O cromo metálico é amplamente reconhecido por seu uso em cromagem (que geralmente é chamado simplesmente de 'cromo'), mas seu maior uso é como ingrediente em aços inoxidáveis. Ambas as aplicações se beneficiam da dureza do cromo, resistência a corrosãoe capacidade de polir para uma aparência brilhante.
Propriedades
- Símbolo atômico: Cr
- Número atômico: 24
- Massa atômica: 51,996g / mol1
- Categoria do elemento: Metal de transição
- Densidade: 7.19g / cm3 a 20 ° C
- Ponto de fusão: 3465 ° F (1907 ° C)
- Ponto de ebulição: 2671 ° C (4840 ° F)
- Dureza de Moh: 5,5
Características
O cromo é um metal duro e cinza valorizado por sua incrível resistência à corrosão. O cromo puro é magnético e quebradiço, mas quando ligado pode ser produzido maleável e polido para um acabamento brilhante e prateado.
O cromo deriva seu nome de khrōma, uma palavra grega que significa cor, devido à sua capacidade de produzir compostos vívidos e coloridos, como o óxido de cromo.
História
Em 1797, o químico francês Nicolas-Louis Vauguerin produziu o primeiro metal de cromo puro, tratando o crocoita (um mineral contendo cromo) com carbonato de potássio e, em seguida, reduzindo o ácido crômico resultante com carbono em um cadinho de grafite.
Embora os compostos de cromo tenham sido utilizados em corantes e tintas há milhares de anos, não foi até bem depois da descoberta de Vauguerin que o uso de cromo em aplicações metálicas começou a se desenvolver. No final do século 19 e início do século 20, os metalúrgicos da Europa estavam experimentando ativamente o metal ligas, tentando produzir mais forte e mais durável aços.
Em 1912, enquanto trabalhava nos laboratórios Firth Brown, no Reino Unido, o metalúrgico Harry Brearley foi incumbido de encontrar um metal mais resistente para canos de armas. Ele acrescentou o cromo, conhecido por ter um alto ponto de fusão, ao aço carbono tradicional, produzindo o primeiro aço inoxidável. No entanto, na mesma época, outros, incluindo Elwood Haynes nos EUA e engenheiros em Krupp na Alemanha, também estavam desenvolvendo ligas de aço contendo cromo. Com o desenvolvimento do forno elétrico a arco, a produção em larga escala de aço inoxidável se seguiu logo depois.
Durante o mesmo período, também estavam sendo realizadas pesquisas sobre eletrodeposição de metais, o que permitia metais mais baratos, como ferro e níquel, para adotar em seu exterior a resistência do cromo à abrasão e corrosão, bem como suas qualidades estéticas. Os primeiros recursos cromados apareceram em carros e relógios sofisticados no final da década de 1920.
Produção
Os produtos industriais de cromo incluem metal de cromo, ferrocromo, produtos químicos de cromo e areias de fundição. Nos últimos anos, houve uma tendência de maior integração vertical na produção de materiais de cromo. Ou seja, mais empresas envolvidas na mineração de minério de cromita também estão processando-o em metal cromo, ferrocromo e, finalmente, aço inoxidável.
Em 2010, a produção global de minério de cromita (FeCr2O4), o mineral primário extraído para a produção de cromo foi de 25 milhões de toneladas. A produção de ferrocromo foi de cerca de 7 milhões de toneladas, enquanto a produção de cromo metálico foi de aproximadamente 40.000 toneladas. O ferrocromo é produzido exclusivamente usando fornos elétricos a arco, enquanto o cromo metálico pode ser produzido por métodos eletrolíticos, silico-térmicos e aluminotérmicos.
Durante a produção de ferrocromo, o calor gerado pelos fornos elétricos a arco, que chega a 5070°F (2800°C), faz com que o carvão e o coque reduzam o minério de cromo através de uma reação carbotérmica. Uma vez fundido material suficiente na lareira do forno, o metal fundido é drenado e solidificado em grandes peças vazadas antes de ser triturado.
A produção aluminotérmica de cromo metálico de alta pureza é responsável por mais de 95% do cromo metálico produzido atualmente. A primeira etapa desse processo exige que o minério de cromita seja torrado com refrigerante e limão no ar em 2000°F (1000°C), que cria um cromato de sódio contendo calcina. Pode ser lixiviado e eliminado e precipitado como óxido crômico (Cr2O3).
O óxido crômico é então misturado com pó alumínio e coloque em um grande cadinho de barro. Peróxido de bário e magnésio o pó é espalhado sobre a mistura e o cadinho é cercado por areia (que atua como isolamento).
A mistura é inflamada, resultando na reação do oxigênio do óxido crômico com o alumínio para produzir óxido de alumínio e, assim, liberando o metal de cromo fundido que é 97-99% puro.
Segundo as estatísticas do US Geological Survey, os maiores produtores de minério de cromita em 2009 foram África do Sul (33%), Índia (20%) e Cazaquistão (17%). As maiores empresas produtoras de ferrocromo incluem Xstrata, Eurasian Natural Resources Corp. (Cazaquistão), Samancor (África do Sul) e Hérrico Ferrocromo (África do Sul).
Formulários
Segundo a International Development Association for Chromium, do total de minério de cromita extraído em 2009, 95,2% foi consumido pela indústria metalúrgica, 3,2% pela indústria de refratários e fundição e 1,6% pelos produtores de produtos químicos. Os principais usos do cromo são os aços inoxidáveis, aços ligados e ligas não ferrosas.
Aços inoxidáveis referem-se a uma variedade de aços que contêm entre 10% a 30% de cromo (em peso) e que não corroem ou enferrujam tão facilmente quanto os aços comuns. Existem entre 150 e 200 diferentes composições de aço inoxidável, embora apenas cerca de 10% delas sejam usadas regularmente.
Nomes comerciais de superligas de cromo
| Nome comercial | Teor de Crómio (% Peso) |
|---|---|
| Hastelloy-X® | 22 |
| WI-52® | 21 |
| Waspaloy® | 20 |
| Nimonic® | 20 |
| IN-718® | 19 |
| Aços inoxidáveis | 17-25 |
| Inconel® | 14-24 |
| Udimet-700® | 15 |
Fontes:
Sully, Arthur Henry e Eric A. Brandes. Crómio. Londres: Butterworths, 1954.
Rua, Arthur. & Alexander, W. O. 1944. Metais a serviço do homem. 11ª Edição (1998).
Associação Internacional de Desenvolvimento de Cromo (ICDA).
Fonte: www.icdacr.com