Хром. 
Разработка месторождений хромовых руд АО "Донской горно-обогатительный комбинат"

Хром (лат. Cromium), Cr, химический элемент VI группы периодической системы Менделеева, атомный номер 24, атомная масса 51,996. Хром иногда относят к чёрным металлам. Хром — твердый металл, имеющий голубовато-белый цвет. Относится к тяжелым, тугоплавким металлам, но при этом в чистом виде пластичен, обладает антиферромагнитными свойствами и химически малоактивен. Металл не соединяется с водой, но с кислородом реакция протекает активно, после чего образуется оксидная пленка, защищающая его от дальнейшего реагирования.

Открытие хрома Открытие хрома (англ. Chromium, франц. Chrome, нем. Chrom) относится к периоду бурного развития химикоаналитических исследований солей и минералов. В России химики проявляли особый интерес к анализу минералов, найденных в Сибири и почти неизвестных в Западной Европе. Одним из таких минералов была так называемая сибирская красная свинцовая руда (крокоит), описанная еще Ломоносовым и впервые химически исследованная И. Г. Леманом в Петербурге в 1766 г. П. С. Паллас, описывая золотые прииски близ Екатеринбурга, уподает о крокоите, как об особо интересном минерале. Позднее этот минерал многократно изучался русскими учеными — И. Д. Биндгеймом, Т. Е. Ловицем, А.А.Мусиным-Пушкиным и др. В конце XVIII в. образцы крокоита попали в минералогические коллекции Западной Европы. Вокелен и Маккварт анализировали его, но не нашли в нем ничего, кроме окислов свинца, железа и алюминия. Однако в 1797 г. Вокелен вернулся к исследованиям минерала, «чудесный красный цвет, прозрачность и кристаллическая структура которого побуждали химиков интересоваться его природой». Сначала, согласно данным Биндгейма, он предполагал наличие в минерале молибдена, но затем убедился в ошибочности этого предположения. Прокипятив тонко измельченный образец минерала с поташем и осадив карбонат свинца, Вокелен получил раствор, окрашенный в оранжево-желтый цвет. Из этого раствора он выкристаллизовал рубиново-красную соль, из которой выделил окисел и свободный металл, отличный от всех известных металлов. Вокелен назвал его хромом (Chrome) от греч. — окраска, цвет; правда, здесь имелось в виду свойство не металла, обладавшего серебристо-белым цветом, а его ярко окрашенных солей. Почти одновременно с Вокеленом хром открыл Клапрот. Обрабатывая размолотый в порошок крокоит соляной кислотой, Клапрот получил хромокислый свинец, из которого отделил хлорид свинца. Оставшийся раствор он обработал содой, в результате чего получилась зеленоватая гидроокись хрома. По традиции, идущей еще от алхимиков, признававших лишь семь металлов, каждый вновь открываемый металл получал очередной номер. Клапрот считал хром 21-м вновь открытым металлом. В России в XIX в. его именовали еще и хромием. Это название встречается у Захарова (1810), Двигубского (1824 — 1828) и даже в учебнике Гесса (1845).

Распространение хрома в природе Среднее содержание Хрома в земной коре (кларк) 8,3· 10−3%. Этот элемент, вероятно, более характерен для мантии Земли, так как ультраосновные породы, которые, как полагают, ближе всего по составу к мантии Земли, обогащены Хромом (2· 10−4%). Хром образует массивные и вкрапленные руды в ультраосновных горных породах; с ними связано образование крупнейших месторождений Хрома. В основных породах содержание Хрома достигает лишь 2· 10−2%, в кислых — 2,5· 10−3%, в осадочных породах (песчаниках) — 3,5· 10−3%, глинистых сланцах — 9· 10−3%. Хром — сравнительно слабый водный мигрант; содержание Хрома в морской воде 0,5 мг/л. В целом Хром — металл глубинных зон Земли; каменные метеориты (аналоги мантии) тоже обогащены Хромом (2,7· 10−1%). Известно свыше 20 минералов Хрома. Промышленное значение имеют только хромшпинелиды (до 54% Сr); кроме того, Хром содержится в ряде других минералов, которые нередко сопровождают хромовые руды, но сами не представляют практическое ценности (уваровит, волконскоит, кемерит, фуксит).

