铬的用途及应用领域介绍

【铬的应用简介】

• 由于铬具有质硬而脆，耐腐蚀等优良特性，因此被广泛应用于冶金、化工、铸铁、耐火及高精端科技等领域。具体应用比例如下图所示：

【冶金工业】

• 铬质硬，常被掺进钢里制成既硬又耐腐蚀的合金，主要用来炼制不锈钢、耐热钢及各种电热元件材料。不锈钢在遇到具有腐蚀性的物质时，其表面就会形成一种细致而坚实的氧化铬薄膜，保护内部的金属不继续受腐蚀，有些不锈钢甚至在800℃的高温中，还能保持其优良的性能。铬钢是制造机械、坦克和装甲车的好材料。

【化学工业】

• 用铬铁矿加工制造成的各种铬盐是化学工业上的主要原料。铬盐是无机盐的主要品种之一，在日常生活中用途极为广泛，主要用于电镀、鞣革、印染、医药、燃料、催化剂、氧化剂、火柴及金属缓蚀剂等方面。
• 同时，金属铬已列为最重要的电镀金属之一，在大多数情况下镀铬层专门作为零件的最外部镀层，镀铬的时候，铬层愈薄，愈是紧贴在金属的表面，一些炮筒，枪管的内壁，所镀的铬层仅有千分之五毫米厚，但是发射了千百发炮弹、子弹以后，铬层依然存在。没有镀铬层提供的物理性能，大部分零件的使用寿命会因磨损、腐蚀等原因而大大缩短，必须经常更换或维修，因此电镀铬是在许多工业制造中应用越来越广泛。

【耐火材料及铸铁】

• 由于铬铁矿的熔点高达1900℃-2050℃，在高温下能保持体积不变，而且跟任何矿渣不起反应。因此它可作为耐火材料，炼钢炉及有色金属冶炼炉的炉衬。因此在耐火材料方面，铬铁矿用来制造铬砖、铬镁砖和其他特殊耐火材料。
• 另外铬还应用于铸铁，如铬铸态球铁具有强度高、延伸率高、冲击值高和硬度低等特点。

【其他用途】

• 汽车工业中，铬也参与了汽车刹车片的制作。

铬铁矿分类和铬的冶炼工艺

【铬铁矿的分类】

• 目前自然界中已发现的含铬矿物有50余种，分别属于氧化物类、铬酸盐类和硅酸盐类。具有工业价值的铬矿物都属于铬尖晶石类矿物，物理性质为等轴晶系，晶体呈细小的八面体，通常呈粒状和致密块状集合体，颜色黑色，条痕褐色，半金属光泽，硬度5.5，比重4.2-4.8，具弱磁性。属于岩浆成因矿物，产于超基性岩中，当含矿岩石遭受风化破坏后，常转入砂矿中。
• 其中常见的有：
• 镁铬铁矿 含Cr2O3 50%-65%
• 铝铬铁矿 含Cr2O3 35%-55%
• 富铬尖晶石 含Cr2O3 35%-50%
• 铬铁矿 含Cr2O3 47%-60%
• 铬铁矿按用途可分为三种级别，各级别的指标要求如下：
• 1. 冶金级
• 含Cr2O3≥ 46%， Cr: Fe 比值大于2；
• 2. 化工级
• 含Cr2O3≥ 40%--46%， Cr: Fe 比值为1.5—2, SiO2≤ 3.5%；
• 3. 耐火级材料
• 含Al2O3+ Cr2O3≥ 60%、Cr2O3为30%--40%， Cr: Fe 比值为2—2.5。

【铬的冶炼工艺流程】

• 金属铬的冶炼方法主要有：金属热还原法（铝热法）、电解法及其他高温冶金法。另外，钢铁工业中广泛应用的铬铁合金和硅铬合金是用电炉冶炼的。
• 铝热法制得的金属铬呈块状，能够研磨成较小粒度，杂质含量约为C 0.03%，O 0.5%，N 0.05%，S 0.02%；电解法制得的电解铬呈板状，杂质含量为C 0.006%，O 0.5%，N 0.03%，S 0.03%。由于在冶金应用中对金属铬中气化杂质含量的要求非常苛刻，因此，现有技术中的电解法和铝热法是不能满足尖端技术领域的需要。所以就需要将金属铬进行提纯精制，以把这些杂质的含量降低到小于C 0.01%，O 0.03%，N 0.002%，S 0.004%。
• 铝热法包括从铬矿制取氧化铬和铝还原氧化铬制得金属铬两道工序，主要工艺流程如图1。

• 电解法生产一般用碳素铬铁作原料，采用铬铵矾法电解流程如图2。