பொதுவான கனிமங்களின் திரட்சி - குரோமியம் தாதுவின் பண்புகள் மற்றும் செறிவூட்டல் தொழில்நுட்பம்

குரோமியத்தின் தன்மை

குரோமியம், தனிமக் குறியீடு Cr, அணு எண் 24, ஒப்பு அணு நிறை 51.996, இது வேதியியல் தனிமங்களின் ஆவர்த்தன அட்டவணையின் VIB குழுவின் இடைநிலை உலோகத் தனிமத்தைச் சேர்ந்தது. குரோமியம் உலோகம் ஒரு மைய-கனசதுரப் படிகம், வெள்ளி-வெள்ளை நிறம், அடர்த்தி 7.1g/cm³, உருகுநிலை 1860℃, கொதிநிலை 2680℃, 25℃-இல் தன்வெப்ப ஏற்புத்திறன் 23.35J/(mol·K), ஆவியாதல் வெப்பம் 342.1kJ/mol, வெப்பக் கடத்துத்திறன் 91.3 W/(m·K) (0-100°C), மின்தடைத்திறன் (20°C) 13.2uΩ·cm, மற்றும் நல்ல இயந்திரவியல் பண்புகளைக் கொண்டது.

குரோமியத்திற்கு +2, +3, +4, +5 மற்றும் +6 என ஐந்து இணைதிறன்கள் உள்ளன. அகச் செயல்பாட்டின் கீழ், குரோமியம் பொதுவாக +3 இணைதிறனைக் கொண்டுள்ளது. +மும்மை இணைதிறன் குரோமியம் கொண்ட சேர்மங்கள் மிகவும் நிலையானவை. குரோமியம் உப்புகள் உட்பட +ஆறுமை இணைதிறன் குரோமியம் சேர்மங்கள், வலுவான ஆக்சிஜனேற்றப் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. Cr3+, AI3+ மற்றும் Fe3+ ஆகியவற்றின் அயனி ஆரங்கள் ஒத்திருப்பதால், அவை பரந்த அளவிலான ஒற்றுமைகளைக் கொண்டிருக்க முடியும். மேலும், குரோமியத்திற்குப் பதிலாக மாங்கனீசு, மெக்னீசியம், நிக்கல், கோபால்ட், துத்தநாகம் போன்ற தனிமங்கள் இடம்பெறுவதால், மெக்னீசியம் இரும்பு சிலிக்கேட் கனிமங்கள் மற்றும் துணை கனிமங்களில் குரோமியம் பரவலாகக் காணப்படுகிறது.

விண்ணப்பம்

குரோமியம் நவீனத் தொழில்துறையில் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் உலோகங்களில் ஒன்றாகும். இது முக்கியமாக துருப்பிடிக்காத எஃகு மற்றும் பல்வேறு கலப்பு எஃகுகளின் உற்பத்தியில் ஃபெரோகுரோம் போன்ற ஃபெரோகலப்புலோகங்களின் வடிவில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. குரோமியம் கடினமான, தேய்மானத்தைத் தாங்கும், வெப்பத்தைத் தாங்கும் மற்றும் அரிப்பைத் தாங்கும் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. குரோம் தாது உலோகவியல், வெப்பத்தைத் தாங்கும் பொருட்கள், இரசாயனத் தொழில் மற்றும் வார்ப்புத் தொழில்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உலோகவியல் துறையில், குரோமியம் தாது முக்கியமாக ஃபெரோகுரோம் மற்றும் உலோக குரோமியத்தை உருக்குவதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. துருப்பிடிக்காத எஃகு, அமில-எதிர்ப்பு எஃகு, வெப்ப-எதிர்ப்பு எஃகு, பந்து தாங்கி எஃகு, சுருள் எஃகு, கருவி எஃகு போன்ற பல்வேறு உயர்-வலிமை, அரிப்பு-எதிர்ப்பு, தேய்மான-எதிர்ப்பு, உயர்-வெப்பநிலை மற்றும் ஆக்சிஜனேற்ற-எதிர்ப்பு சிறப்பு எஃகுகளை உற்பத்தி செய்ய குரோமியம் ஒரு எஃகு சேர்க்கைப் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. குரோமியம் எஃகின் இயந்திரப் பண்புகளையும் தேய்மான எதிர்ப்பையும் மேம்படுத்தும். உலோக குரோமியம் முக்கியமாக கோபால்ட், நிக்கல், டங்ஸ்டன் மற்றும் பிற தனிமங்களுடன் சிறப்பு உலோகக் கலவைகளை உருக்குவதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. குரோம் பூச்சு மற்றும் குரோமியமாக்கல் மூலம் எஃகு, தாமிரம், அலுமினியம் மற்றும் பிற உலோகங்களில் அரிப்பு-எதிர்ப்பு, பளபளப்பான மற்றும் அழகான மேற்பரப்பை உருவாக்க முடியும்.

