Metal Profile: Chromium

Ang kromium metal ay pinaka-kilala para sa paggamit nito sa kromo kalupkop (na kung saan ay madalas na tinutukoy lamang bilang 'chrome'), ngunit ang pinakamalaking paggamit nito ay bilang isang sahog sa hindi kinakalawang steels . Ang parehong mga aplikasyon ay nakikinabang sa katigasan ng kromo, paglaban sa kaagnasan , at kakayahang makintab para sa makislap na anyo.

Ari-arian

• Atomic Symbol: Cr
• Atomic Number: 24
• Atomic Mass: 51.996g / mol ¹
• Kategorya ng Elemento: Transition Metal

• Density: 7.19g / cm ³ sa 20 ° C
• Temperatura ng pagkatunaw: 3465 ° F (1907 ° C)
• Boiling Point: 4840 ° F (2671 ° C)
• Moh's Hardness: 5.5

Mga katangian

Ang Chromium ay isang matigas, kulay-abo na metal na pinahahalagahan para sa hindi kapani-paniwalang paglaban sa kaagnasan. Purong kromo ay magnetic at malutong, ngunit kapag alloyed maaaring gawin malambot at makintab sa isang maliwanag, kulay-pilak tapusin.

Kinukuha ng Chromium ang pangalan nito mula sa khrōma, isang salitang Griyego na nangangahulugang kulay, dahil sa kakayahang makagawa ng matingkad, makulay na mga compound, tulad ng chrome oxide.

Kasaysayan

Noong 1797, ginawa ng Pranses na botika na si Nicolas-Louis Vauguelin ang unang dalisay na kromo metal sa pamamagitan ng pagpapagamot ng crocoite (isang mineral na naglalaman ng chromium) na may potasa carbonate at pagkatapos ay binabawasan ang nagreresultang chromic acid na may carbon sa isang grapayt ng gripo.

Habang ang mga comprom chromium ay ginagamit sa mga tina at mga pintura sa loob ng libu-libong taon, hindi pa matapos ang pagtuklas ni Vauguelin na ang paggamit ng chromium sa mga aplikasyon ng metal ay nagsimulang lumago.

Noong huling bahagi ng ika-19 at unang bahagi ng ika-20 siglo, ang mga metallurgist sa Europa ay aktibong nag-eeksperimento sa mga metal na haluang metal , na nagsisikap na makagawa ng mas malakas at mas matibay na steels .

Noong 1912, habang nagtatrabaho sa Firth Brown Laboratories sa UK, ang metallurgist na si Harry Brearley ay nakatalaga sa paghahanap ng mas matibay na metal para sa barrels ng baril.

Nagdagdag siya ng chromium, na kung saan ay kilala na magkaroon ng isang mataas na temperatura ng pagkatunaw, sa tradisyonal na carbon steel, na gumagawa ng unang hindi kinakalawang na asero. Gayunpaman, sa parehong oras, ang iba, kabilang ang Elwood Haynes sa US at mga inhinyero sa Krupp sa Germany, ay bumubuo rin ng chromium na naglalaman ng bakal na haluang metal. Sa pagpapaunlad ng electric arc furnace, ang malakihang produksyon ng hindi kinakalawang na asero ay sumunod sa ilang sandali matapos na.

Sa parehong panahon, ang pananaliksik ay ginagawa din sa mga electro-plating riles, na nagpapahintulot sa mas murang mga metal, tulad ng bakal at nikel , upang magamit sa kanilang panlabas na kromo na paglaban sa pagkagalit at kaagnasan, pati na rin ang mga katangian nito. Ang unang tampok na chrome ay lumitaw sa mga kotse at high-end na orasan sa huli 1920s.

Produksyon

Ang mga produkto ng kromo sa industriya ay kinabibilangan ng chromium metal, ferrochrome, chromium chemicals at foundry sands. Sa nakalipas na mga taon, nagkaroon ng trend patungo sa mas malawak na pagsasama sa produksyon ng mga materyales ng kromo. Iyon ay, higit pang mga kumpanya ay kasangkot sa pagmimina ng chromite ng mineral ay din sa pagpoproseso ito sa kromo metal, ferrochrome at, sa huli, hindi kinakalawang na asero.

