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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(gè)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(Na2Cr2O7)溶液。濃縮后析出Na2SO4晶體。再將母液冷卻到25℃得到晶體。將晶體與氯化銨混合,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。將晶體與反應(yīng)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。往鉻酸鈉溶液加或溶液,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(duì)廠房、設(shè)備維護(hù)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(diǎn)。
鉻礦砂又稱鉻鐵礦砂,外觀為黑色、褐色半金屬光澤,具有的抗侵蝕性能,鉻礦砂是鑄造用特種砂,是以鉻礦石為主的天然尖晶石,經(jīng)破碎、研磨、篩分成規(guī)定粒度,適用于造型(制芯)的砂。 鉻礦砂按化學(xué)成分分為2級(jí);一級(jí)Cr2O3 ≥45%;二級(jí)Cr2O3≥35%。鉻礦砂在鑄造生產(chǎn)中主要用于大型鑄鋼件的面砂,防止鑄件表面粘砂;其次將其磨粉用于鑄造涂料的耐火骨料;鉻礦砂是激冷材料,在造型(制芯)時(shí)可替代部分冷鐵。
鉻鐵礦砂屬于鉻尖晶石,是一種特殊的鑄造用砂。它是一種天然尖晶石,主要由鉻鐵礦組成。它被粉碎和篩選到特定的顆粒大小,并適用于造型(制芯)砂。鉻鐵礦砂根據(jù)化學(xué)成分分為兩個(gè)等級(jí)。一級(jí) Cr2O3 ≥45%;二級(jí) Cr2O3≥35%。鐵礦石主要用于鑄造生產(chǎn)中大型鑄鋼件的粉砂,以防止砂粘在鑄件表面。其次,它被磨成粉末,在耐火骨料用于鑄造油漆。鉻鐵礦砂是一種冷卻材料,可以在成型(制芯)過程中替代一些冷卻鐵。
鉻礦砂在鑄造上的特性
1.鉻礦具有優(yōu)異的冷卻性能,它不減少熱裂紋,但可以影響溫度梯度,促進(jìn)定向凝固,而不使用冷鐵。
2鉻礦是惰性的,因此不與其他金屬氧化物反應(yīng)。它不會(huì)被錳鋼水弄濕。錳鋼鑄件可以在鉻鐵礦砂成功使用。如果模具正常涂漆且二氧化硅含量低,鐵橄欖石不會(huì)發(fā)生反應(yīng)。
3.鉻鐵礦具有較小的線性膨脹,這是鑄件中可能導(dǎo)致夾砂的一個(gè)因素,因此它可用于混合大型鑄件的濕砂型。
4.鉻鐵礦砂通過細(xì)顆粒燒結(jié)消除金屬滲透,并伴有冷卻和高殘余熱強(qiáng)度。
5鉻鐵礦砂是通用的,它可與各種粘結(jié)劑共同使用。
6.鉻鐵礦砂對(duì)健康無硅砂那樣的不利影響。