Справочник химика 21. Получение хрома

Получение

Хром встречается в природе в основном в виде хромистого железняка Fe(CrO2)2 (хромит железа), представляющий собой шпинель, в которой Cr(III) занимает октаэдрические пустоты, а Fe(II) – тетраэдрические. Из него получают феррохром восстановлением в электропечах коксом (углеродом):

FeO • Cr2O3 + 4C → Fe + 2Cr + 4CO↑

Чтобы получить чистый хром, реакцию ведут следующим образом:

1) сплавляют хромит железа с карбонатом натрия (кальцинированная сода) на воздухе:

4Fe(CrO2)2 + 8Na2CO3 + 7O2 → 8Na2CrO4 + 2Fe2O3 + 8CO2↑

2) растворяют хромат натрия и отделяют его от оксида железа;

3) переводят хромат в дихромат, подкисляя раствор и выкристаллизовывая дихромат;

4) получают чистый оксид хрома восстановлением дихромата углём:

Na2Cr2O7 + 2C → Cr2O3 + Na2CO3 + CO↑

5) с помощью алюминотермии получают металлический хром:

Cr2O3+ 2Al → Al2O3 + 2Cr + 130 ккал

6) с помощью электролиза получают электролитический хром из раствора хромового ангидрида в воде, содержащего добавку серной кислоты. При этом на катодах совершаются в основном 3 процесса:

• восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного с переходом его в раствор;

• разряд ионов водорода с выделением газообразного водорода;

• разряд ионов, содержащих шестивалентный хром, с осаждением металлического хрома;

Cr2O72− + 14Н+ + 12ē → 2Cr + 7h3O

Определение температуры плавления чистого хрома представляет собой чрезвычайно трудную задачу, так как малейшие примеси кислорода или азота существенно влияют на величину этой температуры. По результатам современных измерений она равняется 1907°С. Температура кипения хрома 2671°С. Совершенно чистый (без газовых примесей и углерода) хром довольно вязок, ковок и тягуч. При малейшем загрязнении углеродом, водородом, азотом и т.д. становится хрупким, ломким и твердым.

В зависимости от требуемой степени чистоты металла существует несколько промышленных способов получения хрома.

Возможность алюмотермического восстановления оксида хрома(III) была продемонстрирована еще Фридрихом Вёлером в 1859, однако в промышленном масштабе этот метод стал доступен, как только появилась возможность получения дешевого алюминия. Промышленное алюмотермическое получение хрома началось с работ Гольдшмидта, которому впервые удалось разработать надежный способ регулирования сильно экзотермического (а, следовательно, взрывоопасного) процесса восстановления:

Cr2O3 + 2Al → 2Cr + 2Al2O3.

Предварительно смесь равномерно прогревается до 500-600° С. Восстановление можно инициировать либо смесью перекиси бария с порошком алюминия, либо запалом небольшой порции шихты с последующим добавлением остального количества смеси. Важно, чтобы выделяющейся в процессе реакции теплоты, хватило на расплавление образующегося хрома и его отделение от шлака. Хром, получающийся алюмотермическим способом, обычно содержит 0,015–0,02% С, 0,02% S и 0,25–0,40% Fe, а массовая доля основного вещества в нем составляет 99,1–99,4% Cr. Он очень хрупок и легко размалывается в порошок.

При получении высокочистого хрома используются электролитические методы, возможность этого в 1854 году показал Бунзен, подвергший электролизу водный раствор хлорида хрома. Сейчас электролизу подвергают смеси хромового ангидрида или хромоаммонийных квасцов с разбавленной серной кислотой. Выделяющийся в процессе электролиза хром содержит растворенные газы в качестве примесей. Современные технологии позволяют получать в промышленном масштабе металл чистотой 99,90–99,995% с помощью высокотемпературной очистки в потоке водорода и вакуумной дегазации. Уникальные методики рафинирования электролитического хрома позволяют избавляться от кислорода, серы, азота и водорода, содержащихся в «сыром» продукте.

