Proprietățile, istoria și multe altele

Cromul metal este recunoscut cel mai mult pentru utilizarea sa în placarea cu crom (care este adesea denumit simplu „crom”), dar utilizarea sa cea mai mare este ca ingredient în otel inoxidabil. Ambele aplicații beneficiază de duritatea, rezistența la crom coroziuneși capacitatea de a fi lustruit pentru un aspect lustros.

• Simbol atomic: Cr
• Număr atomic: 24
• Masă atomică: 51,996g / mol¹
• Categorie de elemente: Metal de tranziție
• Densitate: 7,19g / cm³ la 20 ° C
• Punctul de topire: 1907 ° C
• Punct de fierbere: 2671 ° C (4840 ° F)
• Moh's Hardness: 5.5

Cromul este un metal dur, gri, apreciat pentru rezistența sa incredibilă la coroziune. Cromul pur este magnetic și fragil, dar atunci când este aliat se poate realiza maleabil și lustruit până la un finisaj luminos, argintiu.

Cromul își derivă numele Khroma, un cuvânt grecesc care înseamnă culoare, datorită capacității sale de a produce compuși vii, colorați, cum ar fi oxidul de crom.

În 1797, chimistul francez Nicolas-Louis Vauguelin a produs primul metal de crom pur prin tratarea crocoitului ( mineral care conține crom) cu carbonat de potasiu și apoi reduce acidul cromic rezultat cu carbon în a creuzet de grafit.

În timp ce compușii de crom au fost folosiți în vopsele și vopsele timp de mii de ani, nu a fost abia după descoperirea lui Vauguelin că a început să se dezvolte utilizarea cromului în aplicațiile metalice. La sfârșitul secolului 19 și începutul secolului XX, metalurgii din Europa experimentau activ cu metalul aliaje, încercând să producă mai puternic și mai durabil oţeluri.

În 1912, în timp ce lucra la Laboratoarele Firth Brown din Marea Britanie, metalurgistul Harry Brearley a primit sarcina de a găsi un metal mai rezistent pentru butoaiele de armă. El a adăugat crom, despre care se știe că are un punct ridicat de topire, la oțelul carbon tradițional, producând primul oțel inoxidabil. Totuși, cam în același timp, alții, inclusiv Elwood Haynes din SUA și ingineri la Krupp în Germania, au dezvoltat, de asemenea, aliaje de oțel care conțin crom. Odată cu dezvoltarea cuptorului electric cu arc electric, a urmat producția pe scară largă de oțel inoxidabil la scurt timp după aceea.

În aceeași perioadă, s-au făcut cercetări și pe metale electro-placare, ceea ce a permis metale mai ieftine, cum ar fi fier și nichel, pentru a adopta rezistența cromului exterior la abraziune și coroziune, precum și calitățile sale estetice. Primele caracteristici cromate au apărut pe mașini și ceasuri high-end la sfârșitul anilor 1920.

Produsele industriale din crom includ cromul metalului, ferocromul, substanțele chimice de crom și nisipurile de turnătorie. În ultimii ani, a existat o tendință către o mai mare integrare verticală în producția de materiale de crom. Adică, mai multe companii care sunt implicate în exploatarea minereului de crom o prelucrează și în metal crom, ferocrom și, în final, oțel inoxidabil.

În 2010 producția globală de minereu de crom (FeCr₂O₄), mineralul primar extras pentru producția de crom a fost de 25 de milioane de tone. Producția de ferocrom a fost de aproximativ 7 milioane de tone, în timp ce producția de metal crom a fost de aproximativ 40.000 de tone. Ferocromul este produs exclusiv cu cuptoare electrice cu arc, în timp ce metalul crom poate fi produs prin metode electrolitice, silico-termice și aluminotermice.

În timpul producției de ferocrom, căldura creată de cuptoarele cu arc electric, care ajunge la 5070°F (2800°C), determină reducerea cărbunelui și a cocsului prin reducerea minereului de crom printr-o reacție carbotermică. După ce materialul suficient a fost topit în vatra cuptorului, metalul topit este evacuat și solidificat în piese turnate mari înainte de a fi strivit.

Producția aluminotermică de metal crom de înaltă puritate reprezintă peste 95% din metalul crom produs astăzi. Primul pas în acest proces necesită ca minereul de crom să fie prăjit cu sodă și var în aer la 2000°F (1000°C), care creează un cromat de sodiu care conține calcină. Poate fi scos din materialul rezidual și apoi redus și precipitat sub formă de oxid cromatic (Cr₂O₃).

Oxidul crom este apoi amestecat cu praf aluminiu și a pus într-un creuzet mare de lut. Peroxidul de bariu și magneziu pulberea este apoi răspândită pe amestec și creuzetul este înconjurat de nisip (care acționează ca izolație).

Amestecul este aprins, rezultând oxigenul din oxidul crom care reacționează cu aluminiul pentru a produce oxid de aluminiu și, astfel, eliberând metalul crom topit care este pur de 97-99%.

Conform statisticilor Sondajului Geologic al SUA, cei mai mari producători de minereu de crom în 2009 au fost Africa de Sud (33%), India (20%) și Kazahstan (17%). Cele mai mari companii producătoare de ferocrom includ Xstrata, Eurasian Natural Resources Corp. (Kazahstan), Samancor (Africa de Sud) și Ferocromul hernic (Africa de Sud).

Conform Asociației pentru Dezvoltare Internațională pentru Crom, din totalul de minereu de crom extras în 2009, 95,2% a fost consumată de industria metalurgică, 3,2% de industria refractară și de turnătorie și 1,6% de producătorii chimici. Utilizările principale pentru crom sunt în oțelurile inoxidabile, oțelurile aliate și aliajele neferoase.

Oțelurile inoxidabile se referă la o gamă de oțeluri care conțin între 10% și 30% crom (în greutate) și care nu corodează sau nu ruginesc la fel de ușor ca oțelurile obișnuite. Între 150 și 200 de compoziții diferite din oțel inoxidabil există, deși doar aproximativ 10% dintre acestea sunt utilizate în mod regulat.

surse:

Sully, Arthur Henry și Eric A. Brandes. Crom. Londra: Butterworths, 1954.

Strada, Arthur. & Alexander, W. O. 1944. Metale în slujba omului. Ediția a 11-a (1998).

Asociația Internațională pentru Dezvoltarea Cromului (ICDA).

Sursă: www.icdacr.com