鉻 Chromium

• 鉻，英文名稱Chromium，元素符号Cr，屬于元素周期表中VIB族金屬元素，原子序數24，原子量51.996，密度7.19g/cm³，熔點1857±20℃，沸點2672℃。體心立方晶體，常見化合價為 3、 6和 2，電離能為6.766電子伏特。鉻是一種銀白色金屬，質極硬而脆，耐腐蝕；屬不活潑金屬，常溫下對氧和濕氣都是穩定。鉻在地殼中的含量為0.01%，居第17位。自然界不存在遊離狀态的鉻，主要含鉻礦石是鉻鐵礦。鉻被廣泛應用于冶金、化工、鑄鐵、耐火及高精端科技等領域。

鉻的發現及工業發展

【鉻元素的發現】

• 1766年，德國列曼分析過一種西伯利亞礦石，确定其中含有鉛，這種礦石被歸類為西伯利亞紅鉛。1797年法國化學家沃克蘭Nicholas Louis Vauquelin被同在西伯利亞金礦開采出的一種鮮紅色的礦石吸引住了，并在這種礦石中發現了一種新元素，即鉻元素，次年用碳還原，制得金屬鉻。他把西伯利亞紅鉛礦石和碳酸鉀一起煮得到意料之中的碳酸鉛沉澱和一種性質不明的鮮黃色溶液。他在這黃色溶液裡加入高汞鹽溶液，就出現了美麗的紅色溶液；加入鉛鹽溶液，出現灼灼奪目的黃色沉澱物；加入氯化亞錫，則溶液又變為清脆的綠色。由于鉻能夠生成美麗多色的化合物，如金屬鉻是銀白雪亮的，硫酸鉻是綠色的，鉻酸鎂是黃色的，重鉻酸鉀是桔紅色的，鉻酸是猩紅色的，氧化鉻是綠色的，鉻礬是藍紫色的，鉻酸鉛是黃色的……因此根據希臘字chroma（顔色）将其命名為chromium。也自此得到了鉻的化學符号Cr。幾乎同時，克拉普羅特也從鉻鉛礦中獨立發現了鉻。

【鉻元素與健康的研究】

• 鉻在1948年被認為是動植物體内的組成成分，1954年發現鉻有生物活性，1957年确定鉻是動物營養的必須微量元素。後來，Mertz證實了鉻的生物化學作用主要是作為胰島素的增強劑，通過胰島素影響糖、蛋白質、脂肪和核酸的代謝。從而證明了鉻是人和動物的必需微量元素之一。此後，許多學者對鉻的代謝、生物學功能及在養殖業中應用作了大量的研究，取得了一些積極的成果和可喜的發現。
• 随着鉻元素對人體影響的關注度逐漸增加，鉻作為一種金屬元素，其工業價值也逐漸體現，逐漸地鉻被廣泛應用于冶金、化工、鑄鐵、耐火及高精端科技等領域。

【我國鉻行業發展】

• 随着國内不鏽鋼産業的不斷發展，生産技術的不斷提升，我國金屬鉻行業發展也極為迅猛，如下圖所示，近幾年我國鉻鐵産量與不鏽鋼粗鋼産量趨勢基本相同，但各階段增速卻不盡相同，2005-2007我國鉻礦進口量攀升近一倍但國内鉻鐵産量僅略超30%，或因國内本土鉻礦開采及冶煉基礎差發展速度慢拖累的原因，但自2009年起國内鉻鐵産量增長開始加速，在全球鉻鐵産量中的份額也大幅攀升。

• 依托國際市場的定價和國内原材料、人力等成本優勢，我國金屬鉻産品作為重要原材料産品之一，上下遊行業的快速發展為金屬鉻行業帶來了良好的發展基礎，具有龐大的市場，巨大的潛在市場為我國金屬鉻行業發展提供了良好的環境。

鉻的物化性質

【鉻的物理性質】

• 鉻是一種微帶天藍色的銀白色金屬，電極電位為負，但它有很強的鈍化性能，在大氣中很快鈍化，顯示出具有貴金屬的性質，所以鋼鐵零件鍍鉻層是陰極鍍層。鉻層在大氣中很穩定，能長期保持其光澤，較強的耐腐蝕性，在堿、硝酸、硫化物、碳酸鹽以及有機酸等腐蝕介質中也非常穩定，鉻層硬度高(900-1100HV)、耐磨性好、反光能力強以及有較好的耐熱性，在500℃以下光澤和硬度均無明顯變化，溫度大于500℃開始氧化變色，大于700℃時才開始變軟。

• 高耐磨性：經鍍鉻處理後的模具型腔比未處理的模具型腔光潔度效果有明顯改善，有效地降低了摩擦系數，提高了模具使用壽命。模具在生産過程中因各種原因産生的拉毛等問題得到有效解決。
• 附着力：無論配對材料是難以加工的不鏽鋼，還是其他各種鋼材或有色金屬，隻要處理得當，鍍鉻處理都出現了較好的附着力。
• 耐腐蝕性能：鉻的電位比鐵負，而鉻本身于大氣中易形成極薄的鈍态膜，在潮濕大氣中也很安定，能長久保持顔色，在堿、硝酸、硫化物、碳酸鹽及有機酸和大多數氣體中也很穩定，所以耐腐蝕性較好。
• 可反複處理：已經做過電鍍處理的模具，因長期使用時模具的磨損，在鉻層脫落前可重複多次電鍍，重複電鍍不破壞模具本身，隻是增加剝離原電鍍層所産生的費用，1t以下的剝離費用是500元左右，1～20t的剝離費用是6000元左右。

【鉻的化學性質】

• 鉻為不活潑金屬，在常溫下對氧和濕氣都是穩定的，但和氟反應生成CrF3。金屬鉻在酸中一般以表面鈍化為其特征。一旦去鈍化後，極易溶解于幾乎所有的無機酸中，但不溶于硝酸。在高溫下，鉻與氮起反應并被堿所侵蝕。可溶于強堿溶液。鉻具有很高的耐腐蝕性，在空氣中，即便是在赤熱的狀态下，氧化也很慢。不溶于水。鍍在金屬上可起保護作用。
• 溫度高于600℃時鉻和水、氮、碳、硫反應生成相應的Cr2O3，Cr2N和CrN, Cr7C3和Cr3C2,C r2S3。鉻和氧反應時開始較快,當表面生成氧化薄膜之後速度急劇減慢；加熱到1200℃時，氧化薄膜破壞，氧化速度重新加快，到2000℃時鉻在氧中燃燒生成Cr2O3。鉻很容易和稀鹽酸或稀硫酸反應,生成氯化物或硫酸鹽，同時放出氫氣。
• 相關化學方程式如下：
• Cr 2HCl= CrCl2 H2↑
• Cr H2SO4 = CrSO4 H2↑

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!