鉻粉(鉻礦粉)在日常生活中的用途有哪些？
高純度46%鉻粉是現(xiàn)代耐火材料和色素庫的重要組成部分，在各種用途中因具有高耐熱性和卓越的穩(wěn)定性而使用廣泛。
》》什么是鉻粉？
鉻粉也稱為鉻鐵礦粉、鉻礦粉、鉻粉325和鉻礦粉325目，它是一種無機化合物，用作顏料，也是一些性能最高的耐火材料中的重要成分。其化學(xué)成分為Cr2O3。鉻鐵礦是唯一天然存在的鉻礦石，與氧化鐵一起存在，熔點為2040°C。鉻礦具有良好的化學(xué)惰性和耐火性，適用于需要長期穩(wěn)定性的各種應(yīng)用。鉻鐵礦在南非儲量豐富，在鑄造砂中被認(rèn)為比硅砂更有用，鑄造級鉻礦石產(chǎn)生的細(xì)粒更少，因此需要在整個鑄造系統(tǒng)中添加更少的新砂。由于釋放細(xì)粒的大小和數(shù)量比硅砂少很多，鉻砂在鑄造廠潛在的呼吸損傷方面被認(rèn)為優(yōu)于硅砂。而鉻礦粉就是由鉻礦砂進一步研磨得到的粉狀鉻礦。常規(guī)的型號有：200#，325#，400#，800#。
》》鉻粉具有哪些特點？
使用鉻礦粉是因為以下優(yōu)點：
-高溫下穩(wěn)定性好
-抗熱沖擊
-耐腐蝕玻璃和熔渣
-高耐熱性
》》鉻礦粉有什么用途？
1. 玻璃顏料
作為玻璃顏料，鉻礦粉沒有得到太多的利用，因為化學(xué)家們更喜歡利用當(dāng)時人們所了解的原始耐火特性，而不是其著色劑特性，很可能是因為生產(chǎn)細(xì)分散顏料的舊方法效率遠(yuǎn)低于現(xiàn)代方法——盡管早在 19 世紀(jì)初，鉻就被用作釉料顏料。
鉻粉具有相當(dāng)好的長期穩(wěn)定性，這使其非常適合用作油漆、油墨和尤其是玻璃中的顏料。長期以來，鉻粉一直是生產(chǎn)綠色玻璃的首選顏料，但它不用于給平板玻璃上色，而只用于給容器玻璃上色。啤酒、葡萄酒和蘇打水是與綠色玻璃瓶最相關(guān)的食品，之所以選擇綠色玻璃瓶，是因為它比無色玻璃更能抵抗紫外線的穿透，紫外線可能會導(dǎo)致產(chǎn)品在到達(dá)消費者手中之前就變質(zhì)，從而縮短保質(zhì)期。烈酒大多以透明瓶裝出售的原因之一是，它們不太容易受到紫外線的侵蝕，而啤酒則總是裝在棕色或綠色玻璃瓶中出售；啤酒對紫外線特別敏感。
鉻粉作為顏料，可以制作出一眼就能辨認(rèn)出的綠色玻璃，如翠綠色和喬治亞綠色，以及枯葉綠、深橄欖綠、香檳綠、紫外綠和古綠色。認(rèn)為鉻粉單獨就是這些顏色的成因，這只說明了一半的問題。綠色染色不僅可以通過使用鉻鐵礦來實現(xiàn)，還可以通過使用黃鐵礦來實現(xiàn)——這些材料以不同濃度協(xié)同使用，再加上熔體的還原或氧化性質(zhì)的調(diào)節(jié)，將決定最終玻璃的顏色。
大多數(shù)還原玻璃不是純綠色，而是黃琥珀色或深綠色，這是由于其黃鐵礦含量增加所致。眾所周知，黃鐵礦本身就能夠制造出琥珀色玻璃，而眾所周知，琥珀色玻璃能夠減少紫外線的穿透。然而，琥珀色玻璃被認(rèn)為不太美觀，因此大多數(shù)品牌更喜歡選擇綠色瓶子，因此需要將鉻鐵礦粉與黃鐵礦混合，以產(chǎn)生更具視覺吸引力的綠色色調(diào)，同時仍保留黃鐵礦反射紫外線的大部分效果。
