Xrom elementning umumiy xarakteristikasidir. Tabiatdagi xrom va uning sanoatda olinishi. Xromning kimyoviy xossalari

2. TABIATDAGI XROM VA UNING SANOAT YO‘LLARIDA olinishi.

Xrom Yerda juda keng tarqalgan element hisoblanadi. Uning klarki (er qobig'idagi o'rtacha miqdori) qobiqning 8,3 10 -3% ni tashkil qiladi. Chromium hech qachon erkin holatda topilmaydi. Xrom rudalarida faqat xromit FeCr 2 O 4 amaliy ahamiyatga ega bo'lib, u shpinellarga tegishli - umumiy formulasi MO·Me 2 O 3 bo'lgan kub tizimning izomorf minerallari, bu erda M ikki valentli metall ioni, Me esa uch valentli. metall ioni. Shpinellar bir-biri bilan qattiq eritmalar hosil qilishi mumkin, shuning uchun magnoxromit (Mg,Fe)Cr 2 O 4 , alyuminiy xromit Fe (Cr, Al) 2 O 4, xromopikotit (Mg, Fe) ( Cr, Al) 2 O 4 - ular barchasi xrom shpinellar sinfiga tegishli. Shpinellarga qo'shimcha ravishda, xrom kamroq tarqalgan ko'plab minerallarda mavjud, masalan, melanokroit 3PbO 2Cr 2 O 3, vokelenit 2 (Pb, Cu) CrO 4 (Pb, Cu) 3 (PO 4) 2, tarapakait K 2 CrO 4 , ditzeite CaIO 3 CaCrO 4 va boshqalar.
Xromitlar quyuq yoki deyarli qora rangga ega, metall yorqinligi bor va odatda uzluksiz massivlar shaklida yotadi. Xromit konlari magmatik kelib chiqadi. Uning aniqlangan resurslari dunyoning 47 mamlakatida baholanadi va 15 milliard tonnani tashkil qiladi. Xromit zahiralari bo'yicha birinchi o'rinni Janubiy Afrika (dunyodagi tasdiqlangan zahiralarning 76%) egallaydi, bu erda Bushveld konlari katta ahamiyatga ega, xromit rudasi miqdori 1 milliard tonnani tashkil etadi. Xromit resurslari bo'yicha dunyoda ikkinchi o'rinni Qozog'iston (jahon zahiralarining 9%) egallaydi, u erda juda yuqori sifatli xrom rudalari mavjud. Qozogʻistondagi barcha xromit resurslari Aqtoʻbe viloyatida toʻplangan (zaxirasi 300 mln. tonna Kempirsay massivi); konlar 1930-yillarning oxiridan boshlab oʻzlashtirildi. Uchinchi o'rinni Zimbabve egallagan (jahon zahiralarining 6%). Bundan tashqari, AQSH, Hindiston, Filippin, Turkiya, Madagaskar va Braziliyada sezilarli xromit resurslari mavjud. Rossiyada Xromitning ancha katta konlari Uralsda (Saranovskoye, Verblyuzhyegorskoye, Alapaevskoye, Monetnaya dacha, Xalilovskoye va boshqa konlar) topilgan.
19-asr boshlarida xromitning asosiy manbai Ural konlari edi, ammo 1827 yilda amerikalik Isaak Tayson Merilend va Pensilvaniya chegarasida xromit rudasining katta konini topdi va ko'p yillar davomida tog'-kon sanoatida monopolistga aylandi. 1848 yilda Bursa yaqinida Turkiyada yuqori sifatli xromit konlari topilgan. Merilenddagi zahiralar tugaganidan so'ng, Turkiya 1906 yilda Hindiston va Janubiy Afrika estafetani ushlab turgunga qadar xromitlarni qazib olish bo'yicha etakchi bo'ldi.
Hozir dunyoda yiliga 11-14 million tonna xromit qazib olinadi. Xrom rudasini qazib olish bo'yicha etakchi o'rinni Janubiy Afrika (yiliga taxminan 6 million tonna) egallaydi, undan keyin Qozog'iston dunyo talabining 20 foizini ta'minlaydi. Xrom rudasi katta chuqurlikda joylashganligi sababli, u odatda shaxtalarda (85%) qazib olinadi, lekin ba'zida ochiq (karer) usulda qazib olish ham qo'llaniladi, masalan, Finlyandiya va Madagaskarda. Odatda qazib olinadigan rudalar etarli sifatga ega va faqat mexanik saralashni talab qiladi. Xromitlarni boyitish ko'pincha amaliy emas, chunki bu holda faqat Cr 2 O 3 tarkibini va Fe ning nisbatini oshirish mumkin. : Cr o'zgarishsiz qoladi. Jahon bozorida xromitning narxi bir tonna uchun 40-120 AQSh dollari orasida o'zgarib turadi.
Xrom kumushsimon metalldir, zichligi 7200 kg / m3. Sof xromning erish nuqtasini aniqlash juda qiyin ishdir, chunki kislorod yoki azotning eng kichik aralashmalari bu harorat qiymatiga sezilarli darajada ta'sir qiladi. Zamonaviy o'lchovlar natijalariga ko'ra, u 1907 ° S ga teng. Xromning qaynash nuqtasi 2671 ° S. To'liq sof (gaz aralashmalari va uglerodsiz) xrom juda yopishqoq, zarb va egiluvchan. Uglerod, vodorod, azot va boshqalar bilan ozgina ifloslanishda. mo'rt, mo'rt va qattiq bo'ladi. Oddiy haroratlarda u a-modifikatsiyasi ko'rinishida mavjud va kubik tana markazli panjaraga ega. Kimyoviy jihatdan xrom yuzasida kuchli yupqa oksidli plyonka hosil bo'lganligi sababli ancha inertdir. Namlik bo'lganda ham havoda oksidlanmaydi va qizdirilganda oksidlanish faqat sirtda sodir bo'ladi. Xrom suyultirilgan va konsentrlangan nitrat kislota, aqua regia bilan passivlanadi va metallni bu reagentlar bilan qaynatganda ham u ozgina eriydi. Nitrat kislota bilan passivlangan xrom, himoya qatlami bo'lmagan metalldan farqli o'laroq, suyultirilgan sulfat va xlorid kislotalarda erimaydi, hatto bu kislotalarning eritmalarida uzoq vaqt qaynashda ham erimaydi, ammo ma'lum bir vaqtda tez erish boshlanadi va ko'pik paydo bo'lishi bilan birga keladi. chiqarilgan vodorod - passiv shakldan xrom oksidli plyonka bilan himoyalanmagan holda faollashadi:
Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2
Agar eritish jarayonida nitrat kislota qo'shilsa, reaktsiya darhol to'xtaydi - xrom yana passivlanadi.
Qizdirilganda metall xrom halogenlar, oltingugurt, kremniy, bor, uglerod va boshqa elementlar bilan birlashadi:
Cr + 2F 2 = CrF 4 (CrF 5 aralashmasi bilan)
2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3
2Cr + 3S = Cr2S3


