Твердый и тугоплавкий металл хром очень востребован во многих сферах промышленности. Из него делают красители, устойчивые сплавы и покрытия для различных поверхностей, а также огнеупорные материалы. В природе он существует в виде многочисленных соединений в составе пород и минералов. В данной статье рассказано о хромовой руде, ее месторождениях и способах добычи.
24-й элемент
Хром - элемент шестой группы таблицы Менделеева с атомным номером 24. В качестве простого вещества он является одним из самых твердых металлов, однако это качество сильно зависит от его чистоты. С различными примесями его твердость увеличивается, но в чистом виде хром может быть довольно пластичным.
Температура плавления металла составляет выше 1800 градусов Цельсия и тоже зависит от количества примесей. Благодаря своей тугоплавкости он становится активным лишь при нагревании, а при нормальных комнатных условиях сохраняет инертность. Так, с водой он реагирует, только будучи сильно раскаленным и измельченным в порошок. В обычном состоянии он не активен с воздухом, серной и азотной кислотами. Сталкиваясь с ними, он пассивирует, образуя тонкую защитную пленку, которая не позволяет ему вступать в дальнейшую реакцию. Однако в нагретом состоянии он легко растворяется в кислотах, а при температуре выше 600 градусов - сгорает в кислороде.
В нормальном состоянии хром - металл с выраженным бело-голубым оттенком. Окисляясь до степеней +2, +3 и +6, он образует огромное количество соединений, которые могут быть красными, зелеными, голубыми, оранжевыми и даже желтыми. Из-за этого его и прозвали «хромом», что в переводе с греческого означает «цвет».
Хромовая руда
Хром широко распространен на планете Земля - его содержание в земной коре составляет 0,012 % по массе. Он не образует самородков и не встречается сам по себе. В природе он существует только в соединениях различных минералов, например, в вокелените, дитцеите, уваровите, крокоите, меланхроите. Обычно они имеют темный, практически черный окрас и обладают характерным металлическим блеском.
Хромовые руды образуют минералы, которые относятся к группе хромшпинелидов. Именно в них содержится наибольшее количество металла, достаточное для его промышленного использования. Они включают в себя четыре основных вида сырья:
- алюмохромит;
- березовит (магнохромит);
- пикотит;
- хромит.
Имеют магматическое происхождение. Они сильно варьируются по составу, но по внешнему виду и строению очень похожи друг на друга. Отличить их можно только при помощи химического анализа.
Хромшпинелиды отличаются высокой твердостью, черным, буро-черным и серым окрасом, слабыми магнетическими свойствами. Вместе с ними часто залегает уваровит, оливин, брусит, серпентин, кеммерерит, бронзит. Основным источником металла является хромит.
Месторождения
Месторождения хромовых руд существуют на территории Евразии, Африки, а также Южной и Северной Америки. Крупнейшими запасами обладает ЮАР, на которую приходится больше 75 % общего разведанного объема хрома. После нее по количеству запасов руды лидируют Казахстан и Зимбабве, затем США, Индия, Оман, Турция.
Крупные залежи сосредоточены и в России, где они присутствуют в основном на территории Урала. В начале XIX века российские хромовые руды были основным источником металла в мире, но акценты сместились с открытием других месторождений. Сегодня объемы потребления этого ресурса страной превышают объемы добычи.
Руда, как правило, залегает на значительных глубинах, поэтому извлекается из недр планеты преимущественно шахтным способом. В 10-15 % случаев добыча происходит при помощи карьеров. Ежегодно извлекается около 15 млрд тонн руды.
Использование
В промышленности главная ценность металла состоит в том, что он очень устойчив к коррозии и не разрушается под действием воздуха и воды. Эти свойства применяются для производства нержавеющих сталей, которые характеризуются высокой прочностью и твердостью. Очищенным хромом также покрывают алюминий, магний, серебро, цинк, кадмий и некоторые другие металлы, чтобы защитить их от воздействий окружающей среды.
Хромовые руды, содержащие меньше хрома, но богатые окисями магния и алюминия, применяют для производства огнеупорных материалов, которые способны выдерживать высокие температуры плавления.
Его цветные соединения применяют для создания красителей, пигментов и цветных стекол. Из легированного трехвалентного хрома и расплавленного минерала корунда изготавливают синтетические рубины, которые используют в ювелирном деле.
Хромом называется твердый металл, который имеет голубовато-белый окрас. В периодической системе химических элементов находится под номером 24. Название металла в переводе с греческого означает цвет. Элемент так стали именовать в связи с тем, что его соединения имеют разнообразную окраску.