வெப்பத்தடுப்புத் தொழிலில், குரோம் செங்கல்கள், குரோம் மக்னீசியா செங்கல்கள், மேம்பட்ட வெப்பத்தடுப்புப் பொருட்கள் மற்றும் பிற சிறப்பு வெப்பத்தடுப்புப் பொருட்களை (குரோம் கான்கிரீட்) தயாரிக்கப் பயன்படும் ஒரு முக்கியமான வெப்பத்தடுப்புப் பொருள் குரோமியம் தாது ஆகும். குரோமியம் சார்ந்த வெப்பத்தடுப்புப் பொருட்களில் முக்கியமாக குரோம் தாது மற்றும் மக்னீசியா கலந்த செங்கல்கள், உருக்கி இணைக்கப்பட்ட மக்னீசியா-குரோம் கிளிங்கர், உருக்கிய மக்னீசியா-குரோம் செங்கல்கள், உருக்கி, நன்றாக அரைத்து பின்னர் பிணைக்கப்பட்ட மக்னீசியா-குரோம் செங்கல்கள் ஆகியவை அடங்கும். இவை திறந்த உலைகள், தூண்டல் உலைகள் போன்றவற்றிலும், சிமெண்ட் தொழிற்சாலையின் உலோகவியல் மாற்றி மற்றும் சுழல் உலை உட்பூச்சு போன்றவற்றிலும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

வார்ப்புத் தொழிலில், குரோமியம் தாதுவானது, உருக்கிய எஃகை ஊற்றும் செயல்முறையின் போது அதிலுள்ள மற்ற தனிமங்களுடன் வினைபுரிவதில்லை; இது குறைந்த வெப்ப விரிவாக்கக் குணகத்தைக் கொண்டுள்ளது, உலோக ஊடுருவலை எதிர்க்கும் திறன் கொண்டது, மற்றும் சிர்கானை விட சிறந்த குளிரூட்டும் செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது. வார்ப்புத் தொழிலுக்கான குரோம் தாதுவிற்கு, அதன் வேதியியல் கலவை மற்றும் துகள் அளவுப் பரவல் ஆகியவற்றில் கடுமையான தேவைகள் உள்ளன.

வேதியியல் துறையில், குரோமியத்தின் மிக நேரடியான பயன்பாடு, சோடியம் டைக்ரோமேட் (Na2Cr2O7·H2O) கரைசலை உற்பத்தி செய்வதும், பின்னர் நிறமிகள், ஜவுளி, மின்முலாம் பூசுதல், தோல் தயாரித்தல் போன்ற தொழில்களிலும், வினையூக்கிகளாகவும் பயன்படுத்துவதற்காக மற்ற குரோமியம் சேர்மங்களைத் தயாரிப்பதும் ஆகும்.

நன்கு அரைக்கப்பட்ட குரோமியம் தாதுப் பொடியானது, கண்ணாடி, பீங்கான் மற்றும் மெருகூட்டப்பட்ட ஓடுகள் தயாரிப்பில் ஒரு இயற்கையான நிறமூட்டியாகப் பயன்படுகிறது. சோடியம் டைக்ரோமேட்டைப் பயன்படுத்தி தோலைச் சிதைக்கும்போது, ​​அசல் தோலில் உள்ள புரதம் (கொலாஜன்) மற்றும் கார்போஹைட்ரேட்டுகள் வேதிப் பொருட்களுடன் வினைபுரிந்து ஒரு நிலையான கூட்டுப்பொருளை உருவாக்குகின்றன, இதுவே தோல் பொருட்களின் அடிப்படையாக அமைகிறது. ஜவுளித் துறையில், சோடியம் டைக்ரோமேட் துணி சாயமிடுதலில் ஒரு சாயமூன்றியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது சாய மூலக்கூறுகளை கரிமச் சேர்மங்களுடன் திறம்படப் பிணைக்க வல்லது; மேலும் இது சாயங்கள் மற்றும் இடைநிலைப் பொருட்களின் உற்பத்தியில் ஒரு ஆக்சிஜனேற்றியாகவும் பயன்படுத்தப்படலாம்.

