सामान्य खनिजों का संचय-क्रोमियम अयस्क गुण और लाभकारी प्रौद्योगिकी

क्रोमियम की प्रकृति

क्रोमियम, तत्व प्रतीक सीआर, परमाणु संख्या 24, सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान 51.996, रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी के समूह VIB के संक्रमण धातु तत्व से संबंधित है। क्रोमियम धातु शरीर-केंद्रित घन क्रिस्टल, चांदी-सफेद, घनत्व 7.1 ग्राम/सेमी³, गलनांक 1860℃, क्वथनांक 2680℃, विशिष्ट ताप क्षमता 25℃ 23.35J/(mol·K), वाष्पीकरण की गर्मी 342.1kJ/ है। mol, तापीय चालकता 91.3 W/(m·K) (0-100°C), प्रतिरोधकता (20°C) 13.2uΩ·cm, अच्छे यांत्रिक गुणों के साथ।

क्रोमियम की पाँच संयोजकताएँ हैं: +2, +3, +4, +5 और +6। अंतर्जात क्रिया की शर्तों के तहत, क्रोमियम आमतौर पर +3 वैलेंस होता है। +ट्राइवेलेंट क्रोमियम वाले यौगिक सबसे अधिक स्थिर होते हैं। +क्रोमियम लवण सहित छह संयोजक क्रोमियम यौगिकों में मजबूत ऑक्सीकरण गुण होते हैं। Cr3+, AI3+ और Fe3+ की आयनिक त्रिज्याएँ समान हैं, इसलिए उनमें व्यापक समानताएँ हो सकती हैं। इसके अलावा, जिन तत्वों को क्रोमियम से बदला जा सकता है वे मैंगनीज, मैग्नीशियम, निकल, कोबाल्ट, जस्ता आदि हैं, इसलिए क्रोमियम को मैग्नीशियम लौह सिलिकेट खनिजों और सहायक खनिजों में व्यापक रूप से वितरित किया जाता है।

आवेदन

क्रोमियम आधुनिक उद्योग में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली धातुओं में से एक है। इसका उपयोग मुख्य रूप से स्टेनलेस स्टील और फेरोअलॉय (जैसे फेरोक्रोम) के रूप में विभिन्न मिश्र धातु स्टील्स के उत्पादन में किया जाता है। क्रोमियम में कठोर, पहनने के लिए प्रतिरोधी, गर्मी प्रतिरोधी और संक्षारण प्रतिरोधी की विशेषताएं हैं। क्रोम अयस्क का व्यापक रूप से धातु विज्ञान, दुर्दम्य सामग्री, रासायनिक उद्योग और फाउंड्री उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

धातुकर्म उद्योग में, क्रोमियम अयस्क का उपयोग मुख्य रूप से फेरोक्रोम और धात्विक क्रोमियम को गलाने के लिए किया जाता है। क्रोमियम का उपयोग विभिन्न प्रकार की उच्च शक्ति, संक्षारण प्रतिरोधी, पहनने के लिए प्रतिरोधी, उच्च तापमान और ऑक्सीकरण प्रतिरोधी विशेष स्टील्स, जैसे स्टेनलेस स्टील, एसिड प्रतिरोधी स्टील, गर्मी प्रतिरोधी स्टील, का उत्पादन करने के लिए स्टील एडिटिव के रूप में किया जाता है। बॉल बेयरिंग स्टील, स्प्रिंग स्टील, टूल स्टील, आदि। क्रोमियम स्टील के यांत्रिक गुणों और पहनने के प्रतिरोध को बढ़ा सकता है। धातु क्रोमियम का उपयोग मुख्य रूप से कोबाल्ट, निकल, टंगस्टन और अन्य तत्वों के साथ विशेष मिश्र धातुओं को गलाने के लिए किया जाता है। क्रोम प्लेटिंग और क्रोमाइजिंग से स्टील, तांबा, एल्यूमीनियम और अन्य धातुएं संक्षारण प्रतिरोधी सतह बना सकती हैं, जो चमकदार और सुंदर होती है।