作為氧化劑，使用大量鉻鐵礦可獲得更深的綠色。祖母綠色的綠色玻璃每噸使用的鉻鐵礦量是喬治亞綠玻璃（可口可樂瓶的著名顏色）的十倍，而喬治亞綠玻璃本身每噸玻璃制造用沙子要使用多達(dá)六公斤的鉻礦粉——也就是說，祖母綠玻璃每噸沙子可能需要使用多達(dá) 60 公斤的鉻鐵礦粉才能達(dá)到所需的顏色。與實現(xiàn)如此高氧化水平的古老方法（重鉻酸鉀）相比，使用鉻粉更可取。重鉻酸鉀對人體有毒，應(yīng)盡可能避免接觸。Feuille morte玻璃使用 2:1 比例的黃鐵礦和鉻鐵礦來實現(xiàn)其獨特的視覺外觀。
2. 耐火磚及耐火水泥
鉻鐵礦/鉻粉作為耐火材料的使用可以追溯到 19 世紀(jì)。早期的鉻基耐火材料曾用于煉鐵和煉鋼，但由于它們在最高溫度下缺乏物理和機械強度，因此使用受到了一定程度的阻礙。大約在 19 世紀(jì)末，歐洲鑄造廠開始對更傳統(tǒng)的鎂磚和硅磚進行迭代改進，在磚中添加鉻粉后，性能顯著提高，特別是在耐熱/耐化學(xué)性以及抗沖擊和剝落性方面。
鉻礦粉具有優(yōu)異的耐熱性能，因此它也是生產(chǎn)鉻鎂耐火磚和水泥的最佳選擇。鉻鎂耐火磚和水泥可用于金屬冶煉爐、電弧爐、水泥回轉(zhuǎn)窯、玻璃窯和其他高溫工業(yè)爐等高溫環(huán)境。添加鉻粉意味著耐火磚和水泥可以承受冶煉爐所需的極端高溫，并且在加熱和冷卻應(yīng)力下不會開裂。
20 世紀(jì)中葉，隨著對低成本金屬產(chǎn)品的需求不斷增長，鑄造廠開始將氧氣直接引入熔爐，這立即導(dǎo)致工作溫度升高。鉻鎂磚開始取代更傳統(tǒng)的硅酸鹽耐火磚，以更好地處理顯著升高的熔爐溫度。現(xiàn)代耐火磚由鎂鉻磚組成，并大量使用鉻粉，這種磚在 1,900°C 區(qū)域通常被證明非常有效。除了磚形式外，鉻磁鐵礦還可以以鑄造形式生產(chǎn)，這種形式會變得更致密，孔隙更少，這進一步開拓了鉻粉作為耐火材料的適用性。
關(guān)于使用鉻鐵礦作為耐火材料的一個爭論點是，在某些高氧化條件下，鉻鐵礦可以從三價鉻（Cr3+）氧化為六價鉻（Cr6+）。六價鉻（Cr6+）是一種已知的致癌物質(zhì)，因此應(yīng)不惜一切代價避免其形成。可以將氧化鋁添加到以鉻鐵礦為主的耐火材料中，以防止首先發(fā)生這種氧化。
就水泥而言，鉻鐵礦作為耐火水泥的重要組成部分，具有廣泛的用途，高含量的鉻可以確保在固化時生產(chǎn)出一種高度穩(wěn)定的、耐潤濕的材料。
3. 作為標(biāo)準(zhǔn)磚、路面磚、屋頂瓦和涂料的顏料
鉻粉還可以添加到填充粘土中，用于生產(chǎn)磚塊、路面磚和屋頂瓦片，使其呈現(xiàn)出各種迷人的灰色調(diào)，近年來，灰色調(diào)在建筑中越來越受歡迎。俗話說“少量多用”，這在鉻鐵礦作為裝飾陶瓷和涂料的顏料時非常適用。掃描電子顯微鏡實驗表明，當(dāng)用作液相顏料時，鉻鐵礦在加熱后會呈現(xiàn)“海綿狀”結(jié)構(gòu)，而當(dāng)與甘氨酸一起制備時，可以得到微紅色。這項研究和其他類似的研究表明，鉻鐵礦在生產(chǎn)后加熱可以產(chǎn)生除默認(rèn)的灰色/黑色之外的少量色調(diào)。它們屬于更廣泛的“混合金屬氧化物”顏料類別。這類顏料的特點是能夠輕松均勻地混合在宿主材料中。
