El cromo metal es ampliamente reconocido por su uso en el cromado (que a menudo se conoce simplemente como 'cromo'), pero su mayor uso es como ingrediente en Aceros inoxidables. Ambas aplicaciones se benefician de la dureza del cromo, resistencia a corrosión, y la capacidad de ser pulido para una apariencia lustrosa.
Propiedades
- Símbolo atómico: Cr
- Número atómico: 24
- Masa atómica: 51.996 g / mol1
- Categoría del elemento: metal de transición
- Densidad: 7.19 g / cm3 a 20 ° C
- Punto de fusión: 3465 ° F (1907 ° C)
- Punto de ebullición: 4840 ° F (2671 ° C)
- Dureza de Moh: 5.5
Caracteristicas
El cromo es un metal duro y gris que se valora por su increíble resistencia a la corrosión. El cromo puro es magnético y quebradizo, pero cuando se puede alear puede hacerse maleable y pulido a un acabado brillante y plateado.
El cromo deriva su nombre de khrōma, Una palabra griega que significa color, debido a su capacidad para producir compuestos vivos y coloridos, como el óxido de cromo.
Historia
En 1797, el químico francés Nicolas-Louis Vauguelin produjo el primer metal de cromo puro mediante el tratamiento de crocoita (un mineral que contiene cromo) con carbonato de potasio y luego reduciendo el ácido crómico resultante con carbono en un crisol de grafito.
Si bien los compuestos de cromo se han utilizado en tintes y pinturas durante miles de años, no fue hasta mucho después del descubrimiento de Vauguelin que el uso de cromo en aplicaciones de metales comenzó a desarrollarse. A fines del siglo XIX y principios del XX, los metalúrgicos en Europa estaban experimentando activamente con el metal. aleaciones, tratando de producir más fuerte y más duradero aceros.
En 1912, mientras trabajaba en los Laboratorios Firth Brown en el Reino Unido, el metalúrgico Harry Brearley tuvo la tarea de encontrar un metal más resistente para los cañones de armas. Agregó cromo, que se sabía que tenía un alto punto de fusión, al acero al carbono tradicional, produciendo el primer acero inoxidable. Sin embargo, aproximadamente al mismo tiempo, otros, incluidos Elwood Haynes en los EE. UU. E ingenieros en Krupp en Alemania, también desarrollaron aleaciones de acero que contienen cromo. Con el desarrollo del horno de arco eléctrico, la producción a gran escala de acero inoxidable siguió poco después.
Durante el mismo período, también se realizaron investigaciones sobre metales electrochapados, que permitieron metales más baratos, como hierro y níquel, para adoptar en su exterior la resistencia del cromo a la abrasión y la corrosión, así como sus cualidades estéticas. Las primeras características de cromo aparecieron en automóviles y relojes de alta gama a fines de la década de 1920.
Producción
Los productos industriales de cromo incluyen cromo metálico, ferrocromo, químicos de cromo y arenas de fundición. En los últimos años, ha habido una tendencia hacia una mayor integración vertical en la producción de materiales de cromo. Es decir, más compañías están involucradas en la extracción de mineral de cromita y también lo procesan en metal cromo, ferrocromo y, en última instancia, acero inoxidable.
En 2010 producción global de mineral de cromita (FeCr2O4), el mineral primario extraído para la producción de cromo fue de 25 millones de toneladas. La producción de ferrocromo fue de alrededor de 7 millones de toneladas, mientras que la producción de cromo metal fue de aproximadamente 40,000 toneladas. El ferrocromio se produce únicamente con hornos de arco eléctrico, mientras que el cromo metálico se puede producir mediante métodos electrolíticos, silico-térmicos y aluminotérmicos.
Durante la producción de ferrocromo, el calor creado por los hornos de arco eléctrico, que alcanza 5070°F (2800°C), hace que el carbón y el coque reduzcan el mineral de cromo a través de una reacción carbotérmica. Una vez que se ha fundido suficiente material en el hogar del horno, el metal fundido se drena y solidifica en grandes piezas de fundición antes de ser triturado.
La producción aluminotérmica de cromo metálico de alta pureza representa más del 95% del cromo metálico producido en la actualidad. El primer paso en este proceso requiere que el mineral de cromita se toste con soda y cal en el aire a 2000°F (1000°C), que crea un cromato de sodio que contiene calcina. Se puede lixiviar del material de desecho y luego reducirse y precipitarse como óxido crómico (Cr2O3).
El óxido crómico se mezcla con polvo aluminio y poner en un gran crisol de arcilla. Peróxido de bario y magnesio El polvo se extiende sobre la mezcla y el crisol está rodeado de arena (que actúa como aislamiento).
La mezcla se enciende, lo que da como resultado que el oxígeno del óxido crómico reaccione con el aluminio para producir óxido de aluminio y, por lo tanto, libera cromo metal fundido que es 97-99% puro.
Según las estadísticas del Servicio Geológico de los Estados Unidos, los mayores productores de mineral de cromita en 2009 fueron Sudáfrica (33%), India (20%) y Kazajstán (17%). Las compañías productoras de ferrocromo más grandes incluyen Xstrata, Eurasian Natural Resources Corp. (Kazajstán), Samancor (Sudáfrica) y Hernic Ferrochrome (Sudáfrica).
Aplicaciones
Según la Asociación Internacional de Desarrollo para el Cromo, del total de mineral de cromita extraído en 2009, el 95,2% fue consumido por la industria metalúrgica, 3.2% por la industria refractaria y de fundición, y 1.6% por los productores químicos. Los usos principales del cromo se encuentran en los aceros inoxidables, los aceros aleados y las aleaciones no ferrosas.
Los aceros inoxidables se refieren a una gama de aceros que contienen entre 10% y 30% de cromo (en peso) y que no se corroen ni oxidan tan fácilmente como los aceros normales. Existen entre 150 y 200 composiciones diferentes de acero inoxidable, aunque solo alrededor del 10% de estas se usan regularmente.
Nombres comerciales de Superalloy de cromo
| Nombre comercial | Contenido de cromo (% en peso) |
|---|---|
| Hastelloy-X® | 22 |
| WI-52® | 21 |
| Waspaloy® | 20 |
| Nimonic® | 20 |
| IN-718® | 19 |
| Aceros inoxidables | 17-25 |
| Inconel® | 14-24 |
| Udimet-700® | 15 |
Fuentes:
Sully, Arthur Henry y Eric A. Brandes Cromo. Londres: Butterworths, 1954.
Calle Arthur. Y Alexander, W. O. 1944. Metales al servicio del hombre. 11ª Edición (1998).
La Asociación Internacional de Desarrollo del Cromo (ICDA).
Fuente: www.icdacr.com