Неговите свойства, история и др

Хромният метал е най-широко познат за използването му в хромиране (което често се нарича просто „хром“), но най-голямата му употреба е като съставка в неръждаеми стомани. И двете приложения се възползват от хромната твърдост, устойчивост на корозияи способност за полиране за пищен външен вид.

• Атомен символ: Кр
• Атомен номер: 24
• Атомна маса: 51,996 g / mol¹
• Елемент Категория: Преходен метал
• Плътност: 7.19g / cm³ при 20 ° С
• Точка на топене: 1907 ° C
• Точка на кипене: 2671 ° C
• Твърдост на Мох: 5.5

Хромът е твърд, сив метал, който е ценен заради невероятната си устойчивост на корозия. Чистият хром е магнитен и чуплив, но когато може да се направи сплав ковък и полиран до ярко, сребристо покритие.

Хромът получава името си от Khroma, гръцка дума, означаваща цвят, поради способността й да произвежда ярки, цветни съединения, като хромиран оксид.

През 1797 г. френският химик Nicolas-Louis Vauguelin произвежда първия чист метал от хром, обработвайки крокоит (a хром-съдържащ минерал) с калиев карбонат и след това редуциране на получената хромова киселина с въглерод в а графитен тигел.

Докато съединенията на хрома се използват в оцветители и бои от хиляди години, едва след откритието на Вогелин, употребата на хром започва да се развива. В края на 19 и началото на 20 век металурзите в Европа активно експериментират с метал сплави, опитвайки се да произведе по-здрави и издръжливи стомани.

През 1912 г., докато работи в Firth Brown Laboratories във Великобритания, металургът Хари Бърли е натоварен със задачата да намери по-устойчив метал за цевите на пистолета. Той добави хром, за който се знае, че има висока точка на топене, към традиционната въглеродна стомана, произвеждайки първата неръждаема стомана. Въпреки това, приблизително по същото време, други, включително Elwood Haynes в САЩ и инженери от Krupp в Германия, също разработваха стоманени сплави, съдържащи хром. С развитието на електрическата дъгова пещ скоро след това последва мащабно производство на неръждаема стомана.

През същия период се правят изследвания и на метални покрития, които позволяват по-евтини метали, като например желязо и никел, да възприемат външната им устойчивост на хром към абразия и корозия, както и естетическите му качества. Първите хромирани функции се появяват на автомобили и висок клас часовници в края на 20-те години.

Индустриалните продукти от хром включват хром метал, ферохром, хром химикали и леярски пясъци. През последните години се наблюдава тенденция към по-голяма вертикална интеграция в производството на хромни материали. Тоест, повече компании се занимават с добив на хромитна руда, също я преработват в хром метал, ферохром и в крайна сметка неръждаема стомана.

През 2010 г. глобално производство на хромитна руда (FeCr₂О₄), основният минерал, извлечен за производството на хром, е бил 25 милиона тона. Производството на ферохром е около 7 милиона тона, докато производството на метални хроми е приблизително 40 000 тона. Ферохромът се произвежда единствено с помощта на електрически дъгови пещи, докато металът от хром може да се произвежда чрез електролитни, силикотермични и алуминотермични методи.

По време на производството на ферохром, топлината, създадена от електрически дъгови пещи, която достига 5070°F (2800°В), причинява въглищата и кокса да намалят хромовата руда чрез карботермична реакция. След като се разтопи достатъчно материал в огнището на пещта, разтопеният метал се изцежда и се втвърдява в големи отливки, преди да бъде смазан.

Алуминотермичното производство на хромиран метал с висока чистота представлява над 95% от произведения днес хром. Първата стъпка в този процес изисква хромитовата руда да се пече със сода и вар във въздуха през 2000 г.°F (1000°В), който създава натриев хромат, съдържащ калцин. Той може да се извлече далеч от отпадъчния материал и след това да се редуцира и утаи като хромов оксид (Cr₂О₃).

След това хромовият оксид се смесва с прах алуминий и се слага в голям глинен тигел. Бариев пероксид и магнезиев След това прахът се разстила върху сместа и тигелът е заобиколен от пясък (който действа като изолация).

Сместа се запалва, в резултат на което кислородът от хромовия оксид реагира с алуминия за получаване на алуминиев оксид и по този начин освобождава разтопен метален хром, чист 97-99%.

Според статистическите данни на Геологическото изследване на САЩ, най-големите производители на хромитна руда през 2009 г. са били Южна Африка (33%), Индия (20%) и Казахстан (17%). Най-големите компании за производство на ферохром включват Xstrata, Eurasian Natural Resources Corp. (Казахстан), Samancor (Южна Африка) и Hernic Ferrochrome (Южна Африка).

Според Международната асоциация за развитие на хром, от общата хромитна руда, добивана през 2009 г., 95.2% е консумирана от металургичната промишленост, 3,2% от огнеупорна и леярна промишленост и 1,6% от производителите на химически продукти. Основните приложения за хром са в неръждаемите стомани, легираните стомани и цветните сплави.

Неръждаемите стомани се отнасят за гама стомани, които съдържат между 10% и 30% хром (тегловно) и които не корозират и не ръждясват толкова лесно, колкото обикновените стомани. Между 150 и 200 различни състави от неръждаема стомана, въпреки че само около 10% от тях са в редовна употреба.

Източници:

Съли, Артър Хенри и Ерик А. Брандес. хром. London: Butterworths, 1954.

Улица, Артур. & Alexander, W. О. 1944. Метали в служба на човека. 11-то издание (1998).

Международната асоциация за развитие на хром (ICDA).

Източник: www.icdacr.com