Есть еще несколько менее значимых способов получения металлического хрома. Силикотермическое восстановление основано на реакции:

2Cr2O3 + 3Si + 3CaO → 4Cr + 3CaSiO3.

Восстановление кремнием, хотя и носит экзотермический характер, требует проведения процесса в дуговой печи. Добавка негашеной извести позволяет перевести тугоплавкий диоксид кремния в легкоплавкий шлак силикат кальция.

Восстановление оксида хрома(III) углем применяется для получения высокоуглеродистого хрома, предназначенного для производства специальных сплавов. Процесс также ведется в электродуговой печи.

В процессе Ван Аркеля – Кучмана – Де Бура применяется разложение иодида хрома(III) на нагретой до 1100°С проволоке с осаждением на ней чистого металла.

Хром можно также получать восстановлением Cr2O3 водородом при 1500°С, восстановлением безводного CrCl3 водородом, щелочными или щелочноземельными металлами, магнием и цинком [12].

Сегодня общий объем потребления чистого хрома (не менее 99% Cr) составляет около 15 тысяч тонн, из них около трети приходится на электролитический хром. Мировым лидером в производстве высокочистого хрома является английская фирма Bell Metals. Первое место по объемам потребления занимают США (50%), второе – страны Европы (25%), третье – Япония. Рынок металлического хрома довольно нестабилен, и цены на металл колеблются в широком диапазоне.

Сейчас в мире ежегодно добывается 11–14 миллионов тонн хромитов. Ведущее место по добыче хромовой руды занимает ЮАР (около 6 млн. тонн ежегодно), за ней следует Казахстан, обеспечивая 20% мировых потребностей. Из-за большой глубины залегания хромовой руды ее обычно добывают шахтным способом (85%), но иногда практикуется и открытая (карьерная) добыча, например, в Финляндии и на Мадагаскаре. Обычно добываемые руды относятся к категории достаточно качественных и нуждаются только в механической сортировке. Часто обогащать хромиты нецелесообразно, так как при этом можно повысить только содержание Cr2O3, а отношение Fe/Cr остается без изменения. Цена хромита на мировом рынке колеблется в пределах 40–120 долларов США за тонну.

Вывод. Хром встречается в природе в основном в виде хромистого железняка Fe(CrO2)2 (хромит железа). Чтобы получить чистый хром, реакцию ведут следующим образом: сплавляют хромит железа с карбонатом натрия (кальцинированная сода) на воздухе, растворяют хромат натрия и отделяют его от оксида железа; переводят хромат в дихромат, подкисляя раствор и выкристаллизовывая дихромат; получают чистый оксид хрома восстановлением дихромата углём, с помощью алюминотермии получают металлический хром, с помощью электролиза получают электролитический хром из раствора хромового ангидрида в воде, содержащего добавку серной кислоты.

studfiles.net

Получение металлического хрома - Справочник химика 21

Электролитическое получение металлического хрома [c.230]

В настоящее время процессу получения металлического хрома электролизом хромо-аммонийных квасцов (Nh5)2804 Сгг (804)3 уделяется большое внимание. Этот электролит значительно более доступен и дешев по сравнению с хромовокислым и может быть приготовлен переработкой феррохрома с высоким содержанием примесей, полученного из низкокачественных хромитовых руд. [c.108]

Получение. Металлический хром получают восстановлением оксида хрома (П1) при нагревании с алюминием, т. е. методом металлотермии [c.196]

Реакции на катоде могут быть различными. Из схемы на рис. 237 видно, что для получения металлического хрома исходными валентностями в растворе могут быть Сг +, Сг + и Сг +. Растворы, содержащие ионы Сг " и Сг , охвачены треугольником B D, причем здесь возможны реакции [c.518]

Получение металлического хрома [c.186]

Для получения металлического хрома непригоден процесс восстановления СггОз углем, так как неизбежно значительное загрязнение его карбидами. [c.377]

Получение. Металлический хром получают восстановлением оксида хрома (И1) при нагревании с алюминием [c.254]

Как н при электролизе хромовой кислоты, рентабельное получение металлического хрома из растворов хромо-аммонийных квасцов становится возможным только при наличии достаточно дешевого электролита. [c.110]

