Jeho vlastnosti, história a ďalšie

Chrómový kov je najbežnejšie známy pre jeho použitie pri chrómovaní (ktoré sa často označuje jednoducho ako „chróm“), ale jeho najväčšie použitie je ako prísada v nehrdzavejúca oceľ. Obidve aplikácie ťažia z tvrdosti chrómu, odolnosti voči nemu koróziea schopnosť leštenia pre lesklý vzhľad.

• Atómový symbol: Cr
• Atómové číslo: 24
• Atómová hmotnosť: 51,996 g / mol¹
• Kategória prvku: prechodný kov
• Hustota: 7,19 g / cm³ pri 20 ° C
• Teplota topenia: 1907 ° C
• Teplota varu: 2671 ° C
• Mohova tvrdosť: 5.5

Chróm je tvrdý, sivý kov, ktorý je cenený pre svoju neuveriteľnú odolnosť proti korózii. Čistý chróm je magnetický a krehký, ale keď je legovaný, dá sa vyrobiť kujný a leštené do jasného strieborného povrchu.

Názov chrómu je odvodený od Khroma, grécke slovo, ktoré znamená farbu, vďaka svojej schopnosti vytvárať živé, farebné zlúčeniny, ako napríklad oxid chrómu.

V roku 1797 francúzsky chemik Nicolas-Louis Vauguelin vyrobil prvý čistý kov chrómu úpravou krokodílom ( minerál obsahujúci chróm) uhličitanom draselným a potom redukciu výslednej kyseliny chrómovej uhlíkom v a grafitový téglik.

Zatiaľ čo zlúčeniny chrómu sa používajú v farbivách a farbách tisíce rokov, až po objavení Vauguelina sa začalo vyvíjať používanie chrómu v kovových aplikáciách. Koncom 19. a začiatkom 20. storočia hutníci v Európe aktívne experimentovali s kovom zliatiny, sa snažia vyrábať silnejšie a odolnejšie ocele.

V roku 1912 bol pri práci vo firme Firth Brown Laboratories vo Veľkej Británii poverený hutníkom Harrym Brearleym nájdenie odolnejšieho kovu pre sudy s pištoľami. K tradičnej uhlíkovej oceli pridal chróm, o ktorom bolo známe, že má vysokú teplotu topenia, a vyrobil prvú nehrdzavejúcu oceľ. Približne v rovnakom čase však aj ďalšie, vrátane Elwood Haynes v USA a inžinierov v Kruppe v Nemecku, vyvíjali oceľové zliatiny obsahujúce chróm. S vývojom elektrickej oblúkovej pece krátko nato nasledovala rozsiahla výroba nehrdzavejúcej ocele.

V tom istom období sa uskutočňoval aj výskum elektrolytického pokovovania, ktorý umožňoval lacnejšie kovy, ako napr železo a nikel, osvojiť si na svoj vonkajší povrch odolnosť chrómu voči oderu a korózii, ako aj jeho estetické vlastnosti. Koncom 20. rokov 20. storočia sa na autách a špičkových hodinách objavili prvé chrómované prvky.

Medzi priemyselné výrobky z chrómu patria kov chrómu, ferrochróm, chemikálie chrómu a zlievarenské piesky. V posledných rokoch bol trend k väčšej vertikálnej integrácii pri výrobe chrómových materiálov. To znamená, že do ťažby chromitovej rudy sa zapája viac spoločností, ktoré ju tiež spracúvajú na kov chrómu, ferrochróm a nakoniec na nehrdzavejúcu oceľ.

V roku 2010 globálna produkcia chromitovej rudy (FeCr₂O₄), primárny minerál extrahovaný na výrobu chrómu bol 25 miliónov ton. Produkcia ferrochrómu bola približne 7 miliónov ton, zatiaľ čo výroba kovu chrómu bola približne 40 000 ton. Ferrochróm sa vyrába výlučne pomocou elektrických oblúkových pecí, zatiaľ čo kovový chróm sa môže vyrábať elektrolytickými, silikotermickými a aluminotermickými metódami.

Počas výroby ferrochrómu teplo vytvárané elektrickými oblúkovými pecami dosahuje 5070°F (2800)°C) spôsobuje, že uhlie a koks redukujú chrómovú rudu prostredníctvom karbotermickej reakcie. Len čo sa v peci vytaví dostatočné množstvo materiálu, roztavený kov sa pred drvením vypustí a stuhne vo veľkých odliatkoch.

Hliníkotermická výroba chrómového kovu vysokej čistoty predstavuje v súčasnosti viac ako 95% chrómového kovu. Prvý krok v tomto procese vyžaduje, aby sa chromitová ruda pražila sódou a vápnom vo vzduchu v roku 2000°F (1 000°C), ktorý vytvára chromát sodný obsahujúci kalcin. Môže sa vylúhovať z odpadového materiálu a potom redukovať a zrážať ako oxid chromitý (Cr₂O₃).

Oxid chromitý sa potom zmieša s práškom hliník a dať do veľkého hlineného téglika. Peroxid bárnatý a magnézium prášok sa potom nanesie na zmes a téglik je obklopený pieskom (ktorý pôsobí ako izolácia).

Zmes sa zapáli, čo vedie k tomu, že kyslík z oxidu chromitého reaguje s hliníkom za vzniku oxidu hlinitého, a tým uvoľňuje roztavený kov chrómu, ktorý má čistotu 97 až 99%.

Podľa štatistík amerického geologického prieskumu boli v roku 2009 najväčšími producentmi chromitovej rudy Južná Afrika (33%), India (20%) a Kazachstan (17%). Medzi najväčšie spoločnosti vyrábajúce ferrochróm patria Xstrata, Eurasian Natural Resources Corp. (Kazachstan), Samancor (Južná Afrika) a Hernic Ferrochrome (Južná Afrika).

Podľa Medzinárodnej rozvojovej asociácie pre chróm z celkovej chromitovej rudy vyťaženej v roku 2009 95,2% spotreboval hutnícky priemysel, 3,2% žiaruvzdorný a zlievárenský priemysel a 1,6% chemickí výrobcovia. Hlavným použitím chrómu sú nehrdzavejúce ocele, legované ocele a neželezné zliatiny.

Nerezové ocele sa vzťahujú na škálu ocelí, ktoré obsahujú medzi 10% až 30% chrómu (podľa hmotnosti) a ktoré nekorodujú a nehrdzavú tak ľahko ako bežné ocele. Existuje 150 až 200 rôznych zložení nehrdzavejúcej ocele, aj keď iba asi 10% z nich sa bežne používa.

zdroj:

Sully, Arthur Henry a Eric A. Brandes. chróm. London: Butterworths, 1954.

Street, Arthur. & Alexander, W. O. 1944. Kovy v službe človeka. 11. vydanie (1998).

Medzinárodná asociácia pre vývoj chrómu (ICDA).

zdroj: www.icdacr.com