ការប្រមូលផ្តុំនៃលក្ខណៈសម្បត្តិរ៉ែទូទៅ - រ៉ែក្រូមីញ៉ូម និងបច្ចេកវិទ្យាកែលម្អ

ធម្មជាតិនៃក្រូមីញ៉ូម

ក្រូមីញ៉ូម ជានិមិត្តសញ្ញាធាតុ Cr ដែលមានលេខអាតូមិច 24 ម៉ាស់អាតូមិចទាក់ទង 51.996 ជាកម្មសិទ្ធិរបស់ធាតុលោហៈអន្តរកាលនៃក្រុម VIB នៃតារាងធាតុគីមីតាមកាលកំណត់។ លោហៈក្រូមីញ៉ូមគឺជាគ្រីស្តាល់គូបដែលមានចំណុចកណ្តាលនៃខ្លួន មានពណ៌សប្រាក់ ដង់ស៊ីតេ 7.1 ក្រាម/សង់ទីម៉ែត្រគូប ចំណុចរលាយ 1860°C ចំណុចរំពុះ 2680°C សមត្ថភាពកំដៅជាក់លាក់នៅ 25°C 23.35J/(mol·K) កំដៅនៃចំហាយ 342.1kJ/mol ចរន្តកំដៅ 91.3 W/(m·K) (0-100°C) ភាពធន់ (20°C) 13.2uΩ·cm2 មានលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចល្អ។

មានវ៉ាឡង់ចំនួនប្រាំនៃក្រូមីញ៉ូម៖ +២, +៣, +៤, +៥ និង +៦។ ក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃសកម្មភាពខាងក្នុង ក្រូមីញ៉ូមជាទូទៅមានវ៉ាឡង់ +៣។ សមាសធាតុដែលមានក្រូមីញ៉ូមត្រីវ៉ាឡង់គឺមានស្ថេរភាពបំផុត។ សមាសធាតុក្រូមីញ៉ូមប្រាំមួយវ៉ាឡង់ រួមទាំងអំបិលក្រូមីញ៉ូម មានលក្ខណៈសម្បត្តិអុកស៊ីតកម្មខ្លាំង។ កាំអ៊ីយ៉ុងនៃ Cr3+, AI3+ និង Fe3+ គឺស្រដៀងគ្នា ដូច្នេះពួកវាអាចមានភាពស្រដៀងគ្នាជាច្រើន។ លើសពីនេះ ធាតុដែលអាចជំនួសដោយក្រូមីញ៉ូមបានគឺ ម៉ង់ហ្គាណែស ម៉ាញ៉េស្យូម នីកែល កូបាល់ ស័ង្កសី ជាដើម ដូច្នេះក្រូមីញ៉ូមត្រូវបានចែកចាយយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងសារធាតុរ៉ែម៉ាញ៉េស្យូម ជាតិដែក ស៊ីលីត និងសារធាតុរ៉ែបន្ថែម។

ពាក្យសុំ

ក្រូមីញ៉ូម គឺជាលោហធាតុមួយក្នុងចំណោមលោហធាតុដែលប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតនៅក្នុងឧស្សាហកម្មទំនើប។ វាត្រូវបានគេប្រើជាចម្បងក្នុងការផលិតដែកអ៊ីណុក និងដែកថែបយ៉ាន់ស្ព័រជាច្រើនប្រភេទក្នុងទម្រង់ជាដែកយ៉ាន់ស្ព័រ (ដូចជាដែករ៉ូក្រូម)។ ក្រូមីញ៉ូមមានលក្ខណៈរឹង ធន់នឹងការពាក់ ធន់នឹងកំដៅ និងធន់នឹងការច្រេះ។ រ៉ែក្រូមីញ៉ូម ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងលោហធាតុ វត្ថុធាតុធន់នឹងភ្លើង ឧស្សាហកម្មគីមី និងឧស្សាហកម្មរោងស្មិត។

នៅក្នុងឧស្សាហកម្មលោហធាតុ រ៉ែក្រូមីញ៉ូមភាគច្រើនត្រូវបានប្រើសម្រាប់រំលាយដែកហ្វឺរ៉ូក្រូម និងក្រូមីញ៉ូមលោហធាតុ។ ក្រូមីញ៉ូមត្រូវបានគេប្រើជាសារធាតុបន្ថែមដែកថែប ដើម្បីផលិតដែកថែបពិសេសជាច្រើនប្រភេទដែលមានកម្លាំងខ្ពស់ ធន់នឹងការច្រេះ ធន់នឹងការពាក់ ធន់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងធន់នឹងអុកស៊ីតកម្ម ដូចជាដែកអ៊ីណុក ដែកធន់នឹងអាស៊ីត ដែកធន់នឹងកំដៅ ដែកទ្រទ្រង់បាល់ ដែកស្ព្រីង ដែកឧបករណ៍ជាដើម។ ក្រូមីញ៉ូមអាចបង្កើនលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច និងភាពធន់នឹងការពាក់របស់ដែកថែប។ ក្រូមីញ៉ូមលោហៈភាគច្រើនត្រូវបានប្រើសម្រាប់រំលាយយ៉ាន់ស្ព័រពិសេសជាមួយកូបាល់ នីកែល ទុងស្តែន និងធាតុផ្សេងៗទៀត។ ការដាក់បន្ទះក្រូមីញ៉ូម និងការបន្ថែមក្រូមីញ៉ូមអាចធ្វើឱ្យដែកថែប ទង់ដែង អាលុយមីញ៉ូម និងលោហៈផ្សេងទៀតបង្កើតបានជាផ្ទៃធន់នឹងការច្រេះ ដែលមានពន្លឺ និងស្រស់ស្អាត។