Стоит отметить, что хром достаточно распространен в природе. Среди приоритетных его соединений необходимо выделить хромистый железняк (хромит), а также минерал крокоит, который, однако, менее значим от хромита.
Добыча хрома
Использовать минералы в качестве основного источника для добычи хрома представляется очень невыгодным. Поэтому главное сырье, из которого получают хром, - это хромовая руда.
Зачастую в камнях процентное содержание хрома очень мало, поэтому большая часть камней, в которых присутствует данный металл, являются драгоценными и используются, как правило, в целом виде.
Впервые в руде хром был обнаружен немецким химиком в 18 веке. Это знаменательное событие как для химии, так и для человечества в целом, случилось в Сибири. Именно там Леман обнаружил крокоит - свинцовую руду, имеющую красный окрас. В состав данной руды входит два основных элемента - свинец и хром.
Опыты по извлечению металла из руды были проведены Леманом в Петербурге. Благодаря ему, в настоящее время хром извлекается из руды двумя основными способами:
- С помощью электролиза концентрированных водных растворов оксида хрома.
- С помощью электролиза сульфата.
В процессе как одного, так и другого способа происходит разрушение молекулы оксида или сульфата в тигле, в котором и поджигают исходные соединения.
Использование хрома
При абсолютно обычных условиях с металлом ничего не происходит - он не окисляется и не ржавеет. В связи с тем, что основой всех сталей выступает железо, которое вступает в активную реакцию с кислородом и может ржаветь и окисляться, то хром добавляют во время выплавки сталей в качестве легирующего элемента. Это позволяет в разы повысить антикоррозионные свойства сталей.
Силикотермический хром используется при выплавке нихрома - сплав хрома и никеля. Благодаря соединению этих двух компонентов сплав обладает пластичностью, твердостью и устойчивостью к окислению.
Также выпускают соединения хрома и кобальта, в результате чего образуется сплав под названием стеллит, который обладает очень высокой твердостью. К данному сплаву также может добавляться молибден и вольфрам. Такой сплав отличается своей дороговизной, однако он оправдывает себя. Его используют в качестве элемента, который наплавляется на машинные детали, рабочие станки и инструменты для того, чтобы существенно повысить их устойчивость к износу.
Соединения хрома также активно используются при производстве декоративных покрытий, как элементы, повышающие устойчивость к коррозии.
Порошковый хром используется в качестве добавки в нижний слой зубных коронок с целью повышения их прочности.
Хром также применяется в ювелирных изделиях, поскольку он является составной частью уваровита, минерала из группы гранатов. Уваровит имеет зеленый цвет, который достигается именно наличием хрома. Ценность такого камня существенно выше, чем красного в силу своей редкости. Кроме того, уваровит обладает чуть большей твердости, чем стандартные гранаты, что также является преимуществом.
Добыча хромовых руд
Месторождения хрома находятся на территории разных стран. Однако, наиболее крупное из них расположено в ЮАР. Данной республике принадлежит мировое лидерство по хромовым запасам. Второе место занимает Казахстан, на территории которого запасы разведанных месторождений превышают 350 млн. тонн. Также среди крупнейших залежей металла стоит отметить месторождения, расположенные на территории России, Зимбабве, Мадагаскара. Залежи хрома были обнаружены в Турции, Индии, Армении, Бразилии, а также на Филиппинах.
Хромовые руды России, главным образом, сосредоточены на территории Урала (Донские и Сарановские).
Так как хром является металлом глубинных пород земли, его месторождения имеют магматическое происхождения. Таким образом, хромовая руда залегает на значительных глубинах. В связи с этим существует единственно возможный способ их добычи - с помощью шахт. При этом, используются направленные взрывы. Руда из шахты извлекается не в чистом виде: вместе с ней на поверхность также поднимаются другие руды и пустые породы. После этого осуществляется отделение хромовой руды от примесей с помощью центрифуги с использованием тяжелых жидкостей - в сепарационный барабан загружаются ферросилиции и запускают его. В результате вращения барабана пустая порода, имеющая существенно меньший вес, поднимается на верх, а хромовая руда оседает на дне.
Хромовые руды
Хромиты (a.
chromite ores, chrome iron ores;
н.
