Хромовая руда: состав, месторождения и применение. Особенности металла хрома
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.
Минералы руды 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.