នៅក្នុងឧស្សាហកម្មធន់នឹងភ្លើង រ៉ែក្រូមីញ៉ូមគឺជាវត្ថុធាតុធន់នឹងភ្លើងដ៏សំខាន់មួយដែលត្រូវបានប្រើសម្រាប់ធ្វើឥដ្ឋក្រូម ឥដ្ឋម៉ាញ៉េស្យូមក្រូម វត្ថុធាតុធន់នឹងភ្លើងកម្រិតខ្ពស់ និងវត្ថុធាតុធន់នឹងភ្លើងពិសេសផ្សេងទៀត (បេតុងក្រូម)។ វត្ថុធាតុធន់នឹងភ្លើងដែលមានមូលដ្ឋានលើក្រូមីញ៉ូមភាគច្រើនរួមមានឥដ្ឋដែលមានរ៉ែក្រូម និងម៉ាញ៉េស្យូម ឥដ្ឋម៉ាញ៉េស្យូម-ក្រូមក្លាំងឃឺរដែលបានដុត ឥដ្ឋម៉ាញ៉េស្យូម-ក្រូមរលាយ ឥដ្ឋម៉ាញ៉េស្យូម-ក្រូមរលាយ កិនល្អិតៗ រួចភ្ជាប់ជាមួយ។ ពួកវាត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឡដុតចំហរ ឡចំហាយអាំងឌុចស្យុង ឡចំហាយដែកជាដើម។ ឡដុតលោហធាតុ និងឡដុតបង្វិលសម្រាប់ឧស្សាហកម្មស៊ីម៉ង់ត៍ជាដើម។

នៅក្នុងឧស្សាហកម្មរោងស្មិត រ៉ែក្រូមីញ៉ូមនឹងមិនមានអន្តរកម្មជាមួយធាតុផ្សេងទៀតនៅក្នុងដែកថែបរលាយក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការចាក់ទេ មានមេគុណពង្រីកកម្ដៅទាប ធន់នឹងការជ្រាបចូលលោហៈ និងមានដំណើរការត្រជាក់ល្អជាងរ៉ែហ្សីខុន។ រ៉ែក្រូមីញ៉ូមសម្រាប់រោងស្មិតមានតម្រូវការតឹងរ៉ឹងលើសមាសធាតុគីមី និងការចែកចាយទំហំភាគល្អិត។

នៅក្នុងឧស្សាហកម្មគីមី ការប្រើប្រាស់ក្រូមីញ៉ូមដោយផ្ទាល់បំផុតគឺដើម្បីផលិតដំណោះស្រាយសូដ្យូមឌីក្រូម៉ាត (Na2Cr2O7·H2O) ហើយបន្ទាប់មកដើម្បីរៀបចំសមាសធាតុក្រូមីញ៉ូមផ្សេងទៀតសម្រាប់ប្រើប្រាស់ក្នុងឧស្សាហកម្មដូចជាសារធាតុពណ៌ វាយនភណ្ឌ ការស្រោបដោយអគ្គិសនី និងការផលិតស្បែក ក៏ដូចជាកាតាលីករផងដែរ។

ម្សៅរ៉ែក្រូមីញ៉ូមដែលកិនល្អិតៗ គឺជាសារធាតុពណ៌ធម្មជាតិក្នុងការផលិតកញ្ចក់ សេរ៉ាមិច និងក្បឿងកញ្ចក់។ នៅពេលដែលសូដ្យូមឌីក្រូម៉ាតត្រូវបានប្រើដើម្បីបំផ្លាញស្បែក ប្រូតេអ៊ីន (កូឡាជែន) និងកាបូអ៊ីដ្រាតនៅក្នុងស្បែកដើមមានប្រតិកម្មជាមួយសារធាតុគីមី ដើម្បីបង្កើតជាស្មុគស្មាញដែលមានស្ថេរភាព ដែលក្លាយជាមូលដ្ឋាននៃផលិតផលស្បែក។ នៅក្នុងឧស្សាហកម្មវាយនភណ្ឌ សូដ្យូមឌីក្រូម៉ាតត្រូវបានគេប្រើជាសារធាតុស្អិតក្នុងការជ្រលក់ពណ៌ក្រណាត់ ដែលអាចភ្ជាប់ម៉ូលេគុលពណ៌ទៅនឹងសមាសធាតុសរីរាង្គបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព។ វាក៏អាចត្រូវបានប្រើជាសារធាតុអុកស៊ីតកម្មក្នុងការផលិតថ្នាំជ្រលក់ និងសារធាតុមធ្យមផងដែរ។

រ៉ែក្រូមីញ៉ូម

មានសារធាតុរ៉ែដែលមានផ្ទុកក្រូមីញ៉ូមជាង ៥០ ប្រភេទដែលត្រូវបានគេរកឃើញនៅក្នុងធម្មជាតិ ប៉ុន្តែភាគច្រើននៃពួកវាមានមាតិកាក្រូមីញ៉ូមទាប និងការចែកចាយរាយប៉ាយ ដែលមានតម្លៃប្រើប្រាស់ក្នុងឧស្សាហកម្មទាប។ សារធាតុរ៉ែដែលមានផ្ទុកក្រូមីញ៉ូមទាំងនេះជារបស់អុកស៊ីដ ក្រូម៉ាត និងស៊ីលីត បន្ថែមពីលើអ៊ីដ្រូស៊ីត អ៊ីយ៉ូដាត នីទ្រីត និងស៊ុលហ្វីតមួយចំនួន។ ក្នុងចំណោមនោះ សារធាតុរ៉ែក្រូមីញ៉ូមនីទ្រីត និងស៊ុលហ្វីតក្រូមីញ៉ូមត្រូវបានរកឃើញតែនៅក្នុងអាចម៍ផ្កាយប៉ុណ្ណោះ