குரோமியம் கனிமம்

இயற்கையில் 50-க்கும் மேற்பட்ட குரோமியம் கொண்ட கனிமங்கள் கண்டறியப்பட்டுள்ளன, ஆனால் அவற்றில் பெரும்பாலானவை குறைந்த குரோமியம் உள்ளடக்கத்தையும், சிதறிய பரவலையும் கொண்டிருப்பதால், குறைந்த தொழில்துறை பயன்பாட்டு மதிப்பைக் கொண்டுள்ளன. இந்தக் குரோமியம் கொண்ட கனிமங்கள் ஆக்சைடுகள், குரோமேட்டுகள் மற்றும் சிலிக்கேட்டுகள் வகையைச் சேர்ந்தவை; இவற்றுடன் சில ஹைட்ராக்சைடுகள், அயோடேட்டுகள், நைட்ரைடுகள் மற்றும் சல்பைடுகளும் அடங்கும். அவற்றுள், குரோமியம் நைட்ரைடு மற்றும் குரோமியம் சல்பைடு கனிமங்கள் விண்கற்களில் மட்டுமே காணப்படுகின்றன.

குரோமியம் தாது துணைக்குடும்பத்தில் உள்ள ஒரு கனிம இனமாக, குரோமைட் மட்டுமே குரோமியத்தின் ஒரே முக்கியமான தொழில்துறை கனிமமாகும். இதன் கோட்பாட்டு வேதியியல் சூத்திரம் (MgFe)Cr2O4 ஆகும், இதில் Cr2O3-இன் உள்ளடக்கம் 68% ஆகவும், FeO-இன் உள்ளடக்கம் 32% ஆகவும் உள்ளது. இதன் வேதியியல் அமைப்பில், மும்மை நேர்மின் அயனி முக்கியமாக Cr3+ ஆகும், மேலும் இதில் பெரும்பாலும் Al3+, Fe3+ மற்றும் Mg2+, Fe2+ போன்ற சமவடிவ பதிலீடுகள் காணப்படுகின்றன. உண்மையில் உற்பத்தி செய்யப்படும் குரோமைட்டில், Fe2+-இன் ஒரு பகுதி பெரும்பாலும் Mg2+-ஆல் பதிலீடு செய்யப்படுகிறது, மேலும் Cr3+ ஆனது பல்வேறு அளவுகளில் Al3+ மற்றும் Fe3+-ஆல் பதிலீடு செய்யப்படுகிறது. குரோமைட்டின் பல்வேறு கூறுகளுக்கு இடையேயான சமவடிவ பதிலீட்டின் முழுமையான அளவு சீராக இல்லை. நான்காம் வரிசை ஒருங்கிணைப்பு நேர்மின் அயனிகள் முக்கியமாக மெக்னீசியம் மற்றும் இரும்பு ஆகும், மேலும் மெக்னீசியம்-இரும்புக்கு இடையே முழுமையான சமவடிவ பதிலீடு காணப்படுகிறது. நான்கு-பிரிவு முறையின்படி, குரோமைட்டை மெக்னீசியம் குரோமைட், இரும்பு-மெக்னீசியம் குரோமைட், மாஃபிக்-இரும்பு குரோமைட் மற்றும் இரும்பு-குரோமைட் என நான்கு துணைக்குழுக்களாகப் பிரிக்கலாம். மேலும், குரோமைட்டில் பெரும்பாலும் சிறிதளவு மாங்கனீசு, டைட்டானியம், வனேடியம் மற்றும் துத்தநாகம் ஆகியவற்றின் ஒருபடித்தான கலவை அடங்கியுள்ளது. குரோமைட்டின் அமைப்பு சாதாரண ஸ்பைனல் வகையைச் சார்ந்தது.

4. குரோமியம் செறிவின் தரநிலை

வெவ்வேறு பதப்படுத்தும் முறைகளின் (கனிமமாக்கல் மற்றும் இயற்கை தாது) படி, உலோகவியலுக்கான குரோமியம் தாது, செறிவூட்டப்பட்ட தாது (G) மற்றும் கட்டியான தாது (K) என இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகிறது. கீழேயுள்ள அட்டவணையைப் பார்க்கவும்.