Chromerze;
ф.
minerais de chrome;
и.
minerales de cromo, menas de cromo
), - природные минеральные образования, содержащие в таких соединениях и концентрациях, при к-рых их пром. использование технически возможно и экономически целесообразно. B природе известно много разл. соединений хрома: он входит в состав свинцовых и медно-свинцовых оксидов, силикатов (хромграната, хромдиопсида, хромовых слюд) и др. Промышленные скопления образуют только хромшпинелиды: (Mg, Fe)Cr 2 O 4 , a люмохромит (Mg, Fe) (Cr, Al) 2 O 4 , хромпикотит (Mg, Fe)(Al, Cr) 2 O 4 . Cодержание Cr 2 O 3 в минералах от 2 до 67%. Пром. значимость руды имеют при содержании в них Cr 2 O 3 не ниже 25-30%.
Cреди пром. типов м-ний X. p. выделяются: раннемагматические (м-ния Юж. Aфрики), позднемагматические (м-ния CCCP, Греции, Aлбании, Югославии, Tурции и др.) и россыпные (CCCP, Kуба, Hовая Kаледония).
Пo вопросу происхождения м-ний X. p. высказываются 2 осн. гипотезы: они образуются совместно c вмещающими их ультраосновными и основными породами за счёт внедрения магмы и кристаллизации её в верх. частях земной ; хромитоносные складчатых областей являются тектонич.
пластинами, выколотыми в верхах верх. мантии в области океанич. коры и перемещёнными на десятки и сотни км, в осн. по латерали в p-ны совр. залегания.
M-ния X. p. залегают только в определённых разновидностях магматич. пород основного и ультраосновного состава. B областях древних щитов залегают расслоенные массивы, сложенные согласными прослоями , анортозитов, пироксенитов и др. пород основного, a также горизонтами пород ультраосновного состава. Mассивы пород такого состава ( и Великая Дайка в Юж. Aфрике) включают осн. мировые запасы X. p., залегающих в виде выдержанных маломощных (обычно до первых десятков см) пластов, вытянутых на десятки км. B складчатых горн. областях ( , Kавказ и др.) м-ния X. p. залегают в массивах, сложенных в осн. ультраосновными породами (перидотитами и дунитами). Pудные тела здесь обычно имеют форму удлинённых линз. M-ния X. p. формировались в разл. циклы геол. развития: протерозойский ( , США), каледонский (Hорвегия, Юж. Aфрика), герцинский (CCCP, Aвстралия, вероятно, б.ч. Tурции и Ирана и др.), альпийский ( , Aлбания, Филиппины и др.).
K X. p., используемым в разл. отраслях нар. x-ва, предъявляются определённые требования. Hаиболее ценные металлургич. X. p, (сырьё для получения феррохрома) должны содержать не менее 40% Cr 2 O 3 , a отношение Cr:Fe должно быть не ниже 2,5. Для произ-ва чугунов повышенной прочности, жаропрочности, кислотоупорности используются X. p. c содержанием Cr 2 O 3 35-40%, для изготовления огнеупоров - не ниже 32%, для произ-ва хромовых солей - не ниже 34-37%.
Ha терр. CCCP м-ния X. p. имеют широкое распространение. Ha Урале разрабатываются крупные м-ния Kемпирсайского массива, небольшие тела Cарановского м-ния, выявлены многочисл. непром. залежи в массивах ультрабазитов. Большое кол-во рудных тел установлено в пределах пояса ультрабазитов Mалого Kавказа, являющегося фрагментом планетарного Aльпийско-Гималайского пояса. Kонцентрации X. p. выявлены также в ультрабазитах Kузнецкого Aлатау, Cаян, Tувинской ACCP, Kамчатки и др. горн. p-нов. Kроме того, X. p. установлены в пределах древних платформенных структур (Bоронежский, Украинский, Балтийский кристаллич. щиты).
Oбщие запасы X. p. в промышленно развитых капиталистич. и развивающихся странах на нач. 1988 оцениваются более чем в 4,3 млрд. т, в т.ч. (млн. т): в ЮАР 3100, более 1300, Индии 117, Tурции 100, на Филиппинах 60, в Финляндии 50, Иране 33, Kанаде 16, Бразилии 14,5. Mеньшими запасами обладают , Папуа - Hовая , Пакистан, Oман, Mадагаскар, Cудан, Hовая Kаледония и др.
Г. Г. Kравченко.
Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Е. А. Козловского . 1984-1991 .
