استخدامات معدن الكروم في الصناعة+ مركبات الكروم+ تصنيع الكروم وانتاجه

في بداية الامر يجب علينا ان نبين ما هو الكروم؟ ومتى اكتشف؟ وما هي خصائص عنصر الكروم؟ وما مييزاته؟

معدن الكروم واستخداماته

لقد تم اكتشاف عنصر الكروم في عام 1761 واستخدم لاول مرة كصبغة، وفي عام 1797م قد تم فصل معدن الكروم عن خامه لاول مرة، منذ ذلك الحين، وتم الحصول على كل الكروم تقريبا في العالم من خام الكروميت، ويتم تحضيره تجاريا عن طريق تسخين هذا الخام في وجود الالمنيوم او السيليكون، فهذا العنصر هو العنصر الحادي والعشرين الاكثر وفرة في القشرة الارضية.

ويتم انتاج مايقرب من نصف خام الكروميت في العالم في جنوب افريقيا، وتعتبر كازاخستان والهند وزيمباي وايران وفلندا والرازيل وروسيا وتركيا من كبار المنتجين الاخرين، وان كمية الكروميت غير المعدن عالية جدا، ولكنها تتركز جغرافيا في كازاخستان وجنوب افريقيا، ففي عام 2000م، تم انتاج حوالي 4.4 مليون طن من خام الكروميت القابل للتسويق، منها 3.3 مليون طن من الحديد والكروم بقيمة 2.5 مليار دولار امريكي تقريبا.

وعلى من ان وجود الكروم النقي نادر للغاية، فقد تم اكتشاف بعض كميات الكروم النقي، ينتج منجم يوداشنايا في روسيا عينات من الكروم النقي، والمنجم هو عبارة عن اسطوانة من الكمبرلايت الغني بالماس ينتج من الكروم والماس النقي.

ان الدور البايلوجي للكروم هو كمية صغيرة من الكروم ضرورية للغاية ومطلوبة لعملية التمثيل الغذائي للسكر الكامل في جسم الانسان، ويمكن ان يوثر نقص الكروم على قدرة الانسولين على استقرار نسبة السكر في الدم، على عكس المعادن الاخرى الضرورية بكميات صغيرة، لم يتم ملاحظة اي وظيفة بيولوجية للكروم في البروتينات المعدنية.

استخدامات معدن الكروم في الصناعة

استخدام معدن الكروم في صناعة الحديد الصلب: وفقا لخصائص الكروم يمكن ان يجعل العديد من المعادن الاخرى مقاومة للصدا ويحميها من التاكل والصدا، حيث يتكون الكروم من اهم سبائك الفولاذ المقاوم للصدا او الفولاذ المقاول للصدا، وان وجود مالايقل عن 10.5 بالمئة من عنصر الكروم يحمي الفولاذ من التاكل، وبالاضافة الى ذلك، ان الحد الاقصى لنسبة الكتلة من الكربون في سبيكة الفولاذ هذه هو 1.2بالمئة.

ان وجود هذه الكمية من الكروم يخلق طبقة سلبية على سطح الفولاذ، والتي ترتبط بقوة بالمادة الاساسية وتمنع المزيد من ملامسة المادة مع البيئة المحيطة، مما يحمي الفولاذ من الصدا، اذا تم خدش هذا السطح وازالة الطبقة، يمكن للصلب اصلاح نفسه، واذا تم اختيار الدرجة بشكل صحيح لبيئة العمل، فسيتم اصلاح هذه الطبقة السلبية، والا فان الفولاذ المقاوم للصدا سوف يصدا ويتاكل.

ونذكر بعض من استخدامات عنصر الكروم الاخرى:

1-استخدامه في المعادن لمنع الصدا والتاكل.

2- استخدامه كمكون في السبائك مثل الفولاذ المقاوم للصدا.

3- استخدامه في الطلاء الكهربائي.

4- استخدامه في الالمنيوم المؤكسد.

5- استخدامه كمحفز.

6- استخدامه لتصنيع القوالب لخبز الطوب.

7- استخدام ملح الكروم على اخضرار لون الزجاج.

8- استخدام الاكاسيد والكرومات في صبغات في صبغات الشعر والاصباغ العادية.

9- ان مركب ثنائي كرومات البوتاسيوم عبارة عن كاشف كيميائي، حيث يستخدم هذا الكاشف في تنظيف الاواني الزجاجية للمختبر كعامل معايرة.

10- يستخدم ايضا على شكل اسنان(المثبت) في الصباغة.

11- يستخدم ثاني اوكسيد الكروم في انتاج الاشرطة المغناطيسية، المقاومة المغناطيسية لهذه الشرائح اعلى من مقاومة شرائط اكسيد الحديد وبالتالي توفر اداء افضل.

12- ويمكن لمعدن الكروم ان يجعل العديد من المعادن الاخرى مقاومة للصدا ويحميها من التاكل والصدا، نتج عن هذه الخاصية المميزة لعنصر الكروم تكون السبائك الرئيسية للفولاذ المقاوم للصدا من الكروم.

مركبات من عنصر الكروم

ان لعنصر الكروم العديد من المركبات الكيميائية التي يستفاد منها في الكثير من الصناعات والاستخدامات المختلفة وسوف نذكر البعض منها فيما يلي:

1-ثنائي كرومات البوتاسيوم وهوعامل مؤكسد قوي جدا، هذا المركب افضل من المركبات العضوية الاخرى لتنظيف اوعية المختبر.

2- اوكسيد الكروم: وهو اوكسيد الكروم الاخضر(Cr2o3) الذي يستخدم في طلاء المينا وطلاء الزجاج.

3- الكروم الاصفر(pbcro4) وهو صبغة صفراء زاهية يستخدمها الرسامون.

4- ثالث اوكسيد الكروم(cro3)، حامض الكروميك اللامائي يباع تجاريا على انه حامض الكروميك.

ملاحظة: لا يوجد حامض الكروميك وحامض ثنائي الكروميك في الطبيعة، ولكن تم العثور على الانيونات الخاصة بهم في مركبات مختلفة.

ماهو نظير معدن الكروم؟

يتكون الكروم بشكل طبيعي من 3 نظائر مستقرة، وهذه النظائر الثلاثة هي (cr52 وcr53 وcr54)، وان اكثر نظائر الكروم وفرة هو (cr52) مع وفرته طبيعيا تبلغ 83.78 بالمئة نظير مشع معروف لهذا العنصر، وان اكثر النظائر المشعة استقرارا هو (cr51 وcr50)، وهو نظير مشع اخر ثابت للكروم، وقد تملك النظائر المشعة الاخرى للكروم عمرا اقل من 24 ساعة، وفي الواقع ان عمر النصف لمعظمهم اقل من دقيقة واحدة، ويحتوي هذا العنصر ايضا على حالتين متحمستين حيث يتم دمج محتوياتها النظيرية معا وتستخدم في الجيلوجيا النظيرية.

تصنيع معدن الكروم وانتاجه

في 2019م، كان اكبر منتجي الكروم في العالم في جوب افريقيا بنسة 39% ، وتركيا 23% وكازاخستان 15%، والهند 9%، والنسبة المتبقية 14% من الانتاج مرتبطة ببلدان اخرى.

يعد الكروم المعدني المنتج الرئيسي لتكرير خام الكروم، تختلف عملية انتاج هذا المنتج اختلافا كبيرا.

ولانتاج فيروكروم، يتم تقليل خام الكروميت مع الالمنيوم او السليكون في تفاعل ثيرمايت واسع النطاق في فرن القوس الكهربائي او في مسابك اصغر.

لانتاج الكروم النقي، يجب فصل الحديد عن الكروم من خلال عملية من خطوتين من الخبز والغسيل، يتم تسخين خام الكروميت بمزيج من كاربونات الكالسيوم وكاربونات الصوديوم في وجود الهواء، يتاكد الكروم ويتحول الى كروم سداسي التكافؤ، بينما يتم تحويل الحديد الى شكل مستقر، ثم يؤدي غسل الاحجار بدرجة حرارة عالية الى اذابة الكرومات ويظل اوكسيد الحديد غير قابل للذوبان.

يتم تحويل الكرومات الى ثنائي كرومات بواسطة حامض الكبريتيك، يتم تقليل ثنائي كرومات بواسطة الكاربون الى اوكسيد الكروم الثلاثي ثم يتم تقليله الى الكروم في تفاعل الثرمايت.

من الخصائص الاخرى التي يحملها معدن الكروم يمكن الاشارة الى ان الكروم من بين المجموعة 6 معادن انقالية والارقام الذرية +3 و+6 وتظهر بشكل شائع في مركبات الكروم، والكروم المعدني هو العنصر الحادي والعشرين الاكثر وفرة في القشرة الارضية، وتوجد مركبات الكروم في البيئة لسبب التجوية في الصخور الحاملة للكروم، ويمكن اعادة توزيعها عن طريق الانفجارات البركانية.

ويتم استخراج الكروم على شكل خام الكروميت، حيث يتم انتاج حوالي خمسي خام ومركزات الكروميت في العالم في جنوب افريقيا، وحوالي الثلث في كازاخستان، بينما تعد الهند وروسيا وتركيا ايضا منتجين رئيسيين لمعدن الكروم، وعلى الرغم من ندرتها، يوجد ايضا رواسب الكروم الاصلية.

 نظرا لاهميت هذا المنتج وفوائده واستخداماته، نحن نقوم بتصدير جميع انواعه، والى جميع انحاء العالم وبافضل الاسعار، ويمكنكم التواصل معنا مباشرة عبرالواتساب وبالضغط على كلمة شراء الظاهر اسفل الشاشة وسوف نجيب على جميع استفساراتكم القيمة.