Для гидрометаллургического получения металлического хрома использованы ванны нагрузкой / = 5000 А с раствором хромовой кислоты в качестве электролита. Среднее напряжение на ванне V = 4,5 В. При электролизе 15 % катодного тока расходуется на процесс перехода Сг + Сг, 15%—на процесс Сг +->Сг +, 70% — на выделение водорода 2Н+ На, 15% анодного тока идет на реакцию окисления Сг +- -Сг +, остальное расходуется на выделение кислорода. [c.253]

В электролизере для получения металлического хрома в качестве электролита применен раствор хромовой кислоты с добавкой серной кислоты. Нагрузка на ванну 5000 А аноды нерастворимые катодный выход по току 15 % среднее напряжение на ванне 4,5 В. [c.276]

ПОЛУЧЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ХРОМА [c.229]

Соли Сг(1И) как товарный продукт производят пока в СССР в недостаточных количествах. Потребители этих солей вынуждены готовить их у себя из бихроматов. Очевидно, однако, в кожевенной промышленности, например, удобнее и выгоднее получать готовые дубители, производство которых (основного сульфата хрома) начато в СССР в 1971 г. В перспективе возможна организация производства хлоридов и (или) сульфатов хрома в качестве исходных продуктов для получения металлического хрома. За рубежом в больших количествах производили только основной сульфат хрома, хромо-калиевые квасцы и ацетат хрома [7]. [c.247]

Существуют и другие способы получения металлического хрома, среди которых электролиз является наиболее простым [c.400]

В одном из способов получения металлического хрома заключительной стадией является сплавление оксида хрома(1П) с кремьием при высокой температуре [c.146]

Имеются литературные указания о получении металлического хрома из аммиачных растворов [702, 414]. [c.163]

Применение хлоридов хрома для получения металлического хрома высокой степени чистоты описано в работе [П5]. Чистый хром предлагается получать хлорированием электролитического хрома с последующей перегонкой хлорида в токе хлора и последующим восстановлением его щелочными или щелочноземельными металлами. [c.47]

Окись хрома служит сырьем для получения металлического хрома (обычно алюмотермическим путем), карбида хрома, шлифовальных паст и красок, стойких к свету, огню и кислороду воздуха. Ее применяют также для окрашивания стекла и керамики. Окись хрома является компонентом весьма часто применяемых в неорганическом и особенно органическом синтезе хромовых катализаторов (для дегидрогенизации алифатических углеводородов, ароматизации парафиновых углеводородов, гидрирования и крекинга, конверсии нефтяных газов и проч., а также для реакций изотопного обмена) Для производства металлического хрома в последнее время все шире стали использовать в качестве полупродукта хлорный хром. 5 [c.571]

Водные растворы каких солей хрома (II, III или VI) можно использовать для электролитического получения металлического хрома [c.203]

Получение хрома. Известно много методов получения металлического хрома восстановление окиси хрома углеродом, водородом, щелочными металлами, кальцием, магнием, алюминием (алю-мотермический метод), кремнием (силикотермический метод), силицидами кальция или алюминия, ферросилицием, карбидом [c.7]

При нагревании водного раствора СгОз при 300—325°С и Ро, = 50—200 кгс/см образуется осадок НСгОг в виде коричнево-красных ромбоэдрических кристаллов (р = 4,10 г/см ) [67]. Большое промышленное значение имеет СгОз как исходный материал для получения металлического хрома и хромовых покрытий и как сильный окислитель. [c.22]

Значительное внимание исследователей привлекали хлориды хрома как перспективное сырье для получения металлического хрома и других соединений хрома, а также для хромирования. [c.257]

Для того чтобы ответить на вопрос о том, является ли какая-либо из форм трехвалентного хрома промежуточной ступенью при получении металлического хрома, были поставлены опыты с введением в электролит радиоактивного сульфата хрома как в виде зеленой, так и в виде фиолетовой его модификации. Фиолетовый сульфат готовили растворением гидрата окиси хрома в серной кислоте, а зеленый — продолжительным кипячением и быстрым охлаждением раствора фиолетового. Результаты этих опытов приведены в табл. 1. [c.29]

