Seine Eigenschaften, Geschichte & mehr

Chrommetall ist am weitesten für seine Verwendung in der Verchromung (die oft einfach als "Chrom" bezeichnet wird) bekannt, aber seine größte Verwendung ist als Bestandteil in rostfreier Stahl. Beide Anwendungen profitieren von der Härte und Beständigkeit von Chrom gegenüber Korrosionund die Fähigkeit, für ein glänzendes Aussehen poliert zu werden.

• Atomsymbol: Cr
• Ordnungszahl: 24
• Atommasse: 51,996 g / mol¹
• Elementkategorie: Übergangsmetall
• Dichte: 7,19 g / cm³ bei 20 ° C.
• Schmelzpunkt: 1907 ° C (3465 ° F)
• Siedepunkt: 4871 ° F (2671 ° C)
• Mohs Härte: 5.5

Chrom ist ein hartes, graues Metall, das für seine unglaubliche Korrosionsbeständigkeit geschätzt wird. Reines Chrom ist magnetisch und spröde, kann aber im legierten Zustand hergestellt werden formbar und zu einem hellen, silbernen Finish poliert.

Chrom leitet seinen Namen von ab khrōma, Ein griechisches Wort, das Farbe bedeutet, da es lebendige, farbenfrohe Verbindungen wie Chromoxid herstellen kann.

1797 stellte der französische Chemiker Nicolas-Louis Vauguelin das erste reine Chrommetall durch Behandlung von Krokoit her (a chromhaltiges Mineral) mit Kaliumcarbonat und anschließende Reduktion der resultierenden Chromsäure mit Kohlenstoff in a Graphittiegel.

Während Chromverbindungen seit Tausenden von Jahren in Farbstoffen und Farben verwendet werden, begann sich die Verwendung von Chrom in Metallanwendungen erst lange nach Vauguelins Entdeckung zu entwickeln. Im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert experimentierten Metallurgen in Europa aktiv mit Metall Legierungenund versuchen, stärker und haltbarer zu produzieren Stähle.

Während seiner Arbeit in den Firth Brown Laboratories in Großbritannien wurde der Metallurge Harry Brearley 1912 beauftragt, ein widerstandsfähigeres Metall für Kanonenrohre zu finden. Er fügte dem traditionellen Kohlenstoffstahl Chrom hinzu, von dem bekannt war, dass es einen hohen Schmelzpunkt aufweist, und produzierte den ersten rostfreien Stahl. Etwa zur gleichen Zeit entwickelten jedoch auch andere, darunter Elwood Haynes in den USA und Ingenieure bei Krupp in Deutschland, chromhaltige Stahllegierungen. Mit der Entwicklung des Lichtbogenofens folgte kurz darauf die großtechnische Produktion von Edelstahl.

Im gleichen Zeitraum wurde auch an galvanischen Metallen geforscht, die billigere Metalle wie z Eisen und Nickel, um die Abrieb- und Korrosionsbeständigkeit von Chrom sowie die ästhetischen Eigenschaften des äußeren Chroms zu übernehmen. Die ersten Chrommerkmale tauchten Ende der 1920er Jahre bei Autos und High-End-Uhren auf.

Industrielle Chromprodukte umfassen Chrommetall, Ferrochrom, Chromchemikalien und Gießereisande. In den letzten Jahren gab es einen Trend zu einer stärkeren vertikalen Integration bei der Herstellung von Chrommaterialien. Das heißt, mehr Unternehmen, die am Abbau von Chromiterz beteiligt sind, verarbeiten es auch zu Chrommetall, Ferrochrom und letztendlich zu Edelstahl.

Im Jahr 2010 weltweite Produktion von Chromiterz (FeCr₂Ö₄) betrug das für die Chromproduktion gewonnene Primärmineral 25 Millionen Tonnen. Die Ferrochromproduktion betrug rund 7 Millionen Tonnen, während die Chrommetallproduktion rund 40.000 Tonnen betrug. Ferrochrom wird ausschließlich unter Verwendung von Lichtbogenöfen hergestellt, während Chrommetall durch elektrolytische, silikothermische und aluminothermische Verfahren hergestellt werden kann.

Während der Herstellung von Ferrochrom wird die Wärme von Lichtbogenöfen erzeugt, die 5070 erreicht°F (2800°C) bewirkt, dass Kohle und Koks das Chromerz durch eine carbothermische Reaktion reduzieren. Sobald ausreichend Material im Ofenherd geschmolzen ist, wird das geschmolzene Metall abgelassen und in großen Gussteilen verfestigt, bevor es zerkleinert wird.

Die aluminothermische Produktion von hochreinem Chrommetall macht über 95% des heute produzierten Chrommetalls aus. Der erste Schritt in diesem Prozess erfordert, dass das Chromiterz im Jahr 2000 mit Soda und Kalk in der Luft geröstet wird°F (1000°C), wodurch ein Natriumchromat entsteht, das Calcin enthält. Es kann aus dem Abfallmaterial ausgelaugt und dann reduziert und als Chromoxid (Cr₂Ö₃).

Das Chromoxid wird dann mit Pulver gemischt Aluminium und in einen großen Tontiegel geben. Bariumperoxid und Magnesium Pulver wird dann auf die Mischung verteilt und der Tiegel ist von Sand umgeben (der als Isolierung dient).

Das Gemisch wird entzündet, was dazu führt, dass der Sauerstoff aus dem Chromoxid mit dem Aluminium reagiert, um Aluminiumoxid zu erzeugen, wodurch geschmolzenes Chrommetall freigesetzt wird, das 97-99% rein ist.

Laut Statistiken des US Geological Survey waren die größten Produzenten von Chromiterz im Jahr 2009 Südafrika (33%), Indien (20%) und Kasachstan (17%). Zu den größten Ferrochrom produzierenden Unternehmen gehört Xstrata, Eurasian Natural Resources Corp. (Kasachstan), Samancor (Südafrika) und Hernic Ferrochrome (Südafrika).

Laut der International Development Association for Chromium entfielen 95,2% des gesamten 2009 gewonnenen Chromiterzes auf 95,2% wurde von der metallurgischen Industrie verbraucht, 3,2% von der Feuerfest- und Gießereiindustrie und 1,6% von chemischen Herstellern. Chrom wird hauptsächlich in rostfreien Stählen, legierten Stählen und Nichteisenlegierungen verwendet.

Edelstähle beziehen sich auf eine Reihe von Stählen, die zwischen 10 und 30 Gew .-% Chrom enthalten und nicht so leicht korrodieren oder rosten wie normale Stähle. Es gibt zwischen 150 und 200 verschiedene Edelstahlzusammensetzungen, von denen jedoch nur etwa 10% regelmäßig verwendet werden.

Quellen:

Sully, Arthur Henry und Eric A. Brandes. Chrom. London: Butterworths, 1954.

Straße, Arthur. & Alexander, W. Ö. 1944. Metalle im Dienst des Menschen. 11. Auflage (1998).

Die International Chromium Development Association (ICDA).

Quelle: www.icdacr.com