世界之最知识|世界上最硬的金属铬硬度800~1200HV( 二 ) 世界之最知识|「问人人知识网」

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三氧化二铬的制备可用：①氯化铵还原法。即在重铬酸钠晶体中配入一定量的氯化铵，混匀后在还原炉中于700～800℃还原，然后洗去NaCl，过滤获得三氧化二铬滤饼，经过干燥、破碎，在回转窑中于1150～1200℃煅烧。用此法获得的三氧化二铬呈墨绿色，颗粒较大,纯度高，但生产工序多，并产生有害气体HCl 。②煅烧铬酸酐法。即把重铬酸钠加入反应锅中，注入浓硫酸，在200℃下重铬酸钠与硫酸反应生成铬酸酐：
Na2Cr2O7+2H2SO4─→2CrO3+2NaHSO4+H2O静置后铬酸酐和硫酸氢钠沉积成两层。将上部的硫酸氢钠舀出，留在锅中的铬酸酐再加热，用水洗去残留的硫酸钠，从底部放出铬酸酐。铬酸酐在800～950℃下煅烧分解，用水洗去未分解的铬酸酐，过滤获得三氧化二铬。用此法工序少，但产品杂质含量较高。③煅烧氢氧化铬法。即将含Na2CrO4大于200克/升的溶液加温至95℃以上，加入纯净的硫化钠溶液，搅拌后生成大颗粒氢氧化铬Cr(OH)3沉淀。氢氧化铬在回转窑中于1300℃煅烧分解为三氧化二铬Cr2O3 。此法工序少，产品成本低，纯度高，但颗粒细，易损失。
铝热还原要求原料含Cr2O3大于99%，含硫低于0.02%,含铅、砷、锡、锑各低于0.001% 。铝粒粒度应小于0.5毫米，铝量应不大于理论量的98% 。用硝石、镁屑和铝粒作引火剂。
反应焓ΔH圏=-65.0千卡/摩尔(铝) 。为了保持自热反应过程并使金属粒与渣顺利分离，ΔH圏至少应为-72千卡/摩尔（铝），要添加硝酸钠、氯酸钾、铬酸酐或碱金属重铬酸盐等供氧剂补充热量；也可将混合料预热到350～400℃再行入炉。还原反应在内砌镁砖的圆锥形炉筒内进行。先在炉内加入部分混合炉料，在料面中心加引火剂，点燃后在炉料开始反应时，用流槽连续送入其余炉料。反应终止，冷却至室温，拆开炉筒取出金属锭，喷砂清除表面夹渣和氧化膜。生产大金属锭，能提高铬的回收率，渣的流动性也好。铝热法可获得纯度大于98.5%的金属铬,其中含铝不大于0.5% 。渣中含Al2O3高达90%，可作研磨材料。
电解法生产一般用碳素铬铁作原料，采用铬铵矾法电解流程。把碳素铬铁粉碎，溶于电解阳极返回液、结晶母液和硫酸的混合溶液中，过滤除去硅酸盐等残渣,滤液用硫酸铵处理并除铁。纯铬铵矾溶液经陈化(保持30～35℃，放置15日)后,结晶出纯铬铵矾Cr2(SO4)3·(NH4)2SO4·24H2O 。纯铬铵矾溶于热水送入隔膜电解槽电解。用不锈钢作阴极，铅银合金(1%Ag)作阳极，电流密度753安/米2，槽电压4.2伏，电解液温度52～54℃ 。应控制通过电解液进入阳极室的流速，并准确地控制溶液的pH为2.1～2.4 。平均电流效率45%，电耗约18.5千瓦·时/公斤。产品纯度为99.2～99.4%的片状金属铬，含氧0.3～0.5%,呈脆性。为了提高金属铬的纯度，可通过真空处理或氢还原降低含氧量。用+6价铬溶液电解（电流密度9500安/米2，温度84～87℃），可得高纯度金属铬（含氧0.01～0.02%），但电流效率很低(6～7%) 。

世界之最知识|世界上最硬的金属 铬硬度800~1200HV( 二 )

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