فروکروم به زبان ساده چیست؟ azarnafis

فرو پیشوندی به معنای آهن می باشد و تفاوت کروم و فروکروم درآهن موجود در فروکروم است. عمده ترین استفاده کروم در فولاد ضد زنگ است . برای تولید کروم ؛ کانی فلزی کرومیت را درون کوره های ذوب فلزات قرارمی دهند تا فروکروم ساخته شود.

کروم (Chromium)
کروم یکی از فلزات سخت، شکننده و رنگ سفید نقره‌ای دارد که در سال ۱۷۹۸ میلادی به وسیله واکلین (V.L.Vauquelin) کشف شد. این عنصر به همراه مولیبدن و تنگستن در گروه ششم واسطه جدول تناوبی عناصر قرار دارد.
عنصر کروم به‌صورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود. مهم‌ترین ماده معدنی حاوی کروم در طبیعت کرومیت به فرمول FeO.Cr2O3 است. از کروم چهار نوع ایزوتوپ طبیعی به‌صورت ۵۰Cr، ۵۲Cr، ۵۳Cr، ۵۴Cr وجود دارد. کروم در حالت خالص و در دمای اتاق، عنصری است بالقوه نرم، لکن باید توجه داشت که به دلیل میل ترکیبی شدیدش با اکسیژن، کربن، نیتروژن و غیره تهیه کروم خالص بسیار مشکل است. کرومی که به منظور آبه‌کاری و جلا دادن استفاده می‌شود به جسم درخشندگی و رنگ سفید مایل به آبی می‌دهد. میزان قدرت بازتاب در جسم آبه‌کاری شده با کروم ۷۷ درصد نقره است. همچنین رسانایی الکتریکی این عنصر ۲/۲۲ درصد مس است.
فولاد ضدزنگ با دارا بودن ۱۲ تا ۳۶ درصد کروم، ۸۰ درصد ازمصرف جهانی کروم را اشغال کرده است. کروم به علت مقاومت در برابر خوردگی، حرارت، سایش، فرسودگی و اکسیده شدن در تهیه انواع آلیاژها کاربرد دارد.
فروکروم باعث افزایش سختی و تراکم و همچنین افزایش مقاومت در برابر خوردگی و زنگ‌زدن فولاد می شود.ویژگی‌ها و مشخصات کانی‌شناسی کرومیت
عمده‌ترین کانی‌های در بردارنده عنصر کروم عبارتند از کرومیت، اووراروییت (گرونای سبز)، کامرریت (کلریت بنفش رنگ) FUCHSITES (مسکویت سبزرنگ)، کانی کرومیت مربوط به گروه اسپینل بوده و از نظر ترکیب شیمیایی فرمول FeCr2O4 را برای کرومیت خالص و (Mg,Fe) Cr2O4 را برای ماگنوکرومیت، Fe(Cr,Al)2O4 را برای آلوموکرومیت و (Mg, Fe) (Cr, Al)2O4 را برای کروموپیکرتیت در نظر میگیرند. بدین ترتیب کانی‌های گروه کرومیت با فرمول عمومی (Mg,Fe) (CrAlFe)2O4 مشخص می‌شوند.
در این کانی‌ها، عیار Cr2O3 در یک محدوده وسیع تغییر می‌کند (از ۱۸ تا ۶۲ درصد) به غیر از اکسیدهای اصلی بالا، ناخالصی‌هایی نیز ممکن است در این کانی‌ها وجود داشته باشد که عبارتند از CaO, NiO, ZnO, MnO, V2O3, TiO2.
کانی کرومیت در سیستم کوبیک (هگزااکتائدرال) متبلور شده و ساختمان بلوری آن همانند اسپینل است، رنگ کانی سیاه و رنگ خاکه‌اش قهوه‌ای است و جلایش نیز نیمه‌فلزی است. سختی کرومیت از ۵/۵ تا ۵/۷ بوده و وزن مخصوص آن بسته به تغییر در ترکیب شیمیایی از ۶/۳ تا ۱/۵ گرم بر سانتیمتر مکعب تغییر می‌کند. کرومیت‌های دارای مقادیر قابل توجه FeO‌ و Fe2O3 خاصیت مغناطیسی از خود نشان می‌دهند.