Cr + C = Cr 23 C 6 + Cr 7 C 3 aralashmasi.
Xromni havoda erigan soda, nitratlar yoki gidroksidi metallarning xloratlari bilan qizdirilsa, tegishli xromatlar (VI) olinadi:
2Cr + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 \u003d 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2.
Metallning kerakli tozalik darajasiga qarab, xrom olishning bir necha sanoat usullari mavjud.
Imkoniyat aluminotermik Xrom (III) oksidining kamayishi 1859 yilda Fridrix Wöhler tomonidan ko'rsatildi, ammo arzon alyuminiy olish imkoni paydo bo'lishi bilan bu usul sanoat miqyosida mavjud bo'ldi. Xromning sanoat aluminotermik ishlab chiqarilishi yuqori ekzotermik (va shuning uchun portlovchi) qaytarilish jarayonini boshqarishning ishonchli usulini birinchi bo'lib ishlab chiqqan Goldshmidtning ishidan boshlandi:
Cr 2 O 3 + 2Al \u003d 2Cr + 2Al 2 O 3.
Aralash 500-600 ° S ga teng ravishda isitiladi.Kamaytirishni bariy peroksid va alyuminiy kukuni aralashmasi yoki aralashmaning kichik qismini yoqish, keyin aralashmaning qolgan qismini qo'shish orqali boshlash mumkin. Reaksiya paytida chiqarilgan issiqlik hosil bo'lgan xromni eritib, uni cürufdan ajratish uchun etarli bo'lishi muhimdir. Aluminotermik usulda olingan xrom odatda 0,015-0,02% C, 0,02% S va 0,25-0,40% Fe ni o'z ichiga oladi va undagi asosiy moddaning massa ulushi 99,1-99,4% Cr. U juda mo'rt va osonlikcha changga aylanadi.
Yuqori toza xromni olishda elektrolitik usullar qo'llaniladi, buning imkoniyati 1854 yilda xrom xloridning suvli eritmasini elektrolizga duchor qilgan Bunsen tomonidan ko'rsatilgan. Endi xrom angidrid yoki xromoammoniy alumining suyultirilgan sulfat kislota bilan aralashmalari elektrolizga duchor bo'ladi. Elektroliz jarayonida ajralib chiqqan xrom aralashmalar sifatida erigan gazlarni o'z ichiga oladi. Zamonaviy texnologiyalar sanoat miqyosida vodorod oqimida yuqori haroratli tozalash va vakuumli degassatsiya yordamida tozaligi 99,90-99,995% bo'lgan metallni olish imkonini beradi. Elektrolitik xromni tozalashning noyob usullari sizga "xom" mahsulot tarkibidagi kislorod, oltingugurt, azot va vodoroddan xalos bo'lishga imkon beradi.
Xrom metallini olishning yana bir qancha ahamiyatsiz usullari mavjud. Silikotermik qaytarilish quyidagi reaksiyaga asoslanadi:
2Cr 2 O 3 + 3Si + 3CaO = 4Cr + 3CaSiO 3.
Kremniyni pasaytirish, garchi ekzotermik bo'lsa-da, jarayonni yoy pechida o'tkazishni talab qiladi. Söndürülmüş ohak qo'shilishi o'tga chidamli kremniy dioksidini past eriydigan kaltsiy silikat cürufiga aylantirish imkonini beradi.
Xrom (III) oksidini ko'mir bilan kamaytirish maxsus qotishmalar ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan yuqori uglerodli xromni olish uchun ishlatiladi. Jarayon elektr kamon pechida ham amalga oshiriladi.
Van Arkel-Kuchman-De Bur jarayoni xrom (III) yodidning 1100 ° S ga qadar qizdirilgan simga sof metallni cho'ktirish bilan parchalanishidan foydalanadi.
Xromni Cr 2 O 3 ni vodorod bilan 1500 ° C da, suvsiz CrCl 3 ni vodorod, gidroksidi yoki gidroksidi tuproq metallari, magniy va rux bilan kamaytirish orqali ham olish mumkin.