La natura del cromo
Il cromo, elemento simbolo Cr, numero atomico 24, massa atomica relativa 51.996, appartiene all'elemento metallo di transizione del gruppo VIB della tavola periodica degli elementi chimici. Il cromo metallico è un cristallo cubico a corpo centrato, bianco-argento, densità 7,1 g/cm³, punto di fusione 1860 ℃, punto di ebollizione 2680 ℃, capacità termica specifica a 25 ℃ 23,35 J/(mol·K), calore di vaporizzazione 342,1 kJ/ mol, conduttività termica 91,3 W/(m·K) (0-100°C), resistività (20°C) 13,2uΩ·cm, con buone proprietà meccaniche.
Esistono cinque valenze del cromo: +2, +3, +4, +5 e +6. Nelle condizioni di azione endogena, il cromo ha generalmente una valenza +3. I composti con +cromo trivalente sono i più stabili. +I composti del cromo esavalente, compresi i sali di cromo, hanno forti proprietà ossidanti. I raggi ionici di Cr3+, AI3+ e Fe3+ sono simili, quindi possono avere un'ampia gamma di somiglianze. Inoltre, gli elementi che possono essere sostituiti con il cromo sono manganese, magnesio, nichel, cobalto, zinco, ecc., quindi il cromo è ampiamente distribuito nei minerali silicati di ferro e magnesio e nei minerali accessori.
Applicazione
Il cromo è uno dei metalli più utilizzati nell’industria moderna. Viene utilizzato principalmente nella produzione di acciaio inossidabile e vari acciai legati sotto forma di ferroleghe (come il ferrocromo). Il cromo ha le caratteristiche di duro, resistente all'usura, resistente al calore e resistente alla corrosione. Il minerale di cromo è ampiamente utilizzato nella metallurgia, nei materiali refrattari, nell'industria chimica e nelle fonderie.
Nell'industria metallurgica, il minerale di cromo viene utilizzato principalmente per fondere il ferrocromo e il cromo metallico. Il cromo viene utilizzato come additivo per l'acciaio per produrre una varietà di acciai speciali ad alta resistenza, resistenti alla corrosione, all'usura, alle alte temperature e all'ossidazione, come acciaio inossidabile, acciaio resistente agli acidi, acciaio resistente al calore, acciaio per cuscinetti a sfera, acciaio per molle, acciaio per utensili, ecc. Il cromo può migliorare le proprietà meccaniche e la resistenza all'usura dell'acciaio. Il cromo metallico viene utilizzato principalmente per fondere leghe speciali con cobalto, nichel, tungsteno e altri elementi. La cromatura e la cromatura possono far sì che acciaio, rame, alluminio e altri metalli formino una superficie resistente alla corrosione, luminosa e bella.
Nell'industria dei refrattari, il minerale di cromo è un importante materiale refrattario utilizzato per produrre mattoni cromati, mattoni in cromo-magnesia, refrattari avanzati e altri materiali refrattari speciali (cemento cromato). I refrattari a base di cromo comprendono principalmente mattoni con minerale di cromo e magnesia, clinker magnesia-cromo sinterizzato, mattoni magnesia-cromo fusi, mattoni magnesia-cromo fusi, finemente macinati e poi legati. Sono ampiamente utilizzati in forni a focolare aperto, forni a induzione, ecc. Convertitori metallurgici e rivestimenti di forni rotanti dell'industria del cemento, ecc.
Nell'industria della fonderia, il minerale di cromo non interagisce con altri elementi dell'acciaio fuso durante il processo di colata, ha un basso coefficiente di dilatazione termica, è resistente alla penetrazione del metallo e ha prestazioni di raffreddamento migliori rispetto allo zircone. Il minerale di cromo per fonderia ha requisiti rigorosi sulla composizione chimica e sulla distribuzione delle dimensioni delle particelle.
Nell'industria chimica, l'uso più diretto del cromo è quello di produrre una soluzione di dicromato di sodio (Na2Cr2O7·H2O) e quindi di preparare altri composti di cromo da utilizzare in settori quali pigmenti, tessile, galvanica e lavorazione del cuoio, nonché catalizzatori .
La polvere di minerale di cromo finemente macinata è un colorante naturale nella produzione di vetro, ceramica e piastrelle smaltate. Quando il bicromato di sodio viene utilizzato per danneggiare la pelle, le proteine (collagene) e i carboidrati presenti nella pelle originale reagiscono con le sostanze chimiche per formare un complesso stabile, che diventa la base dei prodotti in pelle. Nell'industria tessile, il bicromato di sodio viene utilizzato come mordente nella tintura dei tessuti, che può attaccare efficacemente le molecole di colorante ai composti organici; può anche essere utilizzato come ossidante nella produzione di coloranti e intermedi.
Minerale di cromo
Esistono più di 50 tipi di minerali contenenti cromo scoperti in natura, ma la maggior parte di essi ha un basso contenuto di cromo e una distribuzione sparsa, che ha un basso valore di utilizzo industriale. Questi minerali contenenti cromo appartengono a ossidi, cromati e silicati, oltre ad alcuni idrossidi, iodati, nitruri e solfuri. Tra questi, i minerali di nitruro di cromo e solfuro di cromo si trovano solo nei meteoriti.