کرومیت یک کانی به‌صورت توده دانه‌ای شکل است که کانه‌های تجاری آن حاوی ۶۸-۳۵ درصد اکسید کرومیت هستند. رنگ آن از سیاه قهوه‌ای تا سیاه آهنی با جلای فلزی تغییر می‌کند و وزن مخصوص آن ۶/۴ گرم بر سانتیمترمکعب و سختی آن ۵/۵ است. کرومیت دارای نقطه ذوب ۲۱۳۰ درجه سیلسیوس است. مرغوبیت کانی بر مبنای نسبت سنجیده می‌شود که چنانچه نسبت مذکور کمتر از ۲ باشد سنگ نامرغوب و اگر بیشتر از سه باشد مرغوب می‌شود.
فرمول شیمیایی کرومیت را از سابق به‌صورت FeOCr2O3 یا FeCr2O4 معرفی کرده‌اند. در برخی از نمونه‌های کرومیت عناصر روی، نیکل، منگنز، تیتانیوم و وانادیوم به مقدار کم تشخیص داده شده است. فرمول عمومی کرومیت به‌صورت (Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)2O4 نوشته می‌شود، اما بلورهای با ترکیب ساده‌تر مانند فروکرومیت FeCr2O4، پیکروکرومیت MgCr2O4، اسپینل MgAl2O4، هرسینیت FeAl2O4، منیزیوفریت Mg Fe2O4 نیز مشخص شده است.
کرومیت با نسبت Cr:Fe پایین برای تولید فروکروم با کروم کم، کربن بالا کاربرد دارد. ۷۵ درصد از فولاد با قالب‌پذیری بالا و خاصیت ضدزنگی عالی موجود در بازار در ترکیب خود ۱۶ تا ۲۵ درصدکروم، بیش از ۱۵ درصدکربن و ۷ تا ۲۰ درصد نیکل دارند که در فرآیندهای شیمیایی، تصفیه نفت، کاغذسازی و فرآوری مواد غذایی بکار می‌رود. ۲۰% دیگر از بازار، فولاد ضدزنگ فریتی است که ۱۷-۱۱% کروم دارد (ساختارهای هنری، وسایل آشپزی، سینک آشپزخانه، سیستم‌های دفع گازهای آلوده).
آلیاژهای فوق فریتی تا ۲۵درصد کروم دارند و در سیستم‌های خنک کننده آب دریا، اسیدها، قلیاها)، فولاد ضد زنگ مضاعف، ۲۶-۲۲% کروم، (طرح‌های شیمیایی و لوله‌ها کاربرد دارند.
آلیاژ نوع C دارای ۵۵-۵۰ درصد کروم، حاصل از کرومیت با آهن بالا، نسبت Cr:Fe کمتر از ۱:۸،نوع B دارای ۵۶ تا ۶۴ درصدکروم، نسبت Cr:Fe کمتر از ۱:۸ ونوعA دارای بیش از ۶۴% کروم حاصل از کرومیت پرکروم با نسبت Cr:Fe بیشتر از ۵/۲ است.پیشرفت‌های اخیر در تکنولوژی دستیابی به کروم اثر مشخصی بر روی ساخت فروآلیاژهای کروم و فولاد ضد زنگ داشته است، استفاده از فرایند کربن زدایی در مجاورت آرگون ( AOD) سبب شده است تا از کلوخه‌های با عیار پایین تر کروم و دارای نسبت کمتر Cr/Fe (حدود ۵/۱ ) که نسبت به کروم‌های با عیار بالاتر دارای ذخایر بیشتر و قیمت پایین تری نیز هستند، در تولید فروکروم مورد مصرف در صنایع فولاد استفاده شود، لازم به ذکر است که مصرف کانسنگ کرمیت در صنایع مختلف در هر کشوری،لزوماً انعکاس دهنده کل مصرف کروم در ان کشور نمی باشد، تولیدکنندگان فروکروم در کشورهای صنعتی به علت مقررات پیچیده ضدآلودگی هوا، بالا بودن هزینه‌های انرژی و نیروی کار نمی توانند با تولید کنندگان فروکروم در کشورهای تولید کننده کرومیت که دارای هزینه‌های پائین تری می‌باشد، رقابت نمایند، درنتیجه مصرف کرومیت از کشورهای عمده تولید کننده فولاد به کشورهای عمده تولید کننده کرومیت انتقال یافته است.
