铬是如何从矿石中提取的？

2025-08-09

铬是从其主要矿石中提取出来的。 铬铁矿 (FeCr₂O₄) 通过一系列涉及化学反应和冶金过程的步骤。以下是提取过程的概述：

1. 铬矿的开采和富集

• 铬矿石可以在地下矿或露天矿中开采。
• 矿石被粉碎和富集以提高铬含量。这包括：
  • 破碎: 将矿石分解成更小的颗粒。
  • 磨矿: 将矿石粉碎以增加表面积。
  • 重选: 使用水或空气将较重的铬铁矿颗粒与较轻的脉石材料分离。

2. 铬矿石转化为铬酸钠

• 富集后的铬矿石与碳酸钠 (Na₂CO₃) 混合，并在有空气（氧气）的情况下加热。1000°C。

• 这个过程被称为焙烧，它使矿石中的铬氧化成可溶性的铬酸钠 ((Na₂CrO₄))：

  \[4FeCr₂O₄ + 8Na₂CO₃ + 7O₂ → 8Na₂CrO₄ + 2Fe₂O₃ + 8CO₂\]

3. 浸出和纯化

• 将焙烧后的混合物用水浸出，溶解铬酸钠 ((Na₂CrO₄))。
• 将溶液过滤以除去不溶性残留物（主要为氧化铁，(Fe₂O₃)）。

• 铬酸钠转化为重铬酸钠((Na₂Cr₂O₇)) 通过用硫酸酸化溶液：

  \[2 \text{Na}_2\text{CrO}_4 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Na}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{O}\]

4. 还原为氧化铬

• 重铬酸钠被还原为三价铬氧化物 ((Cr₂O₃))使用还原剂，例如碳或硫：

  \[\text{Na}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + 2 \text{C} \rightarrow \text{Cr}_2\text{O}_3 + \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{CO}\]

5. 将铬还原为金属

• 三氧化二铬 (Cr₂O₃) 通过以下方法还原成金属铬 铝 在铝热反应中。这是一个高度放热过程的例子。

  \[\text{Cr}_2\text{O}_3 + 2 \text{Al} \rightarrow 2 \text{Cr} + \text{Al}_2\text{O}_3\]

• 或者， 电解过程 可以用，其中铬离子从溶液中沉积。

流程概要

1. 采矿和富集 铬铁矿
2. 焙烧用碳酸钠处理矿石，生成铬酸钠。
3. 转换 铬酸钠转化为重铬酸钠。
4. 减少 重铬酸钠到铬酸三氧化物的转化。
5. 减少 三氧化铬到铬金属的转化。

这个过程生产高纯度铬，这对于不锈钢、合金和其他工业用途至关重要。

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