दुर्दम्य उद्योग में, क्रोमियम अयस्क एक महत्वपूर्ण दुर्दम्य सामग्री है जिसका उपयोग क्रोम ईंटें, क्रोम मैग्नीशिया ईंटें, उन्नत दुर्दम्य और अन्य विशेष दुर्दम्य सामग्री (क्रोम कंक्रीट) बनाने के लिए किया जाता है। क्रोमियम-आधारित रेफ्रेक्ट्रीज़ में मुख्य रूप से क्रोम अयस्क और मैग्नेशिया वाली ईंटें, सिंटेड मैग्नेशिया-क्रोम क्लिंकर, पिघली हुई मैग्नेशिया-क्रोम ईंटें, पिघली हुई, बारीक पिसी हुई और फिर बंधी हुई मैग्नेशिया-क्रोम ईंटें शामिल हैं। इनका व्यापक रूप से खुली चूल्हा भट्टियों, प्रेरण भट्टियों आदि में उपयोग किया जाता है। धातुकर्म कनवर्टर और सीमेंट उद्योग की रोटरी भट्टी अस्तर आदि।

फाउंड्री उद्योग में, क्रोमियम अयस्क डालने की प्रक्रिया के दौरान पिघले हुए स्टील में अन्य तत्वों के साथ बातचीत नहीं करेगा, इसमें कम थर्मल विस्तार गुणांक होता है, धातु प्रवेश के लिए प्रतिरोधी होता है, और जिक्रोन की तुलना में बेहतर शीतलन प्रदर्शन होता है। फाउंड्री के लिए क्रोम अयस्क की रासायनिक संरचना और कण आकार वितरण पर सख्त आवश्यकताएं होती हैं।

रासायनिक उद्योग में, क्रोमियम का सबसे सीधा उपयोग सोडियम डाइक्रोमेट (Na2Cr2O7·H2O) समाधान का उत्पादन करना है, और फिर पिगमेंट, कपड़ा, इलेक्ट्रोप्लेटिंग और चमड़े के निर्माण के साथ-साथ उत्प्रेरक जैसे उद्योगों में उपयोग के लिए अन्य क्रोमियम यौगिकों को तैयार करना है। .

बारीक पिसा हुआ क्रोमियम अयस्क पाउडर कांच, चीनी मिट्टी की चीज़ें और चमकदार टाइलों के उत्पादन में एक प्राकृतिक रंग एजेंट है। जब चमड़े को नष्ट करने के लिए सोडियम डाइक्रोमेट का उपयोग किया जाता है, तो मूल चमड़े में मौजूद प्रोटीन (कोलेजन) और कार्बोहाइड्रेट रासायनिक पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करके एक स्थिर कॉम्प्लेक्स बनाते हैं, जो चमड़े के उत्पादों का आधार बन जाता है। कपड़ा उद्योग में, सोडियम डाइक्रोमेट का उपयोग कपड़े की रंगाई में मोर्डेंट के रूप में किया जाता है, जो डाई अणुओं को कार्बनिक यौगिकों से प्रभावी ढंग से जोड़ सकता है; इसका उपयोग रंगों और मध्यवर्ती पदार्थों के निर्माण में ऑक्सीडेंट के रूप में भी किया जा सकता है।

क्रोमियम खनिज

प्रकृति में 50 से अधिक प्रकार के क्रोमियम युक्त खनिज पाए गए हैं, लेकिन उनमें से अधिकांश में क्रोमियम की मात्रा कम और बिखरा हुआ वितरण है, जिसका औद्योगिक उपयोग मूल्य कम है। ये क्रोमियम युक्त खनिज कुछ हाइड्रॉक्साइड्स, आयोडेट्स, नाइट्राइड्स और सल्फाइड्स के अलावा ऑक्साइड, क्रोमेट्स और सिलिकेट्स से संबंधित हैं। इनमें क्रोमियम नाइट्राइड और क्रोमियम सल्फाइड खनिज केवल उल्कापिंडों में पाए जाते हैं।