Essendo una specie minerale nella sottofamiglia del minerale di cromo, la cromite è l'unico minerale industriale importante del cromo. La formula chimica teorica è (MgFe)Cr2O4, in cui il contenuto di Cr2O3 rappresenta il 68% e il FeO il 32%. Nella sua composizione chimica, il catione trivalente è principalmente Cr3+, e spesso sono presenti sostituzioni isomorfe Al3+, Fe3+ e Mg2+, Fe2+. Nella cromite effettivamente prodotta, parte di Fe2+ è spesso sostituita da Mg2+, e Cr3+ è sostituito da Al3+ e Fe3+ a vari livelli. Il grado completo di sostituzione isomorfa tra i vari componenti della cromite non è coerente. I cationi di coordinazione del quadriordine sono principalmente magnesio e ferro e la completa sostituzione isomorfa tra magnesio-ferro. Secondo il metodo delle quattro divisioni, la cromite può essere divisa in quattro sottogruppi: cromite di magnesio, cromite di ferro-magnesio, cromite di ferro mafico e cromite di ferro. Inoltre, la cromite contiene spesso una piccola quantità di manganese, una miscela omogenea di titanio, vanadio e zinco. La struttura della cromite è del tipo normale dello spinello.
4. Standard di qualità del concentrato di cromo
Secondo i diversi metodi di lavorazione (mineralizzazione e minerale naturale), il minerale di cromo per la metallurgia è diviso in due tipi: concentrato (G) e minerale in pezzi (K). Vedi la tabella qui sotto.
Requisiti di qualità per il minerale di cromite per la metallurgia
Tecnologia di arricchimento del minerale di cromo
1) Rielezione
Attualmente, la separazione per gravità occupa una posizione importante nell'arricchimento del minerale di cromo. Il metodo di separazione per gravità, che utilizza la stratificazione sciolta nel mezzo acquoso come comportamento di base, è ancora il metodo principale per arricchire il minerale di cromo in tutto il mondo. L'attrezzatura per la separazione per gravità è uno scivolo a spirale e un concentratore centrifugo e la gamma di dimensioni delle particelle di lavorazione è relativamente ampia. Generalmente, la differenza di densità tra minerali di cromo e minerali di ganga è maggiore di 0,8 g/cm3 e la separazione per gravità di qualsiasi dimensione delle particelle superiore a 100 um può essere soddisfacente. il risultato di. Il minerale in pezzi grossolani (100 ~ 0,5 mm) viene smistato o preselezionato mediante arricchimento medio-pesante, che è un metodo di arricchimento molto economico.
2) Separazione magnetica
La separazione magnetica è un metodo di arricchimento che realizza la separazione dei minerali in un campo magnetico non uniforme basato sulla differenza magnetica dei minerali nel minerale. La cromite ha proprietà magnetiche deboli e può essere separata mediante separatori magnetici ad anello verticale ad alto gradiente, separatori magnetici a piastre bagnate e altre apparecchiature. I coefficienti di suscettibilità magnetica specifica dei minerali di cromo prodotti in varie aree di produzione di minerale di cromo nel mondo non sono molto diversi e sono simili ai coefficienti di suscettibilità magnetica specifica della wolframite e della wolframite prodotte in varie regioni.
Ci sono due situazioni nell'uso della separazione magnetica per ottenere un concentrato di cromo di alta qualità: una è rimuovere i forti minerali magnetici (principalmente magnetite) nel minerale sotto un campo magnetico debole per aumentare il rapporto di ferrocromo, e l'altra è usare un forte campo magnetico. Separazione dei minerali della ganga e recupero del minerale di cromo (minerali debolmente magnetici).
3) Selezione elettrica
La separazione elettrica è un metodo per separare il minerale di cromo e i minerali silicati della ganga utilizzando le proprietà elettriche dei minerali, come le differenze di conduttività e costante dielettrica.
4) Flottazione
Nel processo di separazione per gravità, il minerale di cromite a grana fine (-100um) viene spesso scartato come sterili, ma la cromite di queste dimensioni ha ancora un valore di utilizzo elevato, quindi il metodo di flottazione può essere utilizzato per minerale di cromite granulare fine di bassa qualità viene recuperato. Flottazione di minerale di cromo con 20% ~40% Cr2O3 in sterili e minerali di serpentino, olivina, rutilo e carbonato di calcio e magnesio come minerali di ganga. Il minerale viene macinato finemente fino a 200 μm, vetro solubile, fosfato, metafosfato, fluorosilicato, ecc. vengono utilizzati per disperdere e inibire i fanghi e l'acido grasso insaturo viene utilizzato come collettore. La dispersione e la soppressione dei fanghi di ganga sono molto importanti per il processo di flottazione. Gli ioni metallici come ferro e piombo possono attivare la cromite. Quando il valore del pH dell'impasto liquido è inferiore a 6, la cromite difficilmente galleggerà. In breve, il consumo di reagente di flottazione è elevato, il grado del concentrato è instabile e il tasso di recupero è basso. Ca2+ e Mg2+ disciolti dai minerali della ganga riducono la selettività del processo di flottazione.
5) Arricchimento chimico
Il metodo chimico consiste nel trattare direttamente determinati minerali di cromite che non possono essere separati con il metodo fisico o che il costo del metodo fisico è relativamente elevato. Il rapporto Cr/Fe del concentrato prodotto con il metodo chimico è superiore a quello del metodo fisico ordinario. I metodi chimici includono: lisciviazione selettiva, riduzione dell'ossidazione, separazione per fusione, lisciviazione con acido solforico e acido cromico, riduzione e lisciviazione con acido solforico, ecc. La combinazione di metodi fisico-chimici e il trattamento diretto del minerale di cromo con metodi chimici sono uno dei principali tendenze attuali nell’arricchimento della cromite. I metodi chimici possono estrarre direttamente il cromo dal minerale e produrre carburo di cromo e ossido di cromo.
Orario di pubblicazione: 30 aprile 2021