金屬鉻

鉻(Chromium)，化學(xué)符號Cr，單質(zhì)為鋼灰色金屬。元素名來(lái)自于希臘文，原意為“顏色”，因為鉻的化合物都有顏色。1797年法國化學(xué)家沃克蘭 (L.N.Vauquelin)在西伯利亞紅鉛礦（鉻鉛礦）中發(fā)現一種新礦物，次年用碳還原得到。鉻在地殼中的含量為0.01%，居第17位。呈游離態(tài)的自然鉻極其罕見(jiàn)，主要存在于鉻鉛礦中。在元素周期表中屬 ⅥB族， 鉻的原子序數24，原子量51.9961，體心立方晶體，常見(jiàn)化合價(jià)為+2、+3和+6。氧化數為6, 5, 4, 3, 2, 1, −1, −2, −4，是硬度最大的金屬。

發(fā)現歷史

鉻是1797年法國化學(xué)家沃克蘭從當時(shí)稱(chēng)為紅色西伯利亞礦石中發(fā)現的。

早在1766年，在俄羅斯圣彼得堡任化學(xué)教授的德國的列曼曾經(jīng)分析了它，確定其中含有鉛。1798年沃克蘭給他找到的這種灰色針狀金屬命名為chrom，來(lái)自希臘文chroma（顏色）。由此得到鉻的拉丁名稱(chēng)chromium和元素符號Cr。差不多在同一個(gè)時(shí)期里，克拉普羅特也從鉻鉛礦中獨立發(fā)現了鉻。

分布

亞鉻酸鹽在地殼中的自然儲量超過(guò)18億噸，可開(kāi)采儲量超過(guò)8.1億噸。2004年，世界亞鉻酸鹽開(kāi)采量為1750萬(wàn)噸， 其中，南非開(kāi)采763萬(wàn)噸，哈薩克斯坦327萬(wàn)噸，印度295萬(wàn)噸，津巴布韋67萬(wàn)噸，芬蘭58萬(wàn)噸。中國鉻礦資源比較貧乏，按可滿(mǎn)足需求的程度看，屬短缺資源?？偙Ｓ袃α康V石1078萬(wàn)噸，其中富礦占53.6%。鉻礦產(chǎn)地有56處，分布于西藏、新疆、內蒙古、甘肅等13個(gè)省(區)，以西藏為最主要，保有儲量約占全國的一半。中國鉻礦床是典型的與超基性巖有關(guān)的巖漿型礦床，絕大多數屬蛇綠巖型，礦床賦存于蛇綠巖帶中。西藏羅布莎鉻礦和新疆薩爾托海鉻礦等皆屬此類(lèi)。從成礦時(shí)代來(lái)看，中國鉻礦形成時(shí)代以中生代、新生代為主。

在冶金工業(yè)上，鉻鐵礦主要用來(lái)生產(chǎn)鉻鐵合金和金屬鉻。鉻鐵合金作為鋼的添加料生產(chǎn)多種高強度、抗腐蝕、耐磨、耐高溫、耐氧化的特種鋼，如不銹鋼、耐酸鋼、耐熱鋼、滾珠軸承鋼、彈簧鋼、工具鋼等。金屬鉻主要用于與鈷、鎳、鎢等元素冶煉特種合金。這些特種鋼和特種合金是航空、宇航、汽車(chē)、造船，以及國防工業(yè)生產(chǎn)槍炮、導彈、火箭、艦艇等不可缺少的材料。在耐火材料上，鉻鐵礦用來(lái)制造鉻磚、鉻鎂磚和其他特殊耐火材料。

鉻鐵礦在化學(xué)工業(yè)上主要用來(lái)生產(chǎn)重鉻酸鈉，進(jìn)而制取其他鉻化合物，用于顏料、紡織、電鍍、制革等工業(yè)，還可制作催化劑和觸媒劑等。

鉻鐵礦是中國的短缺礦種，儲量少，產(chǎn)量低，每年消費量的80%以上依靠進(jìn)口。鉻具有親氧性和親鐵性，以親氧性較強，只有在還原和硫的逸度較高的情況下才顯示親硫性。在內生作用條件下鉻一般呈三價(jià)。六次酸位的Cr3+和Al3+、Fe3+的離子半徑相接近，故它們之間可以呈廣泛的類(lèi)質(zhì)同象。此外，可與鉻類(lèi)質(zhì)同象代替的元素還有Mn、Mg、Ni、Co、Zn等，所以在鎂鐵硅酸鹽礦物和副礦物中有鉻的廣泛分布。在表生帶強烈氧化條件下（堿性介質(zhì)），Cr3+氧化成Cr6+形式的鉻酸根離子，使不活動(dòng)的鉻離子變成易溶的鉻陰離子發(fā)生遷移。遇極化性很強的離子（如Cu、Pb等），則形成難溶的鉻酸性礦物。

在自然界中已發(fā)現的含鉻礦物約有50余種，分別屬于氧化物類(lèi)、鉻酸鹽類(lèi)和硅酸鹽類(lèi)。此外還有少數氫氧化物、碘酸鹽、氮化物和硫化物。其中氮化鉻和硫化鉻礦物只見(jiàn)于隕 石中。具有工業(yè)價(jià)值的鉻礦物都屬于鉻尖晶石類(lèi)礦物，它們的化學(xué)通式為（Mg、Fe2+）（Cr、Al、Fe3+）2O4或（Mg、Fe2+）O（Cr、Al、Fe3+）2O3，其Cr2O3含量為18%～62%。

有工業(yè)價(jià)值的鉻礦物，其Cr2O3含量一般都在30%以上，其中常見(jiàn)的是：

1.鉻鐵礦

化學(xué)成分為（Mg、Fe）Cr2O4，介于亞鐵鉻鐵礦（FeCr2O4，含FeO32.09%、Cr2O3 67.91）與鎂鉻鐵礦（MgCr2O4，含MgO20.96%、Cr2O3 79.04%）之間，通常有人將亞鐵鉻鐵礦和鎂鉻鐵礦也都稱(chēng)為鉻鐵礦。鉻鐵礦為等軸晶系，晶體呈細小的八面體，通常呈粒狀和致密塊狀集合體，顏色黑色，條痕褐色，半金屬光澤，硬度5.5，比重4.2～4.8，具弱磁性。鉻鐵礦是巖漿成因礦物，產(chǎn)于超基性巖中，當含礦巖石遭受風(fēng)化破壞后，鉻鐵礦常轉 入砂礦中。鉻鐵礦是煉鉻的最主要的礦物原料，富含鐵的劣質(zhì)礦石可作高級耐火材料。

2.富鉻類(lèi)晶石

又稱(chēng)鉻鐵尖晶石或鋁鉻鐵礦?；瘜W(xué)成分為Fe（Cr，Al）2O4，含Cr2O3 32%～38%。其形態(tài)、物理性質(zhì)、成因、產(chǎn)狀及用途與鉻鐵礦相同。

3.硬鉻尖晶石

化學(xué)成分為（Mg、Fe）（Cr、Al）2O4，含Cr2O3 32%～50%。其形態(tài)、物理性質(zhì)、成因、產(chǎn)狀及用途也與鉻鐵礦相同。