क्रोमियम अयस्क उपपरिवार में एक खनिज प्रजाति के रूप में, क्रोमाइट क्रोमियम का एकमात्र महत्वपूर्ण औद्योगिक खनिज है। सैद्धांतिक रासायनिक सूत्र (MgFe)Cr2O4 है, जिसमें Cr2O3 सामग्री 68% और FeO 32% है। इसकी रासायनिक संरचना में, त्रिसंयोजक धनायन मुख्य रूप से Cr3+ है, और अक्सर Al3+, Fe3+ और Mg2+, Fe2+ समरूपी प्रतिस्थापन होते हैं। वास्तविक उत्पादित क्रोमाइट में, Fe2+ का हिस्सा अक्सर Mg2+ द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, और Cr3+ को Al3+ और Fe3+ द्वारा अलग-अलग डिग्री तक प्रतिस्थापित किया जाता है। क्रोमाइट के विभिन्न घटकों के बीच आइसोमोर्फिक प्रतिस्थापन की पूर्ण डिग्री सुसंगत नहीं है। चार-क्रम समन्वय धनायन मुख्य रूप से मैग्नीशियम और लौह हैं, और मैग्नीशियम-लौह के बीच पूर्ण आइसोमोर्फिक प्रतिस्थापन है। चार-विभाजन विधि के अनुसार, क्रोमाइट को चार उपसमूहों में विभाजित किया जा सकता है: मैग्नीशियम क्रोमाइट, आयरन-मैग्नीशियम क्रोमाइट, माफ़िक-आयरन क्रोमाइट और आयरन-क्रोमाइट। इसके अलावा, क्रोमाइट में अक्सर थोड़ी मात्रा में मैंगनीज, टाइटेनियम, वैनेडियम और जिंक का एक सजातीय मिश्रण होता है। क्रोमाइट की संरचना सामान्य स्पिनल प्रकार की होती है।

4. क्रोमियम सांद्रण का गुणवत्ता मानक

विभिन्न प्रसंस्करण विधियों (खनिजीकरण और प्राकृतिक अयस्क) के अनुसार, धातु विज्ञान के लिए क्रोमियम अयस्क को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: सांद्र (जी) और गांठ अयस्क (के)। नीचे दी गई तालिका देखें.

धातुकर्म के लिए क्रोमाइट अयस्क की गुणवत्ता संबंधी आवश्यकताएँ

क्रोम अयस्क लाभकारी प्रौद्योगिकी

1) पुनः चुनाव
वर्तमान में, क्रोमियम अयस्क के लाभकारीीकरण में गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण एक महत्वपूर्ण स्थान रखता है। गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण विधि, जो मूल व्यवहार के रूप में जलीय माध्यम में ढीली परत का उपयोग करती है, अभी भी दुनिया भर में क्रोमियम अयस्क को समृद्ध करने की मुख्य विधि है। गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण उपकरण एक सर्पिल ढलान और एक केन्द्रापसारक सांद्रक है, और प्रसंस्करण कण आकार सीमा अपेक्षाकृत व्यापक है। आम तौर पर, क्रोमियम खनिजों और गैंग्यू खनिजों के बीच घनत्व अंतर 0.8g/cm3 से अधिक होता है, और 100um से अधिक किसी भी कण आकार का गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण संतोषजनक हो सकता है। का परिणाम. मोटे गांठों (100 ~ 0.5 मिमी) अयस्क को भारी-मध्यम लाभकारी द्वारा क्रमबद्ध या पूर्व-चयनित किया जाता है, जो एक बहुत ही किफायती लाभकारी विधि है।

2) चुंबकीय पृथक्करण
चुंबकीय पृथक्करण एक लाभकारी विधि है जो अयस्क में खनिजों के चुंबकीय अंतर के आधार पर एक गैर-समान चुंबकीय क्षेत्र में खनिजों को अलग करने का एहसास कराती है। क्रोमाइट में कमजोर चुंबकीय गुण होते हैं और इसे ऊर्ध्वाधर रिंग उच्च ढाल चुंबकीय विभाजक, गीली प्लेट चुंबकीय विभाजक और अन्य उपकरणों द्वारा अलग किया जा सकता है। दुनिया के विभिन्न क्रोमियम अयस्क उत्पादक क्षेत्रों में उत्पादित क्रोमियम खनिजों के विशिष्ट चुंबकीय संवेदनशीलता गुणांक बहुत भिन्न नहीं हैं, और विभिन्न क्षेत्रों में उत्पादित वोल्फ्रामाइट और वोल्फ्रामाइट के विशिष्ट चुंबकीय संवेदनशीलता गुणांक के समान हैं।