Физические свойства Хрома.

Хром — твердый, тяжелый, тугоплавкий металл. Чистый Хром пластичен. Хром всегда считался очень хрупким металлом, почти не обладающим пластичными свойствами. В последние годы путем переплава его электронным лучом в вакууме получен металл весьма пластичный, прогинающиеся в тонкую проволку. На пластические свойства хрома особенное влияние оказывают газы, попадающие в него в процессе получения. Так, например, хром, полученный электролитическим способом, может содержать 0,03% водорода, что составляет 3.36 л Н на 1 кг хрома. Удаляют водрод при нагревании металла до 400С, а полностью от него избавляются только переплавкой металла в вакууме.

Применение хрома Хром — важный компонент во многих легированных сталях (в частности, нержавеющих), а также и в ряде других сплавов. Используется в качестве износоустойчивых и красивых гальванических покрытий (хромирование). Хром применяется для производства сплавов: хром-30 и хром-90, незаменимых для производства сопел мощных плазмотронов и в авиакосмической промышленности. Хром применяется для получения различных сортов специальных сталей в изготовлении стволов огнестрельных орудий (от ружейных до пушечных), броневых плит, несгораемых шкафов и т. д. Стали, содержащие более 13% хрома, почти не ржавеют и применяются для изготовления подводных частей кораблей, в частности, для постройки корпусов подводных лодок. Хром широко применяется для хромирования изделий. Хромирование осуществляется электролитическим путем. Несмотря на то, что толщина наносимых пленок часто не превышает 0,005 мм, хромированные изделия становятся устойчивыми к внешним воздействиям (влаге, воздуху) и не ржавеют. Из соединений хрома изготавливаются хромистые кирпичи — хромомагнезиты, применяемые в рабочем пространстве металлургических печей и других металлургических устройствах и сооружениях. «Нержавейка"—сталь, отлично противостоящая коррозии и окислению, содержит примерно 17—19% хрома и 8—13% никеля. Но этой стали углерод вреден: карбидообразующие «наклонности» хрома приводят к тому, что большие количества этого элемента связываются в карбиды, выделяющиеся на границах зерен стали, а сами зерна оказываются бедны хромом и не могут стойко обороняться против натиска кислот и кислорода. Поэтому содержание углерода в нержавеющей стали должно быть минимальным (не более 0,1%).При высоких температурах сталь может покрываться «чешуей» окалины. В некоторых машинах детали нагреваются до сотен градусов. Чтобы сталь, из которой сделаны эти детали, не «страдала» окалинообразованием, в нее вводят 25—30% хрома. Такая сталь выдерживает температуры до 1000 °C! В качестве нагревательных элементов успешно служат сплавы хрома с никелем — нихромы. Добавка к хромоникелевым сплавам кобальта и молибдена придает металлу способность переносить большие нагрузки при 650—900° С. Из этих сплавов делают, например, лопатки газовых турбин. Сплав кобальта, молибдена и хрома («комохром») безвреден для человеческого организма и поэтому используется в восстановительной хирургии. Одна из американских фирм недавно создала новые материалы, магнитные свойства которых изменяются под влиянием температуры. Эти материалы, основу которых составляют соединения марганца, хрома и сурьмы, по мнению ученых, найдут применение в различных автоматических устройствах, чувствительных к колебаниям температуры, и смогут заменить более дорогие термоэлементы.