4. 陶瓷釉料
鉻礦粉可以為陶瓷行業(yè)提供同樣的好處，并產(chǎn)生灰色體。它還可用于制作用于陶瓷的釉料，這種釉料往往呈綠色，其原理與鉻鐵礦粉用作玻璃顏料時類似。例如，黑色顏料很容易用鉻鐵礦獲得 - 耐 1,200°C 以上的高溫?zé)疲瑫r不會造成缺陷 。鉻鐵礦可作為陶瓷釉料的顏料，重量百分比高達(dá) 25% 左右。研究表明，在陶瓷釉料中加入鉻鐵礦礦物會影響結(jié)晶（即通過調(diào)節(jié)反應(yīng)動力學(xué)來形成釉料）和可加工性（這也可以被認(rèn)為是提高耐久性）。研究表明，就結(jié)晶能力而言，鉻鐵礦可作為氧化鐵的來源，盡管鉻鐵礦的熔點極高，但隨著鉻鐵礦含量的增加，結(jié)晶活化能會降低。因此，使用鉻鐵礦作為釉料有潛力提高低端陶瓷的質(zhì)量。
5. 砂型鑄件
砂型鑄造廣泛用于常規(guī)和專業(yè)鑄造金屬產(chǎn)品生產(chǎn)。鉻粉是砂型鑄造工藝的重要成分，可增強砂型處理熔融金屬所需的耐火性能。在砂型鑄造中，高達(dá) 85% 的質(zhì)量可能是砂，例如鉻鐵礦。鉻型砂通常用于生產(chǎn)重型、分段式、鐵型鑄件。由于鉻鐵礦相對于硅砂的成本較高，因此它僅用于需要極高性能的高端鑄件。在鑄造領(lǐng)域特別值得注意的是，鉻鐵礦不易潤濕。它的耐化學(xué)性也受到重視，使其特別適用于生產(chǎn)高錳鋼，例如哈德菲爾德鋼。它也是鋁鑄造的常用耐火材料。
在當(dāng)代鑄造領(lǐng)域，約 40% 至 60% 的鑄造缺陷可歸因于劣質(zhì)的成型化合物和填料。石英砂是常規(guī)的選擇，它在 575°C 左右開始同素異形轉(zhuǎn)變，因此可以說它易受熱沖擊，盡管它在耐火鑄造領(lǐng)域的其他性能水平良好（高硬度、良好的混合性）。另一方面，鉻鐵礦對高溫氧化鐵呈惰性，對熔融金屬的潤濕性較差。通過減少金屬-砂界面的混合，可以減少表面缺陷。此外，由于鉻鐵礦具有優(yōu)異的儲熱和導(dǎo)熱性能，因此使用鉻鐵礦可以防止凝固不規(guī)則，從而使鑄件整體的定向凝固更加均勻。
6. 不銹鋼鑄造
鉻粉還用于不銹鋼生產(chǎn)，有助于防止鋼水在出鋼口內(nèi)沉淀并凝固。這是一種特別有吸引力的品質(zhì)，因為它可以確保更穩(wěn)定的長期生產(chǎn)路徑，而無需停下來清除出鋼口中凝固的鐵或鋼。使用鉻鐵礦粉可以生產(chǎn)出 Fe-Cr-Ni-N 等鋼合金。研究人員已經(jīng)表明，通過提高鐵和鉻的含量（即使用更多的鉻鐵礦），可以使用更少的鎳來生產(chǎn)奧氏體不銹鋼。由于鎳的相對毒性，這是有利的。當(dāng)鉻鐵礦模具用于大型工業(yè)鋼生產(chǎn)時，計算研究表明，在某些條件下可能會發(fā)生雙層滲透，盡管這些可以提前預(yù)測和計劃，主要原因是機械滲透而不是化學(xué)或物理效應(yīng)。因此，可以建議鉻鐵礦適用于大型鋼鑄模。
7. 研磨耐磨材料
鉻鐵粉與其他氧化物一起用作拋光刀具、剃須刀、刀片邊緣以及皮革或布料上的光學(xué)設(shè)備表面的拋光材料。在這種情況下生產(chǎn)時，鉻鐵礦粉的混合物被稱為拋光蠟或拋光膏。鉻礦粉也可以作為剎車片的耐磨材料之一。