Sa 2010 pandaigdigang produksyon ng chromite ore (FeCr ₂ O ₄ ), ang pangunahing mineral na kinuha para sa produksyon ng kromo ay 25 milyong tonelada.

Ang produksyon ng ferrochrome ay humigit-kumulang 7 milyong tonelada, habang ang produksyon ng chromium metal ay humigit-kumulang 40,000 tonelada. Ang ferrochromium ay ginawa lamang gamit ang electric arc furnaces, samantalang ang kromo metal ay maaaring magawa sa pamamagitan ng electrolytic, silico-thermic at aluminothermic na pamamaraan.

Sa panahon ng produksyon ng ferrochrome, ang init na nilikha ng mga electric arc furnaces, na umaabot sa 5070 ° F (2800 ° C), ay nagiging sanhi ng karbon at kouk upang mabawasan ang kromyon sa pamamagitan ng karbothermic reaction. Kapag ang sapat na materyal ay natunaw sa hurno ng hurno, ang binubong metal ay pinatuyo at pinatatag sa mga malalaking castings bago durugin.

Aluminothermic produksyon ng mataas na kadalisayan chromium metal account para sa higit sa 95% ng kromo metal na ginawa ngayon. Ang unang hakbang sa prosesong ito ay nangangailangan na ang chromite ore ay inihaw na may soda at dayap sa hangin sa 2000 ° F (1000 ° C), na lumilikha ng isang sodium chromate na naglalaman ng calcine.

Maaalis ito mula sa materyal na basura at pagkatapos ay mabawasan at itulak bilang chromic oxide (Cr ₂ O ₃ ).

Pagkatapos ay ang chromic oxide ay may halo-halong aluminyo at ilagay sa isang malaking luad na lusong. Ang Barium peroxide at magnesium powder ay pagkatapos ay kumalat papunta sa halo, at ang tunaw ay napapalibutan ng buhangin (na nagsisilbing pagkakabukod).

Ang halo ay ignited, na nagreresulta sa oxygen mula sa chromic oxide na tumutugon sa aluminyo upang makabuo ng aluminyo oksido at, sa gayon, pagpapalaya ng nilusaw na chromium metal na 97-99% na dalisay.

Ayon sa istatistika ng US Geological Survey, ang pinakamalaking producer ng chromite ore noong 2009 ay South Africa (33%), India (20%), at Kazakhstan (17%). Ang pinakamalaking kumpanya ng ferrochrome ay ang Xstrata , Eurasian Natural Resources Corp. (Kazakhstan), Samancor (South Africa), at Hernic Ferrochrome (South Africa).

Mga Application

Ayon sa International Development Association para sa Chromium, ng kabuuang chromite ore na nakuha sa 2009, 95.2% ay natupok ng industriya ng metalurhiko, 3.2% ng industriya ng refractory at pandayan, at 1.6% ng mga producer ng kemikal. Ang mga pangunahing paggamit para sa kromo ay nasa mga hindi kinakalawang steels, alloyed steels, at nonferrous alloys.

Ang hindi kinakalawang steels ay tumutukoy sa isang hanay ng mga steels na naglalaman ng sa pagitan ng 10% hanggang 30% kromo (sa pamamagitan ng timbang) at na hindi corrode o kalawang madaling bilang regular steels. Sa pagitan ng 150 at 200 iba't ibang mga hindi kinakalawang na asero compositions umiiral, bagaman lamang tungkol sa 10% ng mga ito ay sa regular na paggamit.

_Pinagmulan:

_{Sully, Arthur Henry, at Eric A. Brandes. Chromium . London: Butterworths, 1954.}

_{Street, Arthur. & Alexander, WO 1944. Mga Metal sa Serbisyo ng Tao . 11th Edition (1998).}

_{Ang International Chromium Development Association (ICDA).}

_{Pinagmulan: www.icdacr.com}

Pangalan ng Trade Chromium Superalloy