సాధారణ ఖనిజాల సంచయం-క్రోమియం ధాతువు లక్షణాలు మరియు శుద్ధి సాంకేతికత

క్రోమియం యొక్క స్వభావం

క్రోమియం, మూలక చిహ్నం Cr, పరమాణు సంఖ్య 24, సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశి 51.996, రసాయన మూలకాల ఆవర్తన పట్టికలోని VIB గ్రూపుకు చెందిన పరివర్తన లోహ మూలకం. క్రోమియం లోహం ఒక దేహకేంద్రిత ఘన స్ఫటికం, వెండి-తెలుపు రంగులో ఉంటుంది, దీని సాంద్రత 7.1g/cm³, ద్రవీభవన స్థానం 1860℃, బాష్పీభవన స్థానం 2680℃, 25℃ వద్ద విశిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం 23.35J/(mol·K), బాష్పీభవన ఉష్ణం 342.1kJ/mol, ఉష్ణ వాహకత 91.3 W/(m·K) (0-100°C), నిరోధకత (20°C) 13.2uΩ·cm, మరియు ఇది మంచి యాంత్రిక లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది.

క్రోమియంకు +2, +3, +4, +5 మరియు +6 అనే ఐదు సంయోజకతలు ఉన్నాయి. అంతర్గత చర్య పరిస్థితులలో, క్రోమియం సాధారణంగా +3 సంయోజకతను కలిగి ఉంటుంది. +త్రిసంయోజక క్రోమియం కలిగిన సమ్మేళనాలు అత్యంత స్థిరంగా ఉంటాయి. క్రోమియం లవణాలతో సహా +ఆరుసంయోజక క్రోమియం సమ్మేళనాలు బలమైన ఆక్సీకరణ ధర్మాలను కలిగి ఉంటాయి. Cr³⁺, Al³⁺ మరియు Fe³⁺ ల అయానిక వ్యాసార్థాలు సారూప్యంగా ఉంటాయి, కాబట్టి అవి విస్తృత శ్రేణి సారూప్యతలను కలిగి ఉంటాయి. అదనంగా, క్రోమియం స్థానంలోకి రాగల మూలకాలు మాంగనీస్, మెగ్నీషియం, నికెల్, కోబాల్ట్, జింక్ మొదలైనవి, కాబట్టి క్రోమియం మెగ్నీషియం ఐరన్ సిలికేట్ ఖనిజాలు మరియు అనుబంధ ఖనిజాలలో విస్తృతంగా లభిస్తుంది.

అప్లికేషన్

ఆధునిక పరిశ్రమలో అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే లోహాలలో క్రోమియం ఒకటి. దీనిని ప్రధానంగా స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ మరియు ఫెర్రోఅలాయ్‌ల (ఫెర్రోక్రోమ్ వంటివి) రూపంలో వివిధ మిశ్రమలోహ ఉక్కుల ఉత్పత్తిలో ఉపయోగిస్తారు. క్రోమియం గట్టిదనం, అరుగుదలను తట్టుకునే గుణం, వేడిని తట్టుకునే గుణం మరియు తుప్పును తట్టుకునే గుణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. క్రోమ్ ఖనిజాన్ని లోహశాస్త్రం, రిఫ్రాక్టరీ పదార్థాలు, రసాయన పరిశ్రమ మరియు ఫౌండ్రీ పరిశ్రమలలో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు.

లోహ పరిశ్రమలో, ఫెర్రోక్రోమ్ మరియు లోహ క్రోమియంను కరిగించడానికి క్రోమియం ఖనిజాన్ని ప్రధానంగా ఉపయోగిస్తారు. స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్, ఆమ్ల-నిరోధక స్టీల్, ఉష్ణ-నిరోధక స్టీల్, బాల్ బేరింగ్ స్టీల్, స్ప్రింగ్ స్టీల్, టూల్ స్టీల్ మొదలైన అధిక-బలం, తుప్పు-నిరోధక, అరుగుదల-నిరోధక, అధిక-ఉష్ణోగ్రత మరియు ఆక్సీకరణ-నిరోధక ప్రత్యేక స్టీల్స్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి క్రోమియంను స్టీల్ సంకలితంగా ఉపయోగిస్తారు. క్రోమియం స్టీల్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను మరియు అరుగుదల నిరోధకతను మెరుగుపరుస్తుంది. కోబాల్ట్, నికెల్, టంగ్‌స్టన్ మరియు ఇతర మూలకాలతో ప్రత్యేక మిశ్రమలోహాలను కరిగించడానికి లోహ క్రోమియంను ప్రధానంగా ఉపయోగిస్తారు. క్రోమ్ ప్లేటింగ్ మరియు క్రోమైజింగ్ ప్రక్రియల ద్వారా స్టీల్, రాగి, అల్యూమినియం మరియు ఇతర లోహాలకు ప్రకాశవంతమైన, అందమైన, తుప్పు-నిరోధక ఉపరితలాన్ని అందించవచ్చు.