Хромиты широко используют и в огнеупорной промышленности. Магнезитохромитовый кирпич — отличный огнеупорный материал для футеровки мартеновских печей и других металлургических агрегатов. Этот материал обладает высокой термостойкостью, ему не страшны многократные резкие изменения температуры. Химики используют хромиты для получения бихроматов калия и натрия, а также хромовых квасцов, которые применяются для дубления кожи, придающего ей красивый блеск и прочность. Такую кожу называют «хромом», а сапоги из нее «хромовыми». Как бы оправдывая свое название, хром принимает деятельное участие в производстве красителей для стекольной, керамической, текстильной промышленности. Окись хрома позволила тракторостроителям значительно сократить сроки обкатки двигателей. Обычно эта операция, во время которой все трущиеся детали должны «привыкнуть» друг к другу, продолжалась довольно долго и это, конечно, не очень устраивало работников тракторных заводов. Выход из положения был найден, когда удалось разработать новую топливную присадку, в состав которой вошла окись хрома. Секрет действия присадки прост: при сгорании топлива образуются мельчайшие абразивные частицы окиси хрома, которые, оседая на внутренних стенках цилиндров и других подвергающихся трению поверхностях, быстро ликвидируют шероховатости, полируют и плотно подгоняют детали. Эта присадка в сочетании с новым сортом масла позволила в 30 раз сократить продолжительность обкатки.

Самые большие месторождения хрома находятся в ЮАР (1 место в мире), Казахстане, России, Зимбабве, Мадагаскаре. Также есть месторождения на территории Турции, Индии, Армении, Бразилии, на Филиппинах.

В 2012 году, по оценкам Геологической службы США, в мире было добыто 24,0 млн тонн хромовой руды (хромитов), что на 0,7 млн тонн больше, чем годом ранее. Приблизительно 94% мирового производства хромитов предназначены для использования в металлургической промышленности, для производства феррохрома, а остальное используется в литейном заводе, химических и невосприимчивых секторах. Мировая добыча хромитовой руды поэтому следует за мировым производством феррохрома. Приблизительно 70% мирового производства хромитов потребляются внутри добывающих стран в производстве феррохрома. Четыре страны в настоящее время доминируют в производстве феррохрома — ЮАР, Казахстан, Индия и Китай. В 2008 году Южная Африка, Казахстан и Индия составляли приблизительно 67% полного мирового производства, что немного меньше чем 70% в 2002 году. Однако, в то время как крупнейшие производители феррохрома продолжают доминировать над рынком, китайское производство начало быстро увеличиваться. Производство феррохрома в Китае росло со среднегодовой скоростью 28% в период с 2002 по 2008 год и в 2008 гоу составило 1,5 млн тонн. Несмотря на возрастающие цены на нефть и глобальные события, такие как землятресение в Японии и политические волнения на Ближнем Востоке, объемы мирового производства феррохрома остались на очень высоком уровне в первой половине 2011 года. Во второй половине 2011 года падение цен на никель и хром, вызванное возобновленным беспокойством о глобальном долговом кризисе, начали разрушать уверенность на рынке нержавеющей стали. Мировое производство феррохрома повысилось в ответ на увеличение спроса, достигнув рекордных 9,4 млн тонн в 2011 году, на 4% выше, чем в 2010 году. Южноафриканское производство повысилось в первом квартале 2011 года, однако объемы производства в ЮАР за год в целом уменьшились на 9% из-за снижения спроса в течение года и высоких зимних тарифов на электричество. В 2012 году объем производства феррохрома в мире увеличился до 10,7 млн тонн. В ответ на высокий спрос и увеличение доступности хромитовых (хромовых) руд, китайское производство феррохрома увеличилось на 12% или 260,000 тонн, до рекордных производственных уровней в 2010 году. Несмотря на производство приблизительно 2,4 миллионов тонн феррохрома в 2011 году, Китай остался чистым импортером феррохрома с объемом импорта в размере 1,8 млн тонн в 2011 году. Импорт состаляет 44% полного китайского потребления, при этом Южная Африка поставила 1,1 млн тонн в Китай в 2011 году, что на 18% больше, чем в предыдущем году. В 2012 году Китай произвел 2,7 млн тонн феррохрома. Китайский рынок хромитовых руд продолжает сильно расти. В 2011 году в страну было импортировано 9,4 млн тонн, что на 9% больше чем в предыдущем году. Южная Африка поставляла приблизительно 50% хромита, импортированного в Китай. В конце 2011 года приблизительно 3,6 млн тонн хромитовой руды, согласно оценкам, находилось в запасах в китайских портах.