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標準號 StandardNo:GB/T 3211-2007

中文標準名稱StandardTitle in Chinese:金屬鉻

英文標準名稱:Metal Chrome

發(fā)布日期IssuanceDate : 2008-05-13

實施日期ExecuteDate:2008-11-01

首次發(fā)布日期FirstIssuance Date :1982-09-23

標準狀態(tài)StandardState :現(xiàn)行。

復審確認日期ReviewAffirmance Date :

計劃編號Plan No:20062096-T-605

代替國標號ReplacedStandard : GB/T 3211-1987

被代替國標號ReplacedStandard:

廢止時間RevocatoryDate :

采用國際標準號AdoptedInternational Standard No: ISO 10387:1994

采標名稱AdoptedInternational Standard Name: 金屬鉻 規(guī)格和交貨條件

采用程度ApplicationDegree : MOD

采用國際標準AdoptedInternational Standard : ISO

國際標準分類號(ICS) :77.100

中國標準分類號(CCS) :H42

標準類別StandardSort:產(chǎn)品

標準頁碼Number ofPages:

標準價格(元)Price(￥) :

主管部門Governor :中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會

歸口單位TechnicalCommittees :全國鋼標準化技術委員會

起草單位DraftingCommittee:中信錦州鐵合金股份有限公司、冶金工業(yè)信息標準研究院。

鉻是1797年法國化學家沃克蘭(L.N.Vauquelin)分析西伯利亞鉻鉛礦時發(fā)現(xiàn)的。根據(jù)希臘字"xP0弘Ⅸ"(顏色)取名為chrome,即鉻(chromium)。他用鉻鉛礦制得鉻酸。并在石墨坩堝內(nèi)用碳還原得到淡灰色金屬。1798年克拉普羅特(w.H.Klaproth)也制得鉻。由于鉻與碳親和力強,很難制得無碳金屬鉻。早在1856年由德維爾(S.C.Dev-ille)、弗雷邁(E.c.Fremy)和沃勒(F.W6hler)等用鈉、鋁和鋅還原氯化鉻制取純鉻。戈爾德施米特(H.Goldschmidt)在1895~1908年間用鋁熱法還原氧化鉻的工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)金屬鉻成功。1854年本生(W.Bunsen)報導電解氯化鉻水溶液制得電解鉻。1905年卡爾弗特(H.R.Carveth)和柯里(B.E.Curry)報導電解鉻酸水溶液制得電解鉻。這種方法在美國采用了約30年。主要問題是電效率低、能耗高和成本貴。美國礦務局經(jīng)十多年的研究,于1946~1950年間多次報導電解鉻一銨一礬水溶液生產(chǎn)電解鉻的方法。并完成半工業(yè)試驗,奠定了電解鉻的生產(chǎn)工藝。1932年范·阿克耳(A.E.Van Arkel)報道用碘化鉻熱分解法制得高純度鉻(Cr99.99%),供特殊用途。中國自1958年開始研制金屬鉻。錦州鐵合金廠在60年代初的半工業(yè)試驗基礎上建成中國鋁熱法金屬鉻生產(chǎn)廠。以后又改用氫氧化鉻法生產(chǎn)氧化鉻以減輕生產(chǎn)過程的鉻害和提高鉻回收率。1959年吉林鐵合金廠試驗鉻一銨一礬水溶液電解法生產(chǎn)電解鉻。

鉻的原子序數(shù)為24。原子量為51.996,外層電子結構為3d54s1。熔點1875℃,沸點2680℃。密度(20℃)7.19g/cm3。鋁熱法鉻(Cr99%)的熔化溫度約為1830℃,密度約為7.2g/cm3。電解鉻(Cr99.9%)的熔化溫度約為1850℃,密度約為7.2g/cm3。鉻為銀白色,微帶天藍色的脆性金屬。在300℃以下對氧、氮、濕空氣都很穩(wěn)定。溫度升高則氧化加快,但在表面形成氧化膜后,則氧化速度減慢,至1200℃氧化膜破壞后則氧化速度加快。故在1000℃以下鉻有抗氧化能力。冷鹽酸、冷硝酸和硫酸對鉻的作用微弱,有抗酸侵蝕特性。鉻與氧生成氧化物CrO、Cr2O3和CrO3,其中Cr2O3較穩(wěn)定。鉻與碳生成Cr4C、Cr7C3和Cr3C2;與硅生成Cr2Si、Cr5Si3、CrSi和CrSi2。鉻的硅化物比碳化物穩(wěn)定,鉻與氮生成CrN和Cr2N。鉻與硫生成CrS。

鉻是脆性金屬不能單獨作為金屬材料,但與鐵、鎳、鈷、鈦、鋁、銅等組成合金后,則成為具有耐熱性、熱強性、耐磨性及特殊性能的工程材料。金屬鉻用作生產(chǎn)各種以鎳或鈷為基的高溫合金,鈦合金,鋁基合金,電阻合金和銅合金等的合金劑。部分用來生產(chǎn)不銹鋼和耐熱鋼。這些材料廣泛用于航空,宇航,核反應堆,汽車,造船,化工,軍工等行業(yè)。

生產(chǎn)方法:電解法,鋁硅熱法,和真空碳還原法。我國金屬鉻生產(chǎn)以鋁熱法為主,少量采用電解法。

自然界的鉻資源主要是鉻鐵礦。而生產(chǎn)金屬鉻是用氧化鉻作鉻原料,故整個工藝分為兩步。首先用鉻鐵礦作原料生產(chǎn)氧化鉻。然后用鋁還原氧化鉻(即鋁熱法)冶煉金屬鉻。用鉻鐵礦生產(chǎn)氧化鉻首先是堿焙燒,將不溶于水的Cr3+鉻鹽轉(zhuǎn)化為溶于水的Cr6+鉻鹽,即Na2CrO4,經(jīng)水浸得到鉻酸鈉(Na2CrO4)水溶液。從鉻酸鈉水溶液制取氧化鉻的工業(yè)方法有3種:

1、氯化銨還原法。加入硫酸使:Na2CrO4變成重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)溶液。濃縮后析出Na2SO4晶體。再將母液冷卻到25℃得到重鉻酸鈉晶體。將重鉻酸鈉晶體與氯化銨混合,在700~800℃下還原得到Cr2O3和NaCl;經(jīng)水洗去掉NaCl而得到氧化鉻,再在約1200℃氧化煅燒脫硫得到氧化鉻。

2、鉻酐熱分解法。將重鉻酸鈉晶體與濃硫酸反應生成鉻酐(CrO3),將鉻酐放在高溫煅燒爐內(nèi)熱分解成氧化鉻。

3、氧氧化鉻熱分解法。往鉻酸鈉溶液加硫磺粉或硫化鈉溶液,將Cr6+還原為Cr3+,即Cr(0H)3沉淀。再經(jīng)高溫煅燒成氧化鉻。用氫氧化鉻法制取氧化鉻具有工藝流程短;鉻回收率高;不產(chǎn)生腐蝕性氣體,對廠房、設備維護有利;節(jié)約大量硫酸和化工原料;副產(chǎn)品海波(Na2S2O3)可以回收利用;成本降低等優(yōu)點。下圖是用冶煉金屬鉻的工藝流程圖。