी सुसंगत नाही. चार-ऑर्डर समन्वय केशन्स मुख्यतः मॅग्नेशियम आणि लोह आहेत आणि मॅग्नेशियम-लोह यांच्यातील संपूर्ण आयसोमॉर्फिक प्रतिस्थापन आहेत. चार-विभाजन पद्धतीनुसार, क्रोमाइटला चार उपसमूहांमध्ये विभागले जाऊ शकते: मॅग्नेशियम क्रोमाइट, लोह-मॅग्नेशियम क्रोमाइट, मॅफिक-लोह क्रोमाइट आणि लोह-क्रोमाइट. याव्यतिरिक्त, क्रोमाईटमध्ये बऱ्याचदा मँगनीजची थोडीशी मात्रा असते, टायटॅनियम, व्हॅनेडियम आणि जस्त यांचे एकसंध मिश्रण. क्रोमाइटची रचना सामान्य स्पिनल प्रकारची असते.

4. क्रोमियम एकाग्रतेचे गुणवत्ता मानक

वेगवेगळ्या प्रक्रिया पद्धतींनुसार (खनिजीकरण आणि नैसर्गिक धातू), धातुकर्मासाठी क्रोमियम धातू दोन प्रकारांमध्ये विभागली गेली आहे: एकाग्रता (जी) आणि लम्प अयस्क (के). खालील तक्ता पहा.

धातू शास्त्रासाठी क्रोमाइट धातूसाठी गुणवत्ता आवश्यकता

क्रोम धातूचे फायदेशीर तंत्रज्ञान

1) फेरनिवडणूक
सध्या, क्रोमियम धातूच्या फायद्यासाठी गुरुत्वाकर्षणाचे पृथक्करण महत्त्वपूर्ण स्थान व्यापलेले आहे. गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण पद्धत, जी मूलभूत वर्तन म्हणून जलीय माध्यमात सैल थर वापरते, अजूनही जगभरात क्रोमियम धातू समृद्ध करण्यासाठी मुख्य पद्धत आहे. गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण उपकरणे एक सर्पिल चुट आणि एक केंद्रापसारक केंद्रक आहे आणि प्रक्रिया कण आकार श्रेणी तुलनेने विस्तृत आहे. सामान्यतः, क्रोमियम खनिजे आणि गँग्यू खनिजांमधील घनतेतील फरक 0.8g/cm3 पेक्षा जास्त असतो आणि 100um पेक्षा जास्त आकाराच्या कोणत्याही कणाचे गुरुत्वाकर्षण वेगळे करणे समाधानकारक असू शकते. चा परिणाम. खडबडीत ढेकूळ (100 ~ 0.5 मिमी) धातूची हेवी-मध्यम फायद्याद्वारे वर्गीकरण किंवा पूर्व-निवड केली जाते, जी एक अतिशय किफायतशीर फायदेशीर पद्धत आहे.

2) चुंबकीय पृथक्करण
चुंबकीय पृथक्करण ही एक फायदेशीर पद्धत आहे जी अयस्कमधील खनिजांच्या चुंबकीय फरकाच्या आधारे एकसमान नसलेल्या चुंबकीय क्षेत्रात खनिजांचे पृथक्करण लक्षात येते. क्रोमाइटमध्ये कमकुवत चुंबकीय गुणधर्म आहेत आणि उभ्या रिंग उच्च ग्रेडियंट चुंबकीय विभाजक, ओले प्लेट चुंबकीय विभाजक आणि इतर उपकरणांद्वारे वेगळे केले जाऊ शकतात. जगातील विविध क्रोमियम धातूंचे उत्पादन करणाऱ्या क्षेत्रांमध्ये निर्माण होणाऱ्या क्रोमियम खनिजांचे विशिष्ट चुंबकीय संवेदनक्षमता गुणांक फारसे वेगळे नसतात आणि ते विविध प्रदेशांमध्ये उत्पादित वोल्फ्रामाइट आणि वोल्फ्रामाइटच्या विशिष्ट चुंबकीय संवेदनशीलता गुणांकांसारखे असतात.