उच्च ग्रेड क्रोमियम सांद्रण प्राप्त करने के लिए चुंबकीय पृथक्करण का उपयोग करने में दो स्थितियाँ हैं: एक है फेरोक्रोम के अनुपात को बढ़ाने के लिए एक कमजोर चुंबकीय क्षेत्र के तहत अयस्क में मजबूत चुंबकीय खनिजों (मुख्य रूप से मैग्नेटाइट) को हटाना, और दूसरा है एक का उपयोग करना। मजबूत चुंबकीय क्षेत्र. गैंग खनिजों का पृथक्करण और क्रोमियम अयस्क (कमजोर चुंबकीय खनिज) की पुनर्प्राप्ति।

3) विद्युत चयन
विद्युत पृथक्करण खनिजों के विद्युत गुणों, जैसे चालकता और ढांकता हुआ स्थिरांक में अंतर का उपयोग करके क्रोमियम अयस्क और सिलिकेट गैंग खनिजों को अलग करने की एक विधि है।

4) प्लवन
गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण की प्रक्रिया में, महीन दाने वाले (-100um) क्रोमाइट अयस्क को अक्सर अवशेषों के रूप में त्याग दिया जाता है, लेकिन इस आकार के क्रोमाइट का अभी भी उच्च उपयोग मूल्य होता है, इसलिए निम्न श्रेणी के महीन दानेदार क्रोमाइट अयस्क के लिए प्लवनशीलता विधि का उपयोग किया जा सकता है। बरामद किया गया है. टेलिंग्स में 20% ~40% Cr2O3 के साथ क्रोमियम अयस्क का प्लवन और गैंग खनिजों के रूप में सर्पेन्टाइन, ओलिवाइन, रूटाइल और कैल्शियम मैग्नीशियम कार्बोनेट खनिज। अयस्क को 200μm तक बारीक पीसा जाता है, पानी का गिलास, फॉस्फेट, मेटाफॉस्फेट, फ्लोरोसिलिकेट आदि का उपयोग कीचड़ को फैलाने और रोकने के लिए किया जाता है, और असंतृप्त फैटी एसिड का उपयोग कलेक्टर के रूप में किया जाता है। प्लवन प्रक्रिया के लिए गैंग कीचड़ का फैलाव और दमन बहुत महत्वपूर्ण है। लोहा और सीसा जैसे धातु आयन क्रोमाइट को सक्रिय कर सकते हैं। जब घोल का पीएच मान 6 से नीचे होता है, तो क्रोमाइट मुश्किल से तैरता है। संक्षेप में, प्लवनशीलता अभिकर्मक की खपत बड़ी है, सांद्रण ग्रेड अस्थिर है, और पुनर्प्राप्ति दर कम है। गैंग खनिजों से घुले Ca2+ और Mg2+ प्लवन प्रक्रिया की चयनात्मकता को कम कर देते हैं।

5) रासायनिक लाभकारी
रासायनिक विधि कुछ क्रोमाइट अयस्क का सीधे उपचार करना है जिसे भौतिक विधि द्वारा अलग नहीं किया जा सकता है या भौतिक विधि की लागत अपेक्षाकृत अधिक है। रासायनिक विधि द्वारा उत्पादित सांद्रण का Cr/Fe अनुपात सामान्य भौतिक विधि की तुलना में अधिक होता है। रासायनिक विधियों में शामिल हैं: चयनात्मक लीचिंग, ऑक्सीकरण में कमी, पिघलने को अलग करना, सल्फ्यूरिक एसिड और क्रोमिक एसिड लीचिंग, कटौती और सल्फ्यूरिक एसिड लीचिंग, आदि। भौतिक-रासायनिक विधियों का संयोजन और रासायनिक विधियों द्वारा क्रोमियम अयस्क का प्रत्यक्ष उपचार मुख्य में से एक है आज क्रोमाइट लाभकारी में रुझान। रासायनिक विधियाँ सीधे अयस्क से क्रोमियम निकाल सकती हैं और क्रोमियम कार्बाइड और क्रोमियम ऑक्साइड का उत्पादन कर सकती हैं।