உலோகவியலுக்கான குரோமைட் தாதுவின் தரத் தேவைகள்

குரோம் தாது செறிவூட்டல் தொழில்நுட்பம்

1) மறுதேர்தல்
தற்போது, ​​குரோமியம் தாது செறிவூட்டலில் ஈர்ப்புப் பிரிப்பு ஒரு முக்கிய இடத்தைப் பிடித்துள்ளது. நீர் ஊடகத்தில் தளர்வான அடுக்குகளை அடிப்படைப் பண்பாகப் பயன்படுத்தும் ஈர்ப்புப் பிரிப்பு முறையானது, உலகளவில் குரோமியம் தாதுவைச் செறிவூட்டுவதற்கான முக்கிய முறையாக இன்றும் உள்ளது. ஈர்ப்புப் பிரிப்பு உபகரணமானது ஒரு சுழல் சரிவுப்பாதை மற்றும் ஒரு மையவிலக்கு செறிவூட்டி ஆகும், மேலும் பதப்படுத்தப்படும் துகள்களின் அளவு வரம்பு ஒப்பீட்டளவில் பரந்ததாகும். பொதுவாக, குரோமியம் கனிமங்களுக்கும் கழிவு கனிமங்களுக்கும் இடையிலான அடர்த்தி வேறுபாடு 0.8g/cm³-ஐ விட அதிகமாக இருக்கும், மேலும் 100um-ஐ விட பெரிய எந்தவொரு துகள் அளவின் ஈர்ப்புப் பிரிப்பும் திருப்திகரமான முடிவைத் தரும். பருமனான கட்டிகள் (100 ~ 0.5mm) கொண்ட தாது, கன ஊடக செறிவூட்டல் மூலம் பிரிக்கப்படுகிறது அல்லது முன் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது, இது மிகவும் சிக்கனமான ஒரு செறிவூட்டல் முறையாகும்.

2) காந்தப் பிரிப்பு
காந்தப் பிரிப்பு என்பது, தாதுவில் உள்ள கனிமங்களின் காந்த வேறுபாட்டின் அடிப்படையில், சீரற்ற காந்தப்புலத்தில் கனிமங்களைப் பிரித்தெடுக்கும் ஒரு தாது செறிவூட்டும் முறையாகும். குரோமைட் பலவீனமான காந்தப் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் இதை செங்குத்து வளைய உயர் சரிவு காந்தப் பிரிப்பான்கள், ஈரத் தகடு காந்தப் பிரிப்பான்கள் மற்றும் பிற உபகரணங்களைக் கொண்டு பிரிக்கலாம். உலகின் பல்வேறு குரோமியம் தாது உற்பத்திப் பகுதிகளில் கிடைக்கும் குரோமியம் கனிமங்களின் குறிப்பிட்ட காந்த ஏற்புத்திறன் குணகங்கள் பெரிய அளவில் வேறுபடுவதில்லை, மேலும் அவை பல்வேறு பிராந்தியங்களில் கிடைக்கும் வோல்ஃப்ராமைட் மற்றும் வோல்ஃப்ராமைட்டின் குறிப்பிட்ட காந்த ஏற்புத்திறன் குணகங்களைப் போலவே இருக்கின்றன.

உயர்தர குரோமியம் செறிவைப் பெறுவதற்கு காந்தப் பிரிப்பு முறையைப் பயன்படுத்துவதில் இரண்டு சூழ்நிலைகள் உள்ளன: ஒன்று, ஃபெரோகுரோமின் விகிதத்தை அதிகரிப்பதற்காக, தாதுவில் உள்ள வலிமையான காந்தத் தாதுக்களை (முக்கியமாக மேக்னடைட்) ஒரு வலிமை குறைந்த காந்தப்புலத்தின் கீழ் அகற்றுவது; மற்றொன்று, வலிமையான காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்தி பயனற்ற தாதுக்களைப் பிரித்தெடுத்து, குரோமியம் தாதுவை (வலிமை குறைந்த காந்தத் தாதுக்கள்) மீட்டெடுப்பது.