రిఫ్రాక్టరీ పరిశ్రమలో, క్రోమ్ ఇటుకలు, క్రోమ్ మెగ్నీషియా ఇటుకలు, అధునాతన రిఫ్రాక్టరీలు మరియు ఇతర ప్రత్యేక రిఫ్రాక్టరీ పదార్థాలను (క్రోమ్ కాంక్రీట్) తయారు చేయడానికి క్రోమియం ఖనిజం ఒక ముఖ్యమైన రిఫ్రాక్టరీ పదార్థంగా ఉపయోగించబడుతుంది. క్రోమియం ఆధారిత రిఫ్రాక్టరీలలో ప్రధానంగా క్రోమ్ ఖనిజం మరియు మెగ్నీషియాతో కూడిన ఇటుకలు, సింటెర్డ్ మెగ్నీషియా-క్రోమ్ క్లింకర్, కరిగించిన మెగ్నీషియా-క్రోమ్ ఇటుకలు, కరిగించి, మెత్తగా రుబ్బి, ఆపై బంధించిన మెగ్నీషియా-క్రోమ్ ఇటుకలు ఉంటాయి. వీటిని ఓపెన్ హర్త్ ఫర్నేసులు, ఇండక్షన్ ఫర్నేసులు మొదలైన వాటిలో, అలాగే సిమెంట్ పరిశ్రమలోని మెటలర్జికల్ కన్వర్టర్ మరియు రోటరీ ఫర్నేస్ లైనింగ్ మొదలైన వాటిలో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు.

ఫౌండ్రీ పరిశ్రమలో, క్రోమియం ఖనిజం పోత ప్రక్రియ సమయంలో కరిగిన ఉక్కులోని ఇతర మూలకాలతో చర్య జరపదు, తక్కువ ఉష్ణ వ్యాకోచ గుణకాన్ని కలిగి ఉంటుంది, లోహ చొచ్చుపోవడాన్ని నిరోధిస్తుంది మరియు జిర్కాన్ కంటే మెరుగైన శీతలీకరణ పనితీరును కలిగి ఉంటుంది. ఫౌండ్రీ కోసం ఉపయోగించే క్రోమ్ ఖనిజానికి రసాయన కూర్పు మరియు కణ పరిమాణ పంపిణీపై కఠినమైన అవసరాలు ఉంటాయి.

రసాయన పరిశ్రమలో, క్రోమియం యొక్క అత్యంత ప్రత్యక్ష ఉపయోగం ఏమిటంటే, సోడియం డైక్రోమేట్ (Na2Cr2O7·H2O) ద్రావణాన్ని ఉత్పత్తి చేయడం, ఆపై వర్ణకాలు, వస్త్రాలు, ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ మరియు తోలు తయారీ వంటి పరిశ్రమలలో, అలాగే ఉత్ప్రేరకాలుగా ఉపయోగించడానికి ఇతర క్రోమియం సమ్మేళనాలను తయారు చేయడం.

మెత్తగా నూరిన క్రోమియం ధాతువు పొడి, గాజు, సిరామిక్స్ మరియు మెరుగైన టైల్స్ ఉత్పత్తిలో ఒక సహజ రంగు కారకంగా ఉపయోగపడుతుంది. సోడియం డైక్రోమేట్‌ను ఉపయోగించి తోలుకు రంగు వేసినప్పుడు, అసలు తోలులోని ప్రోటీన్ (కొల్లాజెన్) మరియు కార్బోహైడ్రేట్లు రసాయన పదార్థాలతో చర్య జరిపి ఒక స్థిరమైన సంక్లిష్టాన్ని ఏర్పరుస్తాయి, ఇది తోలు ఉత్పత్తులకు ఆధారం అవుతుంది. వస్త్ర పరిశ్రమలో, సోడియం డైక్రోమేట్‌ను బట్టలకు రంగు వేయడంలో మోర్డెంట్‌గా ఉపయోగిస్తారు, ఇది రంగు అణువులను సేంద్రీయ సమ్మేళనాలకు సమర్థవంతంగా జోడించగలదు; దీనిని రంగులు మరియు మధ్యంతర పదార్థాల తయారీలో ఆక్సీకరణిగా కూడా ఉపయోగించవచ్చు.