Смотреть что такое "Хромовые руды" в других словарях:
ХРОМОВЫЕ РУДЫ. Главные промышленные минералы хромшпинелиды и некоторые минералы содержащие примесь хрома: серпентин, хлорит, оливин, пироксен и др. Различают сплошные и вкрапленные хромовые руды. Содержание Cr2O3 10 62%. Мировые запасы св. 1,6… … Большой Энциклопедический словарь
- (хромиты). Главные промышленные минералы хромшпинелиды и некоторые минералы, содержащие примесь хрома: серпентин, хлорит, оливин, пироксен и др. Различают сплошные и вкрапленные хромовые руды. Содержание Cr2O3 10 62%. Мировые запасы свыше 4 млрд … Энциклопедический словарь
хромовые руды - Смотри хромовые руды (хромит) …
Хромиты, природные минеральные образования, содержащие хром в таких соединениях и концентрациях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно. Среди хромсодержащих минералов только… … Большая советская энциклопедия
- (хромиты). Гл. пром. минералы хромшпинелиды и нек рые минералы, содержащие примесь хрома: серпентин, хлорит, оливин, пироксен и др. Различают сплошные и вкрапленные X. р. Содержание Сr2О3 10 62%. Мировые запасы св. 4 млрд. т. Гл. добывающие… … Естествознание. Энциклопедический словарь
хромовые руды (хромит) - руды, содержащие Cr в таких соединениях и концентрациях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно. Промышленные месторождения хрома образуют хромшпинелиды: магнохромит (Mg, Fe)… … Энциклопедический словарь по металлургии
руды черных металлов - руды, являющиеся сырьевой базой ЧМ; включающие Fe , Mn и Cr руды (Смотри Железные руды, Марганцевые руды и Хромовые руды); Смотри также: Руды товарные руды сидеритовые руды … Энциклопедический словарь по металлургии
руды цветных металлов - руды, являющиеся сырьем ЦМ, включающие обширную группу Al , полиметаллических (содержащих Pb, Zn и другие металлы), Cu , Ni , Co , Sn , W , Mo , Ti руд. Специфическая особенность руд цветных металлов их комплексный… … Энциклопедический словарь по металлургии
руды редких металлов - природные образования, содержащие РЭ в виде самостоятельных минералов или изоморфных примесей в других рудных и жильных минералах в количествах, достаточных для их рентабильного промышленного извлечения. РЭ принято считать… … Энциклопедический словарь по металлургии
Руды - минеральные образования с содержанием металлов или полезных минералов, обеспечивающие технически возможное и экономически целесообразное их извлечение. Совокупность минералов. Минералы, содержащие извлекаемый металл, называются рудными,… … Энциклопедический словарь по металлургии
Связаны с комплексами ультрамафитов и мафитов. Выделяют два типа магматических месторождений хрома: ранне- и позднемагматические.
К раннемагматическим месторождениям хром относят месторождения Бушвельдского массива в ЮАР, Великой Дайки в Зимбабве, Сарановское в России, Стиллуотер в США и др. Эти месторождения приурочены к дифференцированным комплексам мафитов и улътрамафитов, с которыми связано примерно 95 % запасов хромитов развитых капиталистических и развивающихся стран и 5 % запасов в России. В Бушвельдском комплексе учтено свыше 1 млрд, т хромитов, а в Великой Дайке свыше 0,5 млрд. т. Форма хромитовых залежей в этом типе месторождений пластообразная, их относят к стратиформным.
Комплексы интрузивных пород связывают с основной магмой, приурочены они к платформенным областям. Хромитовые руды залегают среди ультрамафитов, анортозитов, редко среди норитов. Пласты хромитов в большинстве случаев приурочены к контактам разных по составу пород и являются составной частью ритмов типа дунит-хромитит-бронзитит, бронзитит-хромитит-анортозит-норит, гарцбургит-хромитит-ортопироксенит-вебстерит и т. п. Для этих месторождений характерна небольшая мощность хромититов (0,3-3 м, реже до 3,6 м и, как исключение, до 12 м), но большая протяженность (десятки километров).
Нижний контакт хромититов обычно резкий, верхний - постепенный. В низу пластов - массивные руды, в верху - густовкрапленные. Число пластов хромититов различно, в Бушвельде 27, Стиллуотере 13, комплексе Хартли Великой Дайки 12. Кроме хромита в состав руд входят:
- Оливин
- Ортопироксен
- Плагиоклаз
- Сульфиды
Минералы платиноидов - в основном палладия и . Встречаются также минералы , , . Для хромитов характерна повышенная железистость. Иногда (например, на Сарановском месторождении) железистость ниже, чем на других месторождениях этого типа. Степень окисления в хромитах высока (около 30%). В более кислых разностях пород хромиты богаче железом и , в улътрамафитах - хромом и магнием.
Формирование комплексов тесно связано с магматической дифференциацией . В частности, хромитовые пласты возникали при более раннем выделении хромитов из порции расплавов и их осаждении в расплаве благодаря повышенной плотности.
Позднемагматические месторождения хромитов приурочены к ультрамафитам. Примеры - месторождения Кемпирсайское в России, Гулеман в Турции, Каледония на Кубе. Хромитоносные массивы ультрамафитов слагаются в основном гарцбургитами и дуиитами. Дуниты обычно формируют зоны вокруг рудных тел хромититов. Рудные тела этих месторождений представлены в основном линзами и жилами, реже столбообразными телами и гнездами. Нередко рудные тела формируют зоны. Мощность тел обычно первые метры, реже - десятки метров и, как исключение, 230 м. Протяженность рудных тел - от метров до десятков и сотен метров. Длина рудоносных зон может достигать первых километров, при мощности десятки и сотни метров.
Руды представлены как массивными сплошными разностями, так и вкрапленными (густо-, средне- и убоговкрапленные разности). Хромит представлен высокохромистой разностью и богатым глиноземом хромпикотитом. Обычно с увеличением содержания хрома в рудах растет содержание в них хрома и магния. В состав хромитовых руд входят серпентин, оливин, орто- и клинопироксены, хромсодержащие хлориты и другие минералы. Встречаются минералы платиноидов - осмия, иридия, рутения, платины, родия, палладия. Хромитоносные ультрамафиты рассматриваемого типа расположены в геосипклиналытых (складчатых) областях различного возраста, в том числе и древних (Селюкве в Зимбабве). В России с этим типом месторождений связаны основные запасы хромитов.
На генезис хромитов этого типа существуют различные взгляды. Одни геологи рассматривают их как позднемагматические (Г. А. Соколов, Н. В. Павлов), другие относят к метасоматическим гидротермальным или даже метаморфогенным образованиям. Гидротермально-метасоматическая гипотеза обосновывается явно метасоматическим происхождением окружающих хромитовые тела дунитов, которые связываются таким образом единством происхождения (А. С. Варлаков). С. В. Москалева считала, что хромиты возникали в подкоровых условиях при экстракции хрома из перидотитов при их замещении дунитами. И. Ф. Романович предполагает, что в генезисе хромитов могла сыграть роль термодиффузия, приведшая к дифференциации веществ. Существуют и взгляды на генезис хромитов этой формации как ликвационный. Общее всех современных представлений о генезисе - хромитовые тела сформировались позднее вмещающих их ультрамафитов (исключая дунитовую оторочку).
«Периодическая система химических элементов» - 8-11 баллов – «3» -красный вагончик. Расположить элементы в порядке возрастания металлических свойств. Станция теоретическая «Менделеевская викторина». Итоги путешествия: А. 2 Б. 8 В. 18 Г. 32. А. 4 Б. 29 В. 63 Г. 64. Строение атома». Как формула, как график трудовой, Строй менделеевской системы строгий.
«Элемент хром» - Наглядное применение хрома. Соединениями хрома протравливают ткани при крашении. Значительные запасы хромовых руд есть на Урале. Хром. В земной коре хрома довольно много – 0,02%. Месторождения хрома. Выделить этот элемент в чистом виде он не смог. В сравнительно чистом виде новый элемент был выделен в 1799г. Ф.Тассером.
«Химические элементы» - Что общего между «АРГЕНТИНОЙ» и «СЕРЕБРОМ»? Знатоки физики 400. Знатоки химии 300. Назовите химический элемент, электронная формула атома которого 1s22s22p63s23p5. Назовите химический элемент, который имеет заряд ядра атома + 30. Химические элементы 100. Как называется химический элемент, одноименный с городом Мурманской области?
«Вопросы по химическим элементам» - 1.Какой элемент распространён в космосе? 7. Какой элемент изображали в 18 веке в виде воина? Связана с изменением числа энергетических уровней в главных подгруппах. Что помогла открыть хозяину шкодливая кошка? 8. Какой элемент не имеет постоянной «прописки» в Периодической системе? Могут быть стабильными и радиактивными, естественными и искуственными.
«Кислород в воздухе» - Кислород входит в состав почти всех окружающих нас веществ (вода, минералы, песок…). Нахождение в природе. В свободном виде кислород - газ без цвета, запаха и вкуса. История открытия. Кислород. Общая характеристика. Физические и химические свойства кипения жидкого кислорода. Получение. Атмосферный кислород состоит из двухатомных молекул.
«Применение серы» - В промышленном масштабе выплавка цинка началась в 17 веке. Название «натрий» (natrium) происходит от араб. Латинское zincum. Сам натрий ранее именовался содием (лат. Sodium). Натрий использовался с давних времён. В чистом виде цинк - довольно пластичный серебристо-белый металл. Общеупотребительным название «цинк» стало только в 1920-х гг.
Всего в теме 46 презентаций
