การสะสมของแร่ธาตุทั่วไป - คุณสมบัติแร่โครเมียมและเทคโนโลยีการทำให้เป็นแร่

ลักษณะของโครเมียม

โครเมียม สัญลักษณ์องค์ประกอบ Cr เลขอะตอม 24 มวลอะตอมสัมพัทธ์ 51.996 เป็นของธาตุโลหะทรานซิชันของกลุ่ม VIB ของตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีโลหะโครเมียมเป็นลูกบาศก์คริสตัลที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ตัวเครื่อง สีเงิน-ขาว ความหนาแน่น 7.1g/cm³ จุดหลอมเหลว 1860℃ จุดเดือด 2680℃ ความจุความร้อนจำเพาะที่ 25℃ 23.35J/(mol·K) ความร้อนของการกลายเป็นไอ 342.1kJ/ mol, การนำความร้อน 91.3 W/(m·K) (0-100°C), ความต้านทาน (20°C) 13.2uΩ·cm พร้อมคุณสมบัติทางกลที่ดี

โครเมียมมีห้าความจุ: +2, +3, +4, +5 และ +6ภายใต้เงื่อนไขของการกระทำภายนอก โครเมียมโดยทั่วไปจะมีความจุ +3สารประกอบที่มีโครเมียม +ไตรวาเลนต์มีความเสถียรมากที่สุด+สารประกอบโครเมียมหกวาเลนท์ รวมทั้งเกลือของโครเมียม มีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ที่แรงรัศมีไอออนิกของ Cr3+, AI3+ และ Fe3+ นั้นใกล้เคียงกัน ดังนั้นจึงมีความคล้ายคลึงกันหลากหลายนอกจากนี้ ธาตุที่สามารถแทนที่ด้วยโครเมียมได้ ได้แก่ แมงกานีส แมกนีเซียม นิกเกิล โคบอลต์ สังกะสี เป็นต้น ดังนั้นโครเมียมจึงมีการกระจายอย่างกว้างขวางในแร่ธาตุแมกนีเซียม เหล็ก ซิลิเกต และแร่ธาตุเสริม

แอปพลิเคชัน

โครเมียมเป็นหนึ่งในโลหะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตเหล็กกล้าไร้สนิมและโลหะผสมต่างๆ ในรูปของ ferroalloys (เช่น ferrochrome)โครเมียมมีลักษณะแข็ง ทนต่อการสึกหรอ ทนความร้อน และทนต่อการกัดกร่อนแร่โครเมียมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา วัสดุทนไฟ อุตสาหกรรมเคมี และอุตสาหกรรมโรงหล่อ

ในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา แร่โครเมียมส่วนใหญ่จะใช้ในการถลุงเฟอร์โรโครมและโครเมียมโลหะโครเมียมใช้เป็นสารเติมแต่งเหล็กในการผลิตเหล็กพิเศษที่มีความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อน ทนต่อการสึกหรอ อุณหภูมิสูง และทนต่อการเกิดออกซิเดชัน เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กทนกรด เหล็กทนความร้อน เหล็กลูกปืน เหล็กสปริง เหล็กกล้าเครื่องมือ ฯลฯ โครเมียมสามารถเพิ่มคุณสมบัติทางกลและความต้านทานการสึกหรอของเหล็กโครเมียมโลหะใช้เป็นหลักในการหลอมโลหะผสมพิเศษที่มีโคบอลต์ นิกเกิล ทังสเตน และองค์ประกอบอื่นๆการชุบโครเมียมและการชุบโครเมียมสามารถทำให้เหล็ก ทองแดง อลูมิเนียม และโลหะอื่นๆ มีพื้นผิวที่ทนต่อการกัดกร่อนซึ่งมีความสว่างและสวยงาม