کشورهای تولید‌کننده‌ کرومیتاز میان ذخایر آلپی و لایه‌ای نوع لایه‌ای دارای ارزش اقتصادی بیشتری هستند. مثال‌های نمونه در مورد کانسارهای لایه‌ای ذخایر کرومیت مجتمع‌های بوشولد در آفریقایی جنوبی، فنلاند و دایک بزرگ زیمباوه است. ذخایر آلپی کرومیت عمدتا مصارف نسوز و سرشار از آلومینیوم را شامل می‌شود که در کوه‌های اورال و رشته کوه‌های تیتان در آلبانی، یونان و ترکیه متمرکز شده‌اند. بر حسب تخمین اداره معادن آمریکا، منابع جهانی کرومیت با توجه به سطح فعلی تولید تامین‌کننده‌ نیازهای صنایع تا ۱۰۰ سال آینده خواهد بود. سه کشور آفریقای‌جنوبی، روسیه و زیمباوه بیشتر ذخایر مورد بهره‌برداری کرومیت دنیا را در اختیار دارند. آمار دقیق مربوط به ذخایر کشورهای مختلف در پیوست آمده است.
وضعیت ماده معدنی کرومیت در جهان و ایرانکانی کرومیت اولین بار در سال ۱۹۷۹ میلادی توسط Lovits شناسایی و معرفی گردید. از آن تاریخ به بعد با توجه به کشف موارد مختلف کاربرد فلز کروم در صنایع، عملیات پی‌جویی، اکتشاف و استخراج آن رو به فزونی گذاشت و امروزه در بسیاری از کشورهای جهان نظیر آمریکا، آفریقای‌جنوبی، ترکیه، ایران، قبرس، کوبا، کانادا، فیلیپین، شوروی سابق، زیمبابوه، برزیل، هند، آلبانی و چین معادن کرومیت فعال وجود دارد.
در ایران فعالیت‌های اکتشافی و استخراجی کرومیت از حدود ۵۰ سال قبل آغاز شده است و تا کنون نزدیک به ۴۰ پتانسیل معدنی کرومیت در استان‌های خراسان، هرمزگان، فارس، سیستان و بلوچستان، آذربایجان، اصفهان، زنجان، کرمان و لرستان کشف شده و بعضا مورد بهره‌برداری قرار گرفته‌اند. فعال‌ترین معادن کرومیت ایران در حال حاضر در مناطق فاریاب، اسفندقه، فرومد سبزوار و خواجه جمالی قرار دارند.
کرومیت اولین بار در ۱۴ کیلومتری کاهک (منطقه‌ای از اطراف سبزوار) در سال ۱۳۱۹ کشف و سالانه در حدود ۱۰۰۰ تن کرمیت از آن استخراج شد. کرومیت استخراجی از معدن فرومد برای تولید بیکرومات پتاسیم در کارگاه‌های سنتی و همچنین آجرنسوز مورد مصرف قرار می‌گرفت و مقداری نیز از کرومیت استخراجی صادر می‌شد. استخراج کرومیت از این معدن چند سالی بیشتر دوام نداشته و در طی سال‌های (۱۳۲۹ – ۱۳۲۳) این معدن تعطیل می‌شود. در ابتدا استخراج کرومیت و صادرات آن بوسیله دولت انجام می‌گرفت و سپس شرکت‌های نیمه دولتی و خصوصی نیز این کار را در دست می‌گیرند.
کانسارهای کرومیت استان فارس در مناطق شمال‌شرقی این استان در فاصله غرب شهرستان نی‌ریز تا شرق ارسنجان واقع شده‌اند. کرومیت‌های این منطقه از حدود چهل سال پیش شناسایی شده و از آن زمان توسط بهره‌برداران مختلف (عمدتا از بخش خصوصی) مورد بهره‌برداری قرار گرفته‌اند. از نحوه فعالیت‌ها و میزان استخراج اولین معدنکاران این ناحیه اطلاع دقیقی در دسترس نیست، تنها می‌توان گفت که در سال‌های آغاز فعالیت معدنی در خواجه جمالی، قابل دسترس‌ترین ذخایر رخنمون شده کرومیت از این معادن استخراج شده‌اند که آثار باقیمانده نشان می‌دهد مقدار آنها کم نبوده است.