Благодаря различной растворимости в воде сульфат калия легко отделяется от СггОз, который служит исходным продуктом для получения металлического хрома. [c.228]

Из данных исследования А. Т. Вагра1мяна и Д. Н. Усачева в сопоставлении с анализом схемы реакции (см. рис. 237) следует, что ионы Сг + пассивны вследствие малой скорости реакции ВО, а активными являются ионы Сг +, образующиеся не по реакциям АВ и ВС, а непосредственно из СГ2О72- или НСГО4-по реакции АС. Далее следует получение металлического хрома, идущее по реакции СО. [c.531]

Электролитически полученный металлический хром поглощает большие количества водорода (до 0,45 вес. % хрома). В 1926 г. Вейсельфельдеру удалось впервые получить гидрид хрома СгНд. [c.320]

Оксид хрома щироко применяется для получения металлического хрома, полировочных составов, а также для изготовления масляных красок ( хромовая зелень ). Эти краски отличаются стойкостью по отношению к нагреванию и к атмосферным влияниям, а потому используются для окраски частей машин, металлических конструкций и т. д. СГдОз как зеленая краска используется в книгопечатании, литографии, для окраски фарфора и стекла. [c.322]

При электролитическом получении металлического хрома из раствора хромовоаммонийных квасцов (Nh5). S04 Сгз (504) ) выход по току хрома составляет около 40 %. [c.276]

Реакцию восстановления проводят в дво стадии сначала нри 400—500 С в тсченпе 15—20 мип (при этом образуется хлорид двухвалентного хрома), а затем, для получения металлического хрома, температуру повышают до 1100—1200" С. [c.61]

Хром. Получение металлического хрома алюмотермиче-ским путем. Свойства хрома. [c.69]

Преимущества процесса получения металлического хрома электролизом хромо-аммонийных квасцов (Nh5)2S04- r2 (804)3 заключаются в доступности и дешевизне электролита и в 2 раза более высоком электрохимическом эквиваленте хрома. [c.99]

Электролиз растворов хроматов и бихроматов. Предложено [546] получать СгОз электролизом раствора (NHi)2 r207 с применением анода из феррохрома (одновременно на катоде может быть получен металлический хром). Имеются данные [560—562] о получении СгОз электролизом раствора Na2 r04. Метод проверяли у нас на полузаводской установке в электролизере с диафрагмой из артикского туха. [c.214]

Хромоаммониевые квасцы. В последние десятилетия к ним проявляли интерес в США в связи с проблемой электролитического получения металлического хрома [95, 792]. Исследованы [747, 793, 794] два способа производства электролита. По первому способу восстанавливают Na2 r04 двуокисью серы и электролит готовят добавлением h3SO4 и (N 4)2804 к полученному раствору Сг2(804)3 (после кристаллизации и отделения N32804). При этом получается Наг 804 в качестве малоценного отхода. По второму способу перерабатывают хромит или высокоуглеродистый феррохром непосредственно в хромоаммониевые квасцы. Трудность заключается в отделении примесей. Особенно сложна технологическая схема, если исходить из хромита [95, 793, 795]. Более просто,-конечно, получать хромоаммониевые квасцы из феррохрома [792, 796]. Технологическая схема производства электролитического хрома в США дана в работе [792]. Процесс получения электролита описан в 1 издании настоящей книги. [c.255]

В УНИХИМе (М. Т. Серебренникова с сотр.) разработан метод получения хромоаммониевых квасцов и хромоаммиачного электролита восстановлением растворов МагСг04 сернистым газом и древесным углем с выводом НагЗО в виде мирабилита и оборачиванием (ЫН4)г504 в производственном цикле. Процесс (в цикле с электролитическим получением металлического хрома) состоит из следующих стадий [c.256]

Хромит кальция и продукты его термической диссоциации могут служить сырьем для получения металлического хрома алюми-нотермическим методом. В связи с этим возникает необходимость разработки более дешевых способов их получения. [c.19]

