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铬矿石怎么提炼(铬的用途及应用领域介绍)

发布时间:2023-03-20  人气: 83

铬的用途及应用领域介绍

【铬的应用简介】

  • 由于铬具有质硬而脆,耐腐蚀等优良特性,因此被广泛应用于冶金、化工、铸铁、耐火及高精端科技等领域。具体应用比例如下图所示:

【冶金工业】

  • 铬质硬,常被掺进钢里制成既硬又耐腐蚀的合金,主要用来炼制不锈钢、耐热钢及各种电热元件材料。不锈钢在遇到具有腐蚀性的物质时,其表面就会形成一种细致而坚实的氧化铬薄膜,保护内部的金属不继续受腐蚀,有些不锈钢甚至在800℃的高温中,还能保持其优良的性能。铬钢是制造机械、坦克和装甲车的好材料。

【化学工业】

  • 用铬铁矿加工制造成的各种铬盐是化学工业上的主要原料。铬盐是无机盐的主要品种之一,在日常生活中用途极为广泛,主要用于电镀、鞣革、印染、医药、燃料、催化剂、氧化剂、火柴及金属缓蚀剂等方面。
  • 同时,金属铬已列为最重要的电镀金属之一,在大多数情况下镀铬层专门作为零件的最外部镀层,镀铬的时候,铬层愈薄,愈是紧贴在金属的表面,一些炮筒,枪管的内壁,所镀的铬层仅有千分之五毫米厚,但是发射了千百发炮弹、子弹以后,铬层依然存在。没有镀铬层提供的物理性能,大部分零件的使用寿命会因磨损、腐蚀等原因而大大缩短,必须经常更换或维修,因此电镀铬是在许多工业制造中应用越来越广泛。

【耐火材料及铸铁】

  • 由于铬铁矿的熔点高达1900℃-2050℃,在高温下能保持体积不变,而且跟任何矿渣不起反应。因此它可作为耐火材料,炼钢炉及有色金属冶炼炉的炉衬。因此在耐火材料方面,铬铁矿用来制造铬砖、铬镁砖和其他特殊耐火材料。
  • 另外铬还应用于铸铁,如铬铸态球铁具有强度高、延伸率高、冲击值高和硬度低等特点。

【其他用途】

  • 汽车工业中,铬也参与了汽车刹车片的制作。

铬铁矿分类和铬的冶炼工艺

【铬铁矿的分类】

  • 目前自然界中已发现的含铬矿物有50余种,分别属于氧化物类、铬酸盐类和硅酸盐类。具有工业价值的铬矿物都属于铬尖晶石类矿物,物理性质为等轴晶系,晶体呈细小的八面体,通常呈粒状和致密块状集合体,颜色黑色,条痕褐色,半金属光泽,硬度5.5,比重4.2-4.8,具弱磁性。属于岩浆成因矿物,产于超基性岩中,当含矿岩石遭受风化破坏后,常转入砂矿中。
  • 其中常见的有:
  • 镁铬铁矿 含Cr2O3 50%-65%
  • 铝铬铁矿 含Cr2O3 35%-55%
  • 富铬尖晶石 含Cr2O3 35%-50%
  • 铬铁矿 含Cr2O3 47%-60%
  • 铬铁矿按用途可分为三种级别,各级别的指标要求如下:
  • 1. 冶金级
  • 含Cr2O3≥ 46%, Cr: Fe 比值大于2;
  • 2. 化工级
  • 含Cr2O3≥ 40%–46%, Cr: Fe 比值为1.5—2, SiO2≤ 3.5%;
  • 3. 耐火级材料
  • 含Al2O3+ Cr2O3≥ 60%、Cr2O3为30%–40%, Cr: Fe 比值为2—2.5。

【铬的冶炼工艺流程】

  • 金属铬的冶炼方法主要有:金属热还原法(铝热法)、电解法及其他高温冶金法。另外,钢铁工业中广泛应用的铬铁合金和硅铬合金是用电炉冶炼的。
  • 铝热法制得的金属铬呈块状,能够研磨成较小粒度,杂质含量约为C 0.03%,O 0.5%,N 0.05%,S 0.02%;电解法制得的电解铬呈板状,杂质含量为C 0.006%,O 0.5%,N 0.03%,S 0.03%。由于在冶金应用中对金属铬中气化杂质含量的要求非常苛刻,因此,现有技术中的电解法和铝热法是不能满足尖端技术领域的需要。所以就需要将金属铬进行提纯精制,以把这些杂质的含量降低到小于C 0.01%,O 0.03%,N 0.002%,S 0.004%。
  • 铝热法包括从铬矿制取氧化铬和铝还原氧化铬制得金属铬两道工序,主要工艺流程如图1。

  • 电解法生产一般用碳素铬铁作原料,采用铬铵矾法电解流程如图2。

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