ในอุตสาหกรรมวัสดุทนไฟ แร่โครเมียมเป็นวัสดุทนไฟที่สำคัญที่ใช้ทำอิฐโครเมียม อิฐโครเมียมแมกนีเซีย วัสดุทนไฟขั้นสูง และวัสดุทนไฟพิเศษอื่นๆ (คอนกรีตโครเมียม)วัสดุทนไฟที่มีโครเมียมเป็นส่วนประกอบหลัก ได้แก่ อิฐที่มีแร่โครเมียมและแมกนีเซีย ปูนเม็ดที่เผาด้วยแมกนีเซีย-โครเมียม อิฐแมกนีเซีย-โครเมียมหลอมเหลว หลอมเหลว บดละเอียด และอิฐแมกนีเซีย-โครมที่ถูกเชื่อมติดกันมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเตาเผาแบบเปิด เตาเหนี่ยวนำ ฯลฯ เครื่องแปรรูปโลหะและเยื่อบุเตาโรตารี่ของอุตสาหกรรมปูนซีเมนต์ ฯลฯ

ในอุตสาหกรรมโรงหล่อ แร่โครเมียมจะไม่ทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบอื่นๆ ในเหล็กหลอมเหลวในระหว่างกระบวนการเท มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ ทนทานต่อการแทรกซึมของโลหะ และให้ประสิทธิภาพการแช่เย็นได้ดีกว่าเพทายแร่โครเมียมสำหรับโรงหล่อมีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีและการกระจายขนาดอนุภาค

ในอุตสาหกรรมเคมี การใช้โครเมียมโดยตรงที่สุดคือการผลิตสารละลายโซเดียมไดโครเมต (Na2Cr2O7·H2O) จากนั้นจึงเตรียมสารประกอบโครเมียมอื่น ๆ สำหรับใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เม็ดสี สิ่งทอ การชุบด้วยไฟฟ้า การทำหนัง ตลอดจนตัวเร่งปฏิกิริยา .

ผงแร่โครเมียมที่บดละเอียดเป็นสารแต่งสีธรรมชาติในการผลิตแก้ว เซรามิก และกระเบื้องเคลือบเมื่อใช้โซเดียมไดโครเมตในการทำลายหนัง โปรตีน (คอลลาเจน) และคาร์โบไฮเดรตในหนังดั้งเดิมจะทำปฏิกิริยากับสารเคมีเพื่อสร้างสารเชิงซ้อนที่เสถียร ซึ่งกลายเป็นพื้นฐานของผลิตภัณฑ์เครื่องหนังในอุตสาหกรรมสิ่งทอ โซเดียมไดโครเมตถูกใช้เป็นสารย้อมสีในการย้อมผ้า ซึ่งสามารถติดโมเลกุลของสีย้อมเข้ากับสารประกอบอินทรีย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมันยังสามารถใช้เป็นสารออกซิแดนท์ในการผลิตสีย้อมและตัวกลาง

แร่โครเมียม

มีแร่ธาตุที่มีโครเมียมมากกว่า 50 ชนิดที่ถูกค้นพบในธรรมชาติ แต่แร่ธาตุส่วนใหญ่มีปริมาณโครเมียมต่ำและมีการกระจายอย่างกระจัดกระจาย ซึ่งมีค่าการใช้ในอุตสาหกรรมต่ำแร่ธาตุที่ประกอบด้วยโครเมียมเหล่านี้เป็นของออกไซด์ โครเมต และซิลิเกต นอกเหนือจากไฮดรอกไซด์ ไอโอเดต ไนไตรด์ และซัลไฟด์สองสามชนิดในหมู่พวกเขาแร่ธาตุโครเมียมไนไตรด์และโครเมียมซัลไฟด์พบได้ในอุกกาบาตเท่านั้น