Для лабораторного получения металлического хрома в тигель из огнеупорной глины или фарфора (высотой примерно 10 сж) помещают 10 г порошкообразного СаГг, затем сухую однородную порошкообразную смесь из 35 г СггОз и 25 г К2СГ2О7 (или меньшее количество сухого СгОз) плюс 17 г тонко измельченного А1. В середину тигля помещают зажигательную смесь из 15 г ВаОг и 5 г порошкообразного алюминия и ленты металлического магния. [c.229]

chem21.info

Получение - хром - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Получение - хром

Cтраница 3

Большое число работ посвящено получению хрома из растворов различных его соединений [1], однако практическое применение нашло только хромирование из растворов хромовой кислоты в присутствии небольшого количества серной кислоты или некоторых других солей. [31]

За последнее время в технологии получения хрома электролизом хромовой кислоты достигнуты значительные успехи. [32]

Нужно отметить, что процесс получения хрома из феррохрома двойным электролизом связан с большими затратами. [33]

АН КазССР; были определены условия получения катодного хрома со значительным выходом по току. По независящим от авторов причинам эти работы еще только недавно поступили в печать. [34]

Чему равна масса алюминия, необходимого для получения хрома массой 1 т из оксида хрома ( III) методом алюминотермии. [35]

Изменение рН приэлектродного слоя происходит и при электролизе сильнокислых растворов, например при получении хрома из растворов хромового ангидрида, а также при выделении меди из сернокислых растворов при высоких плотностях тока. Степень подщелачивания зависит также от температуры и перемешивания электролита и снижается с повышением температуры и усилением перемешивания. [36]

У каждого из этих способов есть свои положительные и отрицательные стороны: если при получении хрома по сульфатной схеме расход электроэнергии значительно меныпе, то эта схема осложняется наличием отработанного анолита и необходимостью применения диафрагменных ванн. [37]

Он встречается главным образом в виде хромистого железняка Cr2 [ FeOj, являющегося основным сырьем для получения хрома и его соединений. [39]

С этим следует согласиться, так как идет ли восстановление по реакции AD непосредственно или по реакциям Сг6 - Сг2 - Сг ( AC, CD), на получение хрома затрачивается то же количество максимальной работы и то же количество электричества. [40]

Основной его минерал - хромовая шпинель, а руда - хромит или хромистый железняк, из которого выплавляют феррохром. Получение хрома в чистом виде - процесс длительный и трудоемкий, поэтому применяют главным образом феррохром, который получают в дуговых печах непосредственно из хромита. Хром - важнейший легирующий элемент черной металлургии. Хро-моникелевая сталь известна под названием нержавеющей стали. Соли хрома, например, РЬСгО4 идут на изготовление различных красителей-пигментов. В лаборатории широко используется хромпик-смесь насыщенного раствора дихромата калия с концентрированной серной кислотой. Этот состав легко отмывает любую грязь с поверхности стеклянной посуды. [42]

Производство электролитического хрома высокой чистоты осуществляется сейчас в небольших масштабах. Для получения хрома электролизом применяют два типа электролитов: на основе хромовой кислоты и на основе хромо-аммонийных квасцов. [43]

Кроме этой проволоки, для наплавки могут использоваться также проволоки марок Св - 06Х14 и Св - 10Х13, однако при этом процесс наплавки менее устойчивый, несколько хуже формирование валиков и наблюдается повышенное разбрызгивание металла. Для получения хрома около 12 % наплавка всеми этим проволоками должна производиться, как минимум, в два слоя. [44]

При выплавке чугуна из таких руд часть хрома переходит в металл, но большая часть собирается в шлаки. Вопрос получения хрома настолько актуален, что со времени первой мировой войны разработано и осуществляется извлечение хрома из шлаков. Положение с нехваткой хрома усугубляется еще и тем, что руда его - хромистый железняк ( FeO Сг2Оэ) - представляет собой ценный материал для изготовления огнеупорных и жароупорных кирпичей для печей в металлургии. [45]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru