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

發布日期IssuanceDate : 2008-05-13

實施日期ExecuteDate:2008-11-01

首次發布日期FirstIssuance Date :1982-09-23

標準狀態StandardState :現行。

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:產品

標準頁碼Number ofPages:

標準價格(元)Price(￥) :

主管部門Governor :中國鋼鐵工業協會

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現的。根據希臘字"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規模生產金屬鉻成功。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電解鉻的方法。并完成半工業試驗,奠定了電解鉻的生產工藝。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年代初的半工業試驗基礎上建成中國鋁熱法金屬鉻生產廠。以后又改用氫氧化鉻法生產氧化鉻以減輕生產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電解鉻。

鉻的原子序數為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。

生產方法:電解法,鋁硅熱法,和真空碳還原法。我國金屬鉻生產以鋁熱法為主,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。用鉻鐵礦生產氧化鉻首先是堿焙燒,將不溶于水的Cr3+鉻鹽轉化為溶于水的Cr6+鉻鹽,即Na2CrO4,經水浸得到鉻酸鈉(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;不產生腐蝕性氣體,對廠房、設備維護有利;節約大量硫酸和化工原料;副產品海波(Na2S2O3)可以回收利用;成本降低等優點。下圖是用冶煉金屬鉻的工藝流程圖。