3) மின்சாரத் தேர்வு
மின் பிரிப்பு என்பது, கடத்துத்திறன் மற்றும் மின்காப்பு மாறிலி ஆகியவற்றில் உள்ள வேறுபாடுகள் போன்ற கனிமங்களின் மின் பண்புகளைப் பயன்படுத்தி, குரோமியம் தாது மற்றும் சிலிக்கேட் கனிமக் கழிவுகளைப் பிரிக்கும் ஒரு முறையாகும்.

4) மிதத்தல்
ஈர்ப்புப் பிரிப்புச் செயல்பாட்டில், நுண்ணிய (-100μm) குரோமைட் தாது பெரும்பாலும் கழிவுப் பொருளாக நிராகரிக்கப்படுகிறது, ஆனால் இந்த அளவிலான குரோமைட் அதிக பயன்பாட்டு மதிப்பைக் கொண்டிருப்பதால், குறைந்த தரமுள்ள நுண்ணிய துகள் குரோமைட் தாதுவை மீட்டெடுக்க மிதப்பு முறையைப் பயன்படுத்தலாம். கழிவுப் பொருட்களில் 20% முதல் 40% வரை Cr2O3 கொண்ட குரோமியம் தாதுவும், செர்பன்டைன், ஆலிவின், ரூட்டைல் ​​மற்றும் கால்சியம் மெக்னீசியம் கார்பனேட் கனிமங்களும் மிதப்பு முறையில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. தாது 200μm அளவுக்கு நுண்ணியதாக அரைக்கப்பட்டு, சேற்றைக் கலைக்கவும் தடுக்கவும் வாட்டர் கிளாஸ், பாஸ்பேட், மெட்டாபாஸ்பேட், ஃப்ளோரோசிலிகேட் போன்றவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் நிறைவுறா கொழுப்பு அமிலம் ஒரு சேகரிப்பானாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மிதப்பு செயல்முறைக்கு, சேற்றைக் கலைப்பதும் அடக்குவதும் மிகவும் முக்கியம். இரும்பு மற்றும் ஈயம் போன்ற உலோக அயனிகள் குரோமைட்டைச் செயல்படுத்த முடியும். கூழ்மத்தின் pH மதிப்பு 6க்குக் குறைவாக இருக்கும்போது, ​​குரோமைட் மிதப்பது கடினம். சுருக்கமாக, மிதப்பு வினைப்பொருளின் நுகர்வு அதிகமாக உள்ளது, செறிவின் தரம் நிலையற்றதாக இருக்கிறது, மற்றும் மீட்பு விகிதம் குறைவாக உள்ளது. கனிமக் கழிவுகளிலிருந்து கரையும் Ca2+ மற்றும் Mg2+ ஆகியவை மிதப்பு செயல்முறையின் தேர்ந்தெடுப்புத் திறனைக் குறைக்கின்றன.

5) இரசாயன செறிவூட்டல்
இயற்பியல் முறையால் பிரிக்க முடியாத அல்லது இயற்பியல் முறையின் செலவு ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக உள்ள சில குரோமைட் தாதுக்களை நேரடியாகப் பதப்படுத்துவதே வேதியியல் முறையாகும். வேதியியல் முறையில் உற்பத்தி செய்யப்படும் செறிவின் Cr/Fe விகிதம், சாதாரண இயற்பியல் முறையை விட அதிகமாக உள்ளது. வேதியியல் முறைகளில் தேர்ந்தெடுத்த கரைத்தல், ஆக்சிஜனேற்ற ஒடுக்கம், உருகுதல் பிரிப்பு, கந்தக அமிலம் மற்றும் குரோமிக் அமிலக் கரைத்தல், ஒடுக்கம் மற்றும் கந்தக அமிலக் கரைத்தல் போன்றவை அடங்கும். இயற்பியல்-வேதியியல் முறைகளின் கலவையும், வேதியியல் முறைகள் மூலம் குரோமியம் தாதுவை நேரடியாகப் பதப்படுத்துவதும் இன்று குரோமைட் செறிவூட்டலில் உள்ள முக்கியப் போக்குகளில் ஒன்றாகும். வேதியியல் முறைகள் தாதுவிலிருந்து குரோமியத்தை நேரடியாகப் பிரித்தெடுத்து, குரோமியம் கார்பைடு மற்றும் குரோமியம் ஆக்சைடை உற்பத்தி செய்ய முடியும்.