క్రోమియం ఖనిజం

ప్రకృతిలో 50 కంటే ఎక్కువ రకాల క్రోమియం కలిగిన ఖనిజాలు కనుగొనబడ్డాయి, కానీ వాటిలో చాలా వరకు తక్కువ క్రోమియం పరిమాణాన్ని కలిగి ఉండి, చెల్లాచెదురుగా విస్తరించి ఉన్నాయి, అందువల్ల వాటికి తక్కువ పారిశ్రామిక వినియోగ విలువ ఉంది. ఈ క్రోమియం కలిగిన ఖనిజాలు ఆక్సైడ్‌లు, క్రోమేట్‌లు మరియు సిలికేట్‌లకు చెందినవి, వీటితో పాటు కొన్ని హైడ్రాక్సైడ్‌లు, అయోడేట్‌లు, నైట్రైడ్‌లు మరియు సల్ఫైడ్‌లు కూడా ఉన్నాయి. వాటిలో, క్రోమియం నైట్రైడ్ మరియు క్రోమియం సల్ఫైడ్ ఖనిజాలు ఉల్కలలో మాత్రమే కనిపిస్తాయి.

క్రోమియం ధాతువు ఉపకుటుంబంలోని ఒక ఖనిజ జాతిగా, క్రోమైట్ అనేది క్రోమియం యొక్క ఏకైక ముఖ్యమైన పారిశ్రామిక ఖనిజం. దీని సిద్ధాంతపరమైన రసాయన సూత్రం (MgFe)Cr2O4, ఇందులో Cr2O3 శాతం 68% మరియు FeO శాతం 32% ఉంటుంది. దీని రసాయన కూర్పులో, త్రిసంయోజక కాటయాన్ ప్రధానంగా Cr3+, మరియు తరచుగా Al3+, Fe3+ మరియు Mg2+, Fe2+ ఐసోమార్ఫిక్ ప్రతిస్థాపనలు ఉంటాయి. వాస్తవంగా ఉత్పత్తి చేయబడిన క్రోమైట్‌లో, Fe2+లో కొంత భాగం తరచుగా Mg2+తో ప్రతిస్థాపించబడుతుంది, మరియు Cr3+ వివిధ స్థాయిలలో Al3+ మరియు Fe3+తో ప్రతిస్థాపించబడుతుంది. క్రోమైట్‌లోని వివిధ భాగాల మధ్య జరిగే ఐసోమార్ఫిక్ ప్రతిస్థాపన యొక్క పూర్తి స్థాయి స్థిరంగా ఉండదు. నాలుగు-క్రమ సమన్వయ కాటయాన్లు ప్రధానంగా మెగ్నీషియం మరియు ఇనుము, మరియు మెగ్నీషియం-ఇనుము మధ్య పూర్తి ఐసోమార్ఫిక్ ప్రతిస్థాపన జరుగుతుంది. నాలుగు-విభజన పద్ధతి ప్రకారం, క్రోమైట్‌ను నాలుగు ఉప సమూహాలుగా విభజించవచ్చు: మెగ్నీషియం క్రోమైట్, ఐరన్-మెగ్నీషియం క్రోమైట్, మాఫిక్-ఐరన్ క్రోమైట్ మరియు ఐరన్-క్రోమైట్. దీనికి అదనంగా, క్రోమైట్‌లో తరచుగా తక్కువ పరిమాణంలో మాంగనీస్, టైటానియం, వెనేడియం మరియు జింక్‌ల సజాతీయ మిశ్రమం ఉంటుంది. క్రోమైట్ నిర్మాణం సాధారణ స్పినెల్ రకానికి చెందినది.

4. క్రోమియం కాన్సంట్రేట్ యొక్క నాణ్యతా ప్రమాణం

వివిధ ప్రాసెసింగ్ పద్ధతుల (ఖనిజీకరణ మరియు సహజ ధాతువు) ప్రకారం, లోహశాస్త్రం కోసం ఉపయోగించే క్రోమియం ధాతువును రెండు రకాలుగా విభజించారు: సాంద్రీకరణ (G) మరియు ముద్ద ధాతువు (K). కింది పట్టికను చూడండి.