در فاصله سال‌های ۱۳۵۰ تا ۱۳۶۰ شرکت شوراب و کروم ایسک به ترتیب در مناطق چشمه‌بید و خواجه جمالی فعالیت معدنی داشته‌اند. در منطقه چشمه بید به دلیل عیار بسیار بالای ماده معدنی، کرومیت‌های استخراج شده مستقیما قابل فروش بوده‌اند، اما در منطقه خواجه جمالی علاوه بر ذخایر پر عیار، پراکندگی زیادی از کانسارهای کم‌عیار موجود بوده و شرکت کروم ایسک به منظور فرآوری این ذخایر، اقدام به نصب ماشین‌آلات و کارگاه مخصوص پرعیارسازی در این منطقه کرد، که این ماشین‌آلات هم‌اکنون موجود است. از سال ۱۳۶۶ پروانه بهره‌برداری از معادن کرومیت منطقه چشمه‌بید و خواجه جمالی بنام شرکت کانسارهای ایران صادر گردیده، و در سال ۱۳۸۲ ادامه بهره‌برداری به شرکت صنعتی و معدنی کرومیت فارس واگذار گردید. از آن زمان تا کنون فعالیت‌های اکتشافی، استخراجی و کانه‌آرایی کرومیت در این منطقه، توسط این شرکت ادامه دارد.
در ایران ذخایر کرومیت شناخته شده از تیپ آلپی بوده و بر اساس شواهد موجود زمین‌شناسی وجود ذخایر تیپ لایه‌ای غیرمحتمل است. با توجه به گسترش توالی‌های افیولیتی و افیولیت ملانژها و مشخص بودن موقعیت جغرافیایی آنها مناطق دارای رخنمون نوارهای افیولیتی را می‌توان به‌عنوان مناطق پتانسیل‌دار معرفی کرد. البته در آذربایجان نیز آثاری از توده‌های نفوذی مافیک ـ اولترا مافیک مشاهده شده و با درجه اهمیت کمتر پس از افیولیت‌ها مطرح خواهند بود. معادن کرومیت در برخی سال‌ها به دلایل اقتصادی تعطیل و همزمان با ترقی بازار جهانی و افزایش میزان تقاضا در آن، مجددا اقداماتی جهت استخراج به عمل آمده و معادن دوباره تجهیز و راه‌اندازی گردیده‌اند. در (سال ۷۹) ۳۰ معدن در حال بهره‌برداری در سطح کشور و در استان‌های خراسان، سمنان، فارس، کرمان و هرمزگان وجود داشتند که در سال ۷۸، ۳۵۳۷۷۱ تن و در سال ۷۹، ۱۶۱۱۳۸ تن کرومیت از آنها استخراج شد. کلوخه‌های استخراجی و سنگ جوری شده کرومیت بدون عملیات فرآوری خاصی صادر می‌شود. خاکه‌های کرومیت کم عیار در واحدهای فرآوری موجود در معدن فرآوری شده و در صنایع و واحدهای مختلف داخلی مورد مصرف قرار می‌گیرد. در طی سال‌های اخیر میزان تولید این ماده معدنی روندی صعودی داشته، اما در سال ۷۹ به میزان قابل توجهی از تولید آن در کشور کاسته شده است.
موارد مصرف کرومیت
کانه کرومیت تنها منبع تامین‌کننده‌ کروم بوده که در ساخت آلیاژها و تهیه فولادهای ویژه از ارزش بالایی برخوردار است. کروم و کرومیت موارد استفاده متفاوتی به‌صورت مستقیم و غیرمستقیم داشته و به شکل چشمگیری در بخش‌های گسترده‌ا‌ی از سیستم صنعتی مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرد. کاربردهای کرومیت را می‌توان در سه بخش اصلی ۱٫ متالورژی، ۲٫ صنایع شیمیایی، ۳٫ دیرگدازها تقسیم‌بندی کرد.
مصارف مهم کرومیت چیست؟
از فروکروم در تولید فولادهای آلیاژی ، فولادهای مقاوم در برابر سایش ، گرما و زنگ زدگی ، مصارف آبکاری و تولید ابزار برش ، تیغه ها و مته ها استفاده می شود .ماده اولیه تولید فروکروم کرومیت است . مصارف مهم کرومیت در صنایع متالورژی ، دیرگداز و شیمیایی است. عیار کرومیت قابل استفاده در متالورژی و صنایع شیمیایی بالا است اما در دیر گدازها می تواند پایین باشد .