Sifat kromium
Kromium, simbol unsur Cr, nomor atom 24, massa atom relatif 51,996, termasuk dalam unsur logam transisi golongan VIB pada tabel periodik unsur kimia. Logam kromium adalah kristal kubik berpusat badan, berwarna putih keperakan, densitas 7,1 g/cm³, titik leleh 1860℃, titik didih 2680℃, kapasitas panas spesifik pada 25℃ 23,35 J/(mol·K), panas penguapan 342,1 kJ/mol, konduktivitas termal 91,3 W/(m·K) (0-100°C), resistivitas (20°C) 13,2 Ω·cm, dengan sifat mekanik yang baik.
Kromium memiliki lima valensi: +2, +3, +4, +5, dan +6. Dalam kondisi aksi endogen, kromium umumnya memiliki valensi +3. Senyawa dengan kromium +trivalen adalah yang paling stabil. Senyawa kromium +sixvalen, termasuk garam kromium, memiliki sifat pengoksidasi yang kuat. Jari-jari ion Cr3+, Al3+, dan Fe3+ serupa, sehingga mereka dapat memiliki berbagai kemiripan. Selain itu, unsur-unsur yang dapat menggantikan kromium adalah mangan, magnesium, nikel, kobalt, seng, dll., sehingga kromium tersebar luas dalam mineral magnesium besi silikat dan mineral aksesori.
Aplikasi
Kromium adalah salah satu logam yang paling banyak digunakan dalam industri modern. Logam ini terutama digunakan dalam produksi baja tahan karat dan berbagai baja paduan dalam bentuk ferroalloy (seperti ferrochrome). Kromium memiliki karakteristik keras, tahan aus, tahan panas, dan tahan korosi. Bijih kromium banyak digunakan dalam metalurgi, bahan tahan api, industri kimia, dan industri pengecoran.
Dalam industri metalurgi, bijih kromium terutama digunakan untuk melebur ferokrom dan kromium logam. Kromium digunakan sebagai aditif baja untuk menghasilkan berbagai baja khusus berkekuatan tinggi, tahan korosi, tahan aus, tahan suhu tinggi, dan tahan oksidasi, seperti baja tahan karat, baja tahan asam, baja tahan panas, baja bantalan bola, baja pegas, baja perkakas, dll. Kromium dapat meningkatkan sifat mekanik dan ketahanan aus baja. Kromium logam terutama digunakan untuk melebur paduan khusus dengan kobalt, nikel, tungsten, dan unsur lainnya. Pelapisan krom dan kromisasi dapat membuat baja, tembaga, aluminium, dan logam lainnya membentuk permukaan tahan korosi yang cerah dan indah.
Dalam industri refraktori, bijih kromium merupakan bahan refraktori penting yang digunakan untuk membuat batu bata krom, batu bata krom magnesia, refraktori canggih, dan bahan refraktori khusus lainnya (beton krom). Refraktori berbasis kromium terutama meliputi batu bata dengan bijih krom dan magnesia, klinker magnesia-krom yang disinter, batu bata magnesia-krom cair, dan batu bata magnesia-krom cair yang digiling halus kemudian direkatkan. Bahan-bahan ini banyak digunakan dalam tungku perapian terbuka, tungku induksi, dll., serta lapisan konverter metalurgi dan tungku putar di industri semen, dll.
Dalam industri pengecoran, bijih kromium tidak akan berinteraksi dengan unsur lain dalam baja cair selama proses pengecoran, memiliki koefisien ekspansi termal yang rendah, tahan terhadap penetrasi logam, dan memiliki kinerja pendinginan yang lebih baik daripada zirkon. Bijih kromium untuk pengecoran memiliki persyaratan ketat pada komposisi kimia dan distribusi ukuran partikel.
Dalam industri kimia, penggunaan kromium yang paling langsung adalah untuk memproduksi larutan natrium dikromat (Na2Cr2O7·H2O), dan kemudian untuk menyiapkan senyawa kromium lainnya untuk digunakan dalam industri seperti pigmen, tekstil, pelapisan listrik, dan pembuatan kulit, serta katalis.
Bubuk bijih kromium yang digiling halus merupakan zat pewarna alami dalam produksi kaca, keramik, dan ubin berglasur. Ketika natrium dikromat digunakan untuk merusak kulit, protein (kolagen) dan karbohidrat dalam kulit asli bereaksi dengan zat kimia untuk membentuk kompleks yang stabil, yang menjadi dasar produk kulit. Dalam industri tekstil, natrium dikromat digunakan sebagai mordan dalam pewarnaan kain, yang dapat secara efektif mengikat molekul pewarna ke senyawa organik; ia juga dapat digunakan sebagai oksidan dalam pembuatan pewarna dan zat antara.
Mineral kromium
Terdapat lebih dari 50 jenis mineral yang mengandung kromium yang telah ditemukan di alam, tetapi sebagian besar memiliki kandungan kromium rendah dan distribusi yang tersebar, sehingga nilai guna industrinya rendah. Mineral yang mengandung kromium ini termasuk oksida, kromat, dan silikat, selain beberapa hidroksida, iodat, nitrida, dan sulfida. Di antara mineral-mineral tersebut, mineral kromium nitrida dan kromium sulfida hanya ditemukan di meteorit.