లోహశాస్త్రం కోసం క్రోమైట్ ధాతువుకు నాణ్యతా అవసరాలు

క్రోమ్ ధాతువు శుద్ధి సాంకేతికత

1) తిరిగి ఎన్నిక
ప్రస్తుతం, క్రోమియం ఖనిజ శుద్ధిలో గురుత్వాకర్షణ వేర్పాటు పద్ధతి ఒక ముఖ్యమైన స్థానాన్ని ఆక్రమించింది. జల మాధ్యమంలో వదులుగా పొరలు ఏర్పడటాన్ని ప్రాథమిక ప్రవర్తనగా ఉపయోగించే గురుత్వాకర్షణ వేర్పాటు పద్ధతి, ప్రపంచవ్యాప్తంగా క్రోమియం ఖనిజాన్ని సుసంపన్నం చేయడానికి ఇప్పటికీ ప్రధాన పద్ధతిగా ఉంది. గురుత్వాకర్షణ వేర్పాటు పరికరాలలో ఒక స్పైరల్ చ్యూట్ మరియు ఒక సెంట్రిఫ్యూగల్ కాన్సెంట్రేటర్ ఉంటాయి, మరియు దీని ద్వారా శుద్ధి చేసే కణ పరిమాణ పరిధి చాలా విస్తృతంగా ఉంటుంది. సాధారణంగా, క్రోమియం ఖనిజాలు మరియు గ్యాంగ్యూ ఖనిజాల మధ్య సాంద్రత వ్యత్యాసం 0.8g/cm³ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, మరియు 100um కంటే పెద్దదైన ఏ కణ పరిమాణాన్నైనా గురుత్వాకర్షణ వేర్పాటు ద్వారా సంతృప్తికరంగా శుద్ధి చేయవచ్చు. భారీ-మధ్యస్థ శుద్ధి ప్రక్రియ ద్వారా ముతక ముద్దల (100 ~ 0.5mm) ఖనిజాన్ని వేరు చేస్తారు లేదా ముందుగా ఎంపిక చేస్తారు, ఇది చాలా పొదుపైన శుద్ధి పద్ధతి.

2) అయస్కాంత విభజన
అయస్కాంత వేర్పాటు అనేది ధాతువులోని ఖనిజాల అయస్కాంత వ్యత్యాసం ఆధారంగా, అసమాన అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఖనిజాలను వేరుచేసే ఒక శుద్ధి పద్ధతి. క్రోమైట్‌కు బలహీనమైన అయస్కాంత ధర్మాలు ఉంటాయి మరియు దీనిని నిలువు రింగ్ హై గ్రేడియంట్ మాగ్నెటిక్ సెపరేటర్లు, వెట్ ప్లేట్ మాగ్నెటిక్ సెపరేటర్లు మరియు ఇతర పరికరాల ద్వారా వేరు చేయవచ్చు. ప్రపంచంలోని వివిధ క్రోమియం ధాతువు ఉత్పత్తి ప్రాంతాలలో లభించే క్రోమియం ఖనిజాల విశిష్ట అయస్కాంత గ్రహణశీలత గుణకాలు పెద్దగా భిన్నంగా ఉండవు మరియు అవి వివిధ ప్రాంతాలలో లభించే వోల్ఫ్రామైట్ మరియు ఇతర క్రోమియం ఖనిజాల విశిష్ట అయస్కాంత గ్రహణశీలత గుణకాలను పోలి ఉంటాయి.

అధిక-శ్రేణి క్రోమియం గాఢతను పొందడానికి అయస్కాంత వేర్పాటును ఉపయోగించడంలో రెండు పరిస్థితులు ఉన్నాయి: ఒకటి, ఫెర్రోక్రోమ్ నిష్పత్తిని పెంచడానికి బలహీనమైన అయస్కాంత క్షేత్రం కింద ధాతువులోని బలమైన అయస్కాంత ఖనిజాలను (ప్రధానంగా మాగ్నెటైట్) తొలగించడం, మరియు మరొకటి, బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉపయోగించి గ్యాంగ్యూ ఖనిజాలను వేరుచేసి, క్రోమియం ధాతువును (బలహీనమైన అయస్కాంత ఖనిజాలను) తిరిగి పొందడం.

3) ఎలక్ట్రిక్ ఎంపిక
విద్యుత్ వేర్పాటు అనేది ఖనిజాల వాహకత్వం మరియు విద్యున్నిరోధక స్థిరాంకంలోని తేడాల వంటి విద్యుత్ లక్షణాలను ఉపయోగించి, క్రోమియం ధాతువును మరియు సిలికేట్ గ్యాంగ్యూ ఖనిజాలను వేరుచేసే ఒక పద్ధతి.

4) తేలియాడటం
గురుత్వాకర్షణ వేరుచేత ప్రక్రియలో, సూక్ష్మ రేణువులు గల (-100um) క్రోమైట్ ఖనిజాన్ని తరచుగా టెయిలింగ్స్‌గా పారవేస్తారు, కానీ ఈ పరిమాణంలో ఉన్న క్రోమైట్‌కు ఇప్పటికీ అధిక వినియోగ విలువ ఉంటుంది, కాబట్టి తక్కువ-గ్రేడ్ సూక్ష్మ రేణువుల క్రోమైట్ ఖనిజాన్ని తిరిగి పొందడానికి ఫ్లోటేషన్ పద్ధతిని ఉపయోగించవచ్చు. టెయిలింగ్స్‌లో 20% ~40% Cr2O3 మరియు గ్యాంగ్యూ ఖనిజాలుగా ఉండే సెర్పెంటైన్, ఒలివిన్, రూటైల్ మరియు కాల్షియం మెగ్నీషియం కార్బోనేట్ ఖనిజాలతో కూడిన క్రోమియం ఖనిజం యొక్క ఫ్లోటేషన్ జరుగుతుంది. ఖనిజాన్ని 200μm వరకు సూక్ష్మంగా రుబ్బుతారు, బురదను చెదరగొట్టడానికి మరియు నిరోధించడానికి వాటర్ గ్లాస్, ఫాస్ఫేట్, మెటాఫాస్ఫేట్, ఫ్లోరోసిలికేట్ మొదలైనవాటిని ఉపయోగిస్తారు, మరియు అసంతృప్త కొవ్వు ఆమ్లాన్ని కలెక్టర్‌గా వాడతారు. ఫ్లోటేషన్ ప్రక్రియకు గ్యాంగ్యూ బురదను చెదరగొట్టడం మరియు అణచివేయడం చాలా ముఖ్యం. ఇనుము మరియు సీసం వంటి లోహ అయాన్లు క్రోమైట్‌ను ఉత్తేజపరుస్తాయి. స్లర్రీ యొక్క pH విలువ 6 కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, క్రోమైట్ తేలడం చాలా కష్టం. సంక్షిప్తంగా, ఫ్లోటేషన్ రియాజెంట్ వినియోగం అధికంగా ఉంటుంది, కాన్సంట్రేట్ గ్రేడ్ అస్థిరంగా ఉంటుంది మరియు రికవరీ రేటు తక్కువగా ఉంటుంది. గ్యాంగ్యూ ఖనిజాల నుండి కరిగిన Ca2+ మరియు Mg2+ ఫ్లోటేషన్ ప్రక్రియ యొక్క సెలెక్టివిటీని తగ్గిస్తాయి.

5) రసాయన శుద్ధి
భౌతిక పద్ధతి ద్వారా వేరు చేయలేని లేదా భౌతిక పద్ధతి ఖర్చు సాపేక్షంగా ఎక్కువగా ఉండే నిర్దిష్ట క్రోమైట్ ఖనిజాన్ని నేరుగా శుద్ధి చేయడానికే రసాయన పద్ధతిని ఉపయోగిస్తారు. రసాయన పద్ధతి ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన గాఢత యొక్క Cr/Fe నిష్పత్తి, సాధారణ భౌతిక పద్ధతి కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. రసాయన పద్ధతులలో ఇవి ఉంటాయి: సెలెక్టివ్ లీచింగ్, ఆక్సీకరణ క్షయకరణం, ద్రవీభవన విభజన, సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం మరియు క్రోమిక్ ఆమ్ల లీచింగ్, క్షయకరణం మరియు సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్ల లీచింగ్ మొదలైనవి. భౌతిక-రసాయన పద్ధతుల కలయిక మరియు రసాయన పద్ధతుల ద్వారా క్రోమియం ఖనిజాన్ని నేరుగా శుద్ధి చేయడం అనేవి నేటి క్రోమైట్ శుద్ధి ప్రక్రియలో ప్రధాన ధోరణులలో ఒకటి. రసాయన పద్ధతులు ఖనిజం నుండి క్రోమియంను నేరుగా సంగ్రహించి, క్రోమియం కార్బైడ్ మరియు క్రోమియం ఆక్సైడ్‌ను ఉత్పత్తి చేయగలవు.