उच्च-दर्जाचे क्रोमियम सांद्रता मिळविण्यासाठी चुंबकीय पृथक्करण वापरण्याच्या दोन परिस्थिती आहेत: एक म्हणजे फेरोक्रोमचे गुणोत्तर वाढवण्यासाठी दुर्बल चुंबकीय क्षेत्राच्या अंतर्गत धातूमधील मजबूत चुंबकीय खनिजे (प्रामुख्याने मॅग्नेटाइट) काढून टाकणे आणि दुसरे म्हणजे क्रोमियमचे प्रमाण वाढवणे. मजबूत चुंबकीय क्षेत्र. गँग्यू खनिजांचे पृथक्करण आणि क्रोमियम धातूची पुनर्प्राप्ती (कमकुवत चुंबकीय खनिजे).

3) इलेक्ट्रिक निवड
विद्युत पृथक्करण ही खनिजांच्या विद्युत गुणधर्मांचा वापर करून क्रोमियम धातू आणि सिलिकेट गँग्यू खनिजे वेगळे करण्याची पद्धत आहे, जसे की चालकता आणि डायलेक्ट्रिक स्थिरांकातील फरक.

4) फ्लोटेशन
गुरुत्वाकर्षण पृथक्करणाच्या प्रक्रियेत, बारीक दाणेदार (-100um) क्रोमाईट धातू बहुतेक वेळा शेपटी म्हणून टाकून दिले जाते, परंतु या आकाराच्या क्रोमाईटचे अजूनही उच्च उपयोग मूल्य आहे, म्हणून फ्लोटेशन पद्धत कमी दर्जाच्या बारीक ग्रॅन्युलर क्रोमाइट धातूसाठी वापरली जाऊ शकते. वसूल केले जाते. 20% ~40% Cr2O3 सह क्रोमियम धातूचे फ्लोटेशन टेलिंग्समध्ये आणि सर्पेन्टाइन, ऑलिव्हिन, रुटाइल आणि कॅल्शियम मॅग्नेशियम कार्बोनेट खनिजे गँग्यू खनिजे म्हणून. खनिज 200μm पर्यंत बारीक केले जाते, पाण्याचा ग्लास, फॉस्फेट, मेटाफॉस्फेट, फ्लोरोसिलिकेट इ.चा वापर गाळ पसरवण्यासाठी आणि रोखण्यासाठी केला जातो आणि संग्राहक म्हणून असंतृप्त फॅटी ऍसिडचा वापर केला जातो. फ्लोटेशन प्रक्रियेसाठी गँग्यू गाळ पसरवणे आणि दाबणे खूप महत्वाचे आहे. लोह आणि शिसे यासारखे धातूचे आयन क्रोमाइट सक्रिय करू शकतात. जेव्हा स्लरीचे pH मूल्य 6 च्या खाली असते, तेव्हा क्रोमाइट क्वचितच तरंगते. थोडक्यात, फ्लोटेशन अभिकर्मक वापर मोठा आहे, एकाग्रता ग्रेड अस्थिर आहे आणि पुनर्प्राप्ती दर कमी आहे. गँग्यू खनिजांपासून विरघळलेले Ca2+ आणि Mg2+ फ्लोटेशन प्रक्रियेची निवडकता कमी करतात.

5) रासायनिक फायदे
रासायनिक पद्धती म्हणजे विशिष्ट क्रोमाईट धातूचा प्रत्यक्ष उपचार करणे ज्याला भौतिक पद्धतीने वेगळे करता येत नाही किंवा भौतिक पद्धतीची किंमत तुलनेने जास्त असते. रासायनिक पद्धतीने तयार केलेल्या एकाग्रतेचे Cr/Fe प्रमाण सामान्य भौतिक पद्धतीपेक्षा जास्त असते. रासायनिक पद्धतींमध्ये हे समाविष्ट आहे: निवडक लीचिंग, ऑक्सिडेशन कमी करणे, वितळणे वेगळे करणे, सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि क्रोमिक ऍसिड लीचिंग, घट आणि सल्फ्यूरिक ऍसिड लीचिंग इ. भौतिक-रासायनिक पद्धतींचे संयोजन आणि रासायनिक पद्धतींनी क्रोमियम धातूचे थेट उपचार हे मुख्य आहेत. आज क्रोमाईट फायद्याचे ट्रेंड. रासायनिक पद्धती थेट धातूपासून क्रोमियम काढू शकतात आणि क्रोमियम कार्बाइड आणि क्रोमियम ऑक्साईड तयार करू शकतात.