המאפיינים, ההיסטוריה ועוד

מתכת כרום מוכרת לרוב בשימוש בה בציפוי כרום (שלעתים קרובות מכונה בפשטות 'כרום'), אולם השימוש הגדול ביותר בה הוא כמרכיב ב נירוסטה. שני היישומים נהנים מקשיות כרום, עמידות בפני קורוזיהויכולת ללטש למראה זוהר.

• סמל אטומי: Cr
• מספר אטומי: 24
• מסה אטומית: 51.996 גרם / מול¹
• קטגוריית אלמנטים: מעבר מתכת
• צפיפות: 7.19 גרם / ס"מ³ ב 20 מעלות צלזיוס
• נקודת התכה: 1907 מעלות צלזיוס
• נקודת רתיחה: 2640 מעלות צלזיוס
• קשיותו של מו: 5.5

כרום הוא מתכת קשה ואפור המוערכת בזכות ההתנגדות המדהימה שלה בפני קורוזיה. כרום טהור הוא מגנטי ושביר, אך כאשר ניתן לייצר סגסוגת ניתן לניפוח ומלוטש עד לגימור בהיר כסוף.

כרום שואב את שמו khrōma, מילה יוונית שמשמעותה צבע, בשל יכולתה לייצר תרכובות חיות וצבעוניות, כמו תחמוצת כרום.

בשנת 1797 ייצר הכימאי הצרפתי ניקולה-לואי ווגואין את המתכת הכרומית הטהורה הראשונה באמצעות טיפול בקרוקיט ( מינרלים המכילים כרום) עם אשלגן פחמתי ואז מפחיתים את החומצה הכרומית הנוצרת עם פחמן בתוך כור היתוך גרפיט.

בעוד שתרכובות כרום שימשו בצבעים ובצבעים במשך אלפי שנים, זה היה רק ​​זמן רב לאחר התגלית של ווגולין כי השימוש בכרום ביישומי מתכת החל להתפתח. בסוף המאה ה -19 ותחילת המאה ה -20 ניסו מטלורגיסטים באירופה לבצע פעולות מתכת

בשנת 1912, בעת שעבד במעבדות Firth Brown בבריטניה, הוטל על המטלורגיסט הארי ברארלי למצוא מתכת עמידה יותר לחביות אקדח. הוא הוסיף כרום, שידוע כמי שיש לו נקודת התכה גבוהה, לפלדת הפחמן המסורתית, שייצר את הנירוסטה הראשונה. עם זאת, בערך באותו זמן, אחרים, כולל אלווד היינס בארה"ב ומהנדסים בקרופ בגרמניה, פיתחו גם הם סגסוגות פלדה המכילות כרום. עם התפתחות תנור הקשת החשמלי, הייצור בקנה מידה גדול של נירוסטה הגיע זמן קצר לאחר מכן.

באותה תקופה נערך מחקר גם על מתכות ציפוי אלקטרו, שאיפשרו מתכות זולות יותר, כגון ברזל ו ניקל, לאמץ את התנגדות הכרום החיצוני שלהם בפני שחיקה וקורוזיה, כמו גם את איכויותיו האסתטיות. תכונות הכרום הראשונות הופיעו על מכוניות ושעונים יוקרתיים בסוף שנות העשרים.

מוצרי כרום תעשייתיים כוללים מתכות כרום, ferrochrome, כימיקלים בכרום וחולות יציקה. בשנים האחרונות יש מגמה לשילוב אנכי גדול יותר בייצור חומרי כרום. כלומר, חברות נוספות העוסקות בכריית עפרות כרומטיות מעבדות אותו גם למתכת כרום, פרוסטרום ובסופו של דבר נירוסטה.

בשנת 2010 ייצור עולמי של עפרות כרומיט (FeCr₂O₄), המינרל העיקרי שחולץ לייצור כרום היה 25 מיליון טון. הייצור של הברזל כרום היה בערך 7 מיליון טון, ואילו ייצור כרום מתכת היה כ 40,000 טון. Ferrochromium מיוצר אך ורק באמצעות תנורי קשת חשמליים, ואילו מתכות כרום ניתן לייצר בשיטות אלקטרוליטיות, סיליקו-תרמיות ואלומינותרמיות.

במהלך הייצור של ferrochrome, החום שנוצר על ידי תנורי קשת חשמליים, המגיע ל 5070°F (2800°ג), גורם לפחם וקולה להפחית עפרות כרום באמצעות תגובה קרבותרמית. לאחר שמריחים חומר מספיק בתוך אח הכבשן, המתכת המותכת מתנקזת וממצקת ביציקות גדולות לפני שנמעכת.

ייצור אלומינומרמי של מתכת כרום בעלת טוהר גבוה מהווה למעלה מ- 95% ממתכת הכרום המיוצרת כיום. השלב הראשון בתהליך זה מחייב את קליית העפר הכרומיט עם סודה וסיד באוויר בשנת 2000°F (1000°ג), היוצר נתרום כרומט המכיל קלצין. ניתן לשליפה הרחק מחומרי הפסולת ואז לצמצם ולהפיל אותה כתחמוצת כרום (Cr₂O₃).

לאחר מכן מערבבים את תחמוצת הכרום עם אבקה אלומיניום והכניס לכור היתוך גדול. בריום חמצן ו מגנזיום לאחר מכן מורחים אבקה על התערובת, וכור היתוך מוקף בחול (המשמש כבידוד).

התערובת מדליקה, וכתוצאה מכך חמצן מתחמוצת הכרום מגיב עם האלומיניום לייצור תחמוצת אלומיניום, ובכך משחרר מתכת כרום מותכת שהיא טהורה 97-99%.

על פי נתוני הסקר הגיאולוגי האמריקני, היצרנים הגדולים ביותר של עפרות כרומיטים בשנת 2009 היו דרום אפריקה (33%), הודו (20%) וקזחסטן (17%). החברות הגדולות ביותר המייצרות את ferrochrome כוללות Xstrata, Eurasian Resources Resources Corp. (קזחסטן), סמנקור (דרום אפריקה) והרניק פרכרום (דרום אפריקה).

על פי נתוני האיגוד הבינלאומי לפיתוח כרום, מכלל עפרות הכרומיט שחולצו בשנת 2009, 95.2% נצרכה על ידי התעשייה המתכת, 3.2% על ידי תעשיית ה עקשן והיציקה ו 1.6% על ידי יצרני כימיקלים. השימושים העיקריים בכרום הם בפלדות אל חלד, פלדות סגסוגות וסגסוגות לא ברזליות.

פלדות אל חלד מתייחסות למגוון פלדות המכילות בין 10% ל 30% כרום (לפי משקל) ואינן קורות או מחלידות באותה קלות כמו פלדות רגילות. בין 150 ל -200 קומפוזיציות נירוסטה שונות קיימות, אם כי רק כ -10% מאלו נמצאים בשימוש רגיל.

מקורות:

סולי, ארתור הנרי ואריק א. ברנדס. כרום. לונדון: Butterworths, 1954.

רחוב, ארתור. ואלכסנדר, וו. O. 1944. מתכות בשירות האדם. מהדורה 11 (1998).

האיגוד הבינלאומי לפיתוח כרום (ICDA).

מקור: www.icdacr.com