Sebagai spesies mineral dalam subfamili bijih kromium, kromit adalah satu-satunya mineral industri kromium yang penting. Rumus kimia teoritisnya adalah (MgFe)Cr2O4, di mana kandungan Cr2O3 mencapai 68%, dan FeO mencapai 32%. Dalam komposisi kimianya, kation trivalen utamanya adalah Cr3+, dan sering terjadi substitusi isomorfik Al3+, Fe3+ dan Mg2+, Fe2+. Pada kromit yang diproduksi sebenarnya, sebagian Fe2+ sering digantikan oleh Mg2+, dan Cr3+ digantikan oleh Al3+ dan Fe3+ dalam berbagai tingkat. Tingkat substitusi isomorfik lengkap di antara berbagai komponen kromit tidak konsisten. Kation koordinasi orde keempat utamanya adalah magnesium dan besi, dan substitusi isomorfik lengkap terjadi antara magnesium dan besi. Menurut metode empat divisi, kromit dapat dibagi menjadi empat subkelompok: kromit magnesium, kromit besi-magnesium, kromit mafik-besi, dan kromit besi. Selain itu, kromit sering mengandung sejumlah kecil mangan, campuran homogen titanium, vanadium, dan seng. Struktur kromit adalah tipe spinel normal.
4. Standar kualitas konsentrat kromium
Berdasarkan metode pengolahan yang berbeda (mineralisasi dan bijih alami), bijih kromium untuk metalurgi dibagi menjadi dua jenis: konsentrat (G) dan bijih bongkahan (K). Lihat tabel di bawah ini.
Persyaratan kualitas bijih kromit untuk metalurgi
Teknologi pengolahan bijih kromium
1) Pemilihan ulang
Saat ini, pemisahan gravitasi menempati posisi penting dalam pengolahan bijih kromium. Metode pemisahan gravitasi, yang menggunakan pelapisan longgar dalam media berair sebagai perilaku dasar, masih merupakan metode utama untuk memperkaya bijih kromium di seluruh dunia. Peralatan pemisahan gravitasi berupa saluran spiral dan konsentrator sentrifugal, dan rentang ukuran partikel yang diproses relatif luas. Umumnya, perbedaan densitas antara mineral kromium dan mineral pengotor lebih besar dari 0,8 g/cm³, dan pemisahan gravitasi untuk ukuran partikel apa pun yang lebih besar dari 100 µm dapat memberikan hasil yang memuaskan. Bijih bongkahan kasar (100 ~ 0,5 mm) disortir atau dipilih terlebih dahulu dengan pengolahan media berat, yang merupakan metode pengolahan yang sangat ekonomis.
2) Pemisahan magnetik
Pemisahan magnetik adalah metode pengolahan yang mewujudkan pemisahan mineral dalam medan magnet tidak seragam berdasarkan perbedaan magnetik mineral dalam bijih. Kromit memiliki sifat magnetik yang lemah dan dapat dipisahkan dengan pemisah magnetik gradien tinggi cincin vertikal, pemisah magnetik pelat basah, dan peralatan lainnya. Koefisien suseptibilitas magnetik spesifik mineral kromium yang dihasilkan di berbagai daerah penghasil bijih kromium di dunia tidak jauh berbeda, dan mirip dengan koefisien suseptibilitas magnetik spesifik wolframit dan kromium yang dihasilkan di berbagai wilayah.
Ada dua situasi dalam menggunakan pemisahan magnetik untuk memperoleh konsentrat kromium bermutu tinggi: pertama, menghilangkan mineral magnetik kuat (terutama magnetit) dalam bijih di bawah medan magnet lemah untuk meningkatkan rasio ferokrom, dan kedua, menggunakan medan magnet kuat untuk memisahkan mineral pengotor dan memulihkan bijih kromium (mineral magnetik lemah).
3) Pemilihan listrik
Pemisahan listrik adalah metode pemisahan bijih kromium dan mineral pengotor silikat dengan menggunakan sifat-sifat listrik mineral, seperti perbedaan konduktivitas dan konstanta dielektrik.
4) Pengapungan
Dalam proses pemisahan gravitasi, bijih kromit berbutir halus (-100 µm) sering dibuang sebagai tailing, tetapi kromit dengan ukuran ini masih memiliki nilai guna yang tinggi, sehingga metode flotasi dapat digunakan untuk memulihkan bijih kromit berbutir halus berkualitas rendah. Flotasi bijih kromium dengan 20% ~40% Cr2O3 dalam tailing dan mineral serpentin, olivin, rutil, dan kalsium magnesium karbonat sebagai mineral pengotor. Bijih digiling halus hingga 200 µm, natrium silikat, fosfat, metafosfat, fluorosilikat, dll. digunakan untuk mendispersikan dan menghambat lumpur, dan asam lemak tak jenuh digunakan sebagai kolektor. Dispersi dan penekanan lumpur pengotor sangat penting untuk proses flotasi. Ion logam seperti besi dan timbal dapat mengaktifkan kromit. Ketika nilai pH bubur di bawah 6, kromit hampir tidak akan mengapung. Singkatnya, konsumsi reagen flotasi besar, kadar konsentrat tidak stabil, dan tingkat perolehannya rendah. Ca2+ dan Mg2+ yang terlarut dari mineral pengotor mengurangi selektivitas proses flotasi.
5) Pengolahan kimia
Metode kimia adalah metode untuk langsung mengolah bijih kromit tertentu yang tidak dapat dipisahkan dengan metode fisik atau biaya metode fisik relatif tinggi. Rasio Cr/Fe konsentrat yang dihasilkan dengan metode kimia lebih tinggi daripada metode fisik biasa. Metode kimia meliputi: pelindian selektif, reduksi oksidasi, pemisahan leburan, pelindian asam sulfat dan asam kromat, reduksi dan pelindian asam sulfat, dll. Kombinasi metode fisik-kimia dan pengolahan langsung bijih kromium dengan metode kimia merupakan salah satu tren utama dalam pengolahan kromit saat ini. Metode kimia dapat langsung mengekstrak kromium dari bijih dan menghasilkan kromium karbida dan kromium oksida.
Waktu posting: 30 April 2021