ในฐานะที่เป็นชนิดของแร่ธาตุในอนุวงศ์แร่โครเมียม โครเมียมเป็นแร่อุตสาหกรรมที่สำคัญเพียงอย่างเดียวของโครเมียมสูตรทางเคมีตามทฤษฎีคือ (MgFe)Cr2O4 ซึ่งเนื้อหา Cr2O3 คิดเป็น 68% และ FeO คิดเป็น 32%ในองค์ประกอบทางเคมี แคตไอออนไตรวาเลนต์ส่วนใหญ่เป็น Cr3+ และมักมีการแทนที่ไอโซมอร์ฟิค Al3+, Fe3+ และ Mg2+, Fe2+ในโครไมต์ที่ผลิตขึ้นจริง ส่วนหนึ่งของ Fe2+ มักจะถูกแทนที่ด้วย Mg2+ และ Cr3+ จะถูกแทนที่ด้วย Al3+ และ Fe3+ เป็นองศาที่แตกต่างกันระดับที่สมบูรณ์ของการแทนที่ไอโซมอร์ฟิคในส่วนประกอบต่างๆ ของโครไมต์นั้นไม่สอดคล้องกันไอออนบวกที่ประสานกันสี่ลำดับส่วนใหญ่เป็นแมกนีเซียมและเหล็ก และการทดแทนไอโซมอร์ฟิคที่สมบูรณ์ระหว่างเหล็กแมกนีเซียมตามวิธีการสี่ส่วน โครไมต์สามารถแบ่งออกเป็นสี่กลุ่มย่อย: แมกนีเซียมโครไมต์ เหล็ก-แมกนีเซียมโครไมต์ โครไมต์เหล็กมาฟิก และเหล็กโครไมต์นอกจากนี้ โครไมต์มักประกอบด้วยแมงกานีสจำนวนเล็กน้อย ซึ่งเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันของไททาเนียม วานาเดียม และสังกะสีโครงสร้างของโครไมต์เป็นแบบนิลปกติ

4. มาตรฐานคุณภาพโครเมียมเข้มข้น

ตามวิธีการประมวลผลที่แตกต่างกัน (การทำให้เป็นแร่และแร่ธรรมชาติ) แร่โครเมียมสำหรับโลหะวิทยาแบ่งออกเป็นสองประเภท: เข้มข้น (G) และแร่ก้อน (K)ดูตารางด้านล่าง

ข้อกำหนดด้านคุณภาพสำหรับแร่โครไมต์สำหรับโลหะวิทยา

เทคโนโลยีการทำแร่โครเมียม

1) การเลือกตั้งใหม่
ในปัจจุบัน การแยกด้วยแรงโน้มถ่วงมีส่วนสำคัญในการสร้างประโยชน์ของแร่โครเมียมวิธีการแยกด้วยแรงโน้มถ่วงซึ่งใช้ชั้นหลวมในตัวกลางที่เป็นน้ำเป็นพฤติกรรมพื้นฐาน ยังคงเป็นวิธีการหลักในการเพิ่มคุณค่าแร่โครเมียมทั่วโลกอุปกรณ์แยกแรงโน้มถ่วงเป็นรางเกลียวและหัวเหวี่ยงแบบแรงเหวี่ยง และช่วงขนาดอนุภาคในการประมวลผลค่อนข้างกว้างโดยทั่วไป ความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างแร่ธาตุโครเมียมและแร่ธาตุที่มีกัมมันตภาพรังสีมากกว่า 0.8g/cm3 และการแยกด้วยแรงโน้มถ่วงของอนุภาคขนาดใดก็ตามที่มากกว่า 100um ก็สามารถเป็นที่น่าพอใจได้ผลของ.แร่ก้อนหยาบ (100 ~ 0.5 มม.) จะถูกคัดแยกหรือคัดเลือกล่วงหน้าโดยใช้กรรมวิธีหนัก-ปานกลาง ซึ่งเป็นวิธีการสร้างผลประโยชน์ที่ประหยัดมาก

2) การแยกแม่เหล็ก
การแยกสารด้วยแม่เหล็กเป็นวิธีการสร้างประโยชน์ที่รับรู้ถึงการแยกแร่ธาตุในสนามแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมอโดยพิจารณาจากความแตกต่างทางแม่เหล็กของแร่ธาตุในแร่โครไมต์มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กอ่อนและสามารถแยกออกได้ด้วยตัวคั่นแม่เหล็กแบบไล่ระดับสูงแบบวงแหวนแนวตั้ง ตัวคั่นแม่เหล็กแบบแผ่นเปียก และอุปกรณ์อื่นๆค่าสัมประสิทธิ์ความไวแม่เหล็กจำเพาะของแร่ธาตุโครเมียมที่ผลิตในพื้นที่ที่ผลิตแร่โครเมียมต่างๆ ในโลกนั้นไม่แตกต่างกันมากนัก และมีความคล้ายคลึงกับค่าสัมประสิทธิ์ความไวแม่เหล็กจำเพาะของวูลฟราไมต์และโวลฟราไมต์ที่ผลิตในภูมิภาคต่างๆ

มีสองสถานการณ์ในการใช้การแยกแม่เหล็กเพื่อให้ได้โครเมียมเข้มข้นคุณภาพสูง: หนึ่งคือการเอาแร่ธาตุแม่เหล็กแรง (ส่วนใหญ่เป็นแม่เหล็ก) ในแร่ภายใต้สนามแม่เหล็กที่อ่อนแอเพื่อเพิ่มอัตราส่วนของเฟอร์โรโครม และอีกวิธีหนึ่งคือ ใช้ สนามแม่เหล็กแรงการแยกแร่ธาตุ gangue และการกู้คืนแร่โครเมียม (แร่ธาตุแม่เหล็กอ่อน)

3) การเลือกไฟฟ้า
การแยกด้วยไฟฟ้าเป็นวิธีการแยกแร่โครเมียมและแร่ซิลิเกต Gangue แร่โดยใช้คุณสมบัติทางไฟฟ้าของแร่ธาตุ เช่น ความแตกต่างของค่าการนำไฟฟ้าและค่าคงที่ไดอิเล็กตริก

4) การลอยตัว
ในกระบวนการแยกแร่ด้วยแรงโน้มถ่วง แร่โครไมต์เนื้อละเอียด (-100um) มักจะถูกทิ้งเป็นหางแร่ แต่โครไมต์ขนาดนี้ยังคงมีค่าการใช้ประโยชน์สูง ดังนั้นวิธีการลอยจึงสามารถใช้สำหรับแร่โครไมต์ละเอียดเกรดต่ำได้ ถูกกู้คืนการลอยตัวของแร่โครเมียมที่มี Cr2O3 20% ~40% ในแร่หางแร่และแร่คดเคี้ยว โอลิวีน รูไทล์ และแคลเซียม แมกนีเซียม คาร์บอเนต เป็นแร่ธาตุประเภท Gangueแร่ถูกบดละเอียดถึง 200μm แก้วน้ำ ฟอสเฟต เมตาฟอสเฟต ฟลูออโรซิลิเกต ฯลฯ ใช้เพื่อกระจายและยับยั้งตะกอน และใช้กรดไขมันไม่อิ่มตัวเป็นตัวสะสมการกระจายตัวและการปราบปรามของกากตะกอนคงคามีความสำคัญมากต่อกระบวนการลอยตัวไอออนของโลหะ เช่น เหล็กและตะกั่ว สามารถกระตุ้นโครไมต์ได้เมื่อค่า pH ของสารละลายต่ำกว่า 6 โครไมต์จะลอยตัวได้ยากกล่าวโดยสรุปคือ ปริมาณการใช้สารรีเอเจนต์ลอยสูง เกรดเข้มข้นไม่เสถียร และอัตราการฟื้นตัวต่ำCa2+ และ Mg2+ ที่ละลายจากแร่ธาตุ gangue ช่วยลดความสามารถในการคัดเลือกของกระบวนการลอยตัว

5) การให้ประโยชน์ทางเคมี
วิธีทางเคมีคือ การบำบัดแร่โครไมต์บางชนิดโดยตรงที่ไม่สามารถแยกออกด้วยวิธีทางกายภาพได้ หรือวิธีทางกายภาพมีต้นทุนค่อนข้างสูงอัตราส่วน Cr/Fe ของสารเข้มข้นที่ผลิตโดยวิธีเคมีจะสูงกว่าวิธีทางกายภาพทั่วไปวิธีการทางเคมี ได้แก่ การชะชะคัดเลือก การลดการเกิดออกซิเดชัน การแยกละลาย การชะกรดซัลฟิวริกและกรดโครมิก การรีดักชันและการชะกรดซัลฟิวริก เป็นต้น การผสมผสานระหว่างวิธีการทางกายภาพและเคมีและการบำบัดโดยตรงของแร่โครเมียมโดยวิธีทางเคมีเป็นหนึ่งในวิธีการหลัก แนวโน้มในการเพิ่มประโยชน์ของโครไมต์ในปัจจุบันวิธีทางเคมีสามารถสกัดโครเมียมจากแร่ได้โดยตรงและผลิตโครเมียมคาร์ไบด์และโครเมียมออกไซด์