Dess egenskaper, historia och mer

Krommetall är mest känd för sin användning i kromplätering (som ofta kallas "krom"), men dess största användning är som en ingrediens i rostfritt stål. Båda applikationerna drar nytta av kromens hårdhet, motståndskraft mot korrosionoch förmåga att poleras för ett glansigt utseende.

• Atomic Symbol: Cr
• Atomnummer: 24
• Atommassa: 51,996 g / mol¹
• Elementkategori: Övergångsmetall
• Densitet: 7,19 g / cm³ vid 20 ° C
• Smältpunkt: 1907 ° C (3465 ° F)
• Kokpunkt: 2671 ° C
• Moh's Hardness: 5.5

Krom är en hård, grå metall som är uppskattad för sin otroliga motståndskraft mot korrosion. Rent krom är magnetiskt och sprött, men när legering kan göras formbar och polerad till en ljus, silveraktig finish.

Chromium har sitt namn från khrōma, ett grekiskt ord som betyder färg, på grund av dess förmåga att producera livliga, färgglada föreningar, såsom kromoxid.

1797 producerade den franska kemisten Nicolas-Louis Vauguelin den första rena krommetallen genom att behandla crocoite (en krominnehållande mineral) med kaliumkarbonat och reducerar sedan den resulterande kromsyran med kol i en grafit-degel.

Medan kromföreningar har använts i färgämnen och färger i tusentals år, var det inte förrän efter Vauguelins upptäckt att kromanvändning i metallapplikationer började utvecklas. I slutet av 1800- och början av 1900-talet experimenterade metallurgister i Europa aktivt med metall legeringar, försöker producera starkare och mer hållbart stål.

1912, medan han arbetade på Firth Brown Laboratories i Storbritannien, fick metallurgen Harry Brearley i uppdrag att hitta en mer motståndskraftig metall för vapenfat. Han tillförde traditionellt kolstål krom, som var känt för att ha en hög smältpunkt, och producerade det första rostfria stålet. Men ungefär samtidigt utvecklade andra, inklusive Elwood Haynes i USA och ingenjörer vid Krupp i Tyskland, också kromhaltiga stållegeringar. Med utvecklingen av den elektriska bågugnen följde storskalig produktion av rostfritt stål kort därefter.

Under samma period forskades även elektropläteringsmetaller, vilket möjliggjorde billigare metaller, t.ex. järn och nickel, att anta på sitt yttre kroms motstånd mot nötning och korrosion, liksom dess estetiska egenskaper. De första kromfunktionerna dök upp på bilar och avancerade klockor i slutet av 1920-talet.

Industriella kromprodukter inkluderar krommetall, ferrokrom, kromkemikalier och gjuterisand. Under de senaste åren har det funnits en trend mot större vertikal integration i produktionen av krommaterial. Det vill säga fler företag är involverade i gruvdrift av krommalm och bearbetar den också till krommetall, ferrokrom och i slutändan rostfritt stål.

2010 global produktion av krommalm (FeCr₂O₄), det primära mineral som utvunnits för kromproduktion var 25 miljoner ton. Ferrokromproduktionen var cirka 7 miljoner ton, medan krommetallproduktionen var cirka 40 000 ton. Ferrokrom produceras enbart med hjälp av elektriska bågugnar, medan krommetall kan framställas via elektrolytiska, kiseltermiska och aluminiuminotermiska metoder.

Under produktionen av ferrokrom, värmen skapas av elektriska bågugnar, som når 5070°F (2800°C), får kol och koks att minska krommalmen genom en karbotermisk reaktion. När väl tillräckligt med material har smält i ugnens härd, tappas den smälta metallen ut och stelnar i stora gjutgods innan den krossas.

Aluminotermisk produktion av krommetall med hög renhet står för över 95% av krommetall som produceras idag. Det första steget i denna process kräver att kromitmalmen stekas med läsk och kalk i luften år 2000°F (1000)°C), vilket skapar ett natriumkromat som innehåller kalcin. Det kan lakas bort från avfallsmaterialet och sedan reduceras och fällas ut som kromoxid (Cr₂O₃).

Kromoxiden blandas sedan med pulverform aluminium och läggs i en stor lerdegel. Bariumperoxid och magnesium pulver sprids sedan på blandningen och degeln omges av sand (som fungerar som isolering).

Blandningen antänds, vilket resulterar i att syret från kromoxiden reagerar med aluminiumet för att producera aluminiumoxid och därigenom frigör smält krommetall som är 97-99% ren.

Enligt US Geological Survey statistik var de största producenterna av krommalm 2009 Sydafrika (33%), Indien (20%) och Kazakstan (17%). De största ferrokromproducerande företagen inkluderar Xstrata, Eurasian Natural Resources Corp. (Kazakstan), Samancor (Sydafrika) och Hernic Ferrochrome (Sydafrika).

Enligt International Development Association for Chromium, 95,2% av den totala kromitmalmen som utvunnits 2009 konsumeras av metallurgisk industri, 3,2% av eldfast- och gjuteriindustrin och 1,6% av kemiska tillverkare. De viktigaste användningarna för krom är i rostfritt stål, legerat stål och icke-järnhaltiga legeringar.

Rostfritt stål hänvisar till en rad stål som innehåller mellan 10 och 30 viktprocent krom (efter vikt) och som inte korroderar eller rostar lika lätt som vanliga stål. Mellan 150 och 200 olika rostfria stålkompositioner finns, även om endast cirka 10% av dessa används regelbundet.

källor:

Sully, Arthur Henry och Eric A. Brandes. Krom. London: Butterworths, 1954.

Street, Arthur. & Alexander, W. O. 1944. Metaller i tjänsten av människan. 11: e upplagan (1998).

International Chromium Development Association (ICDA).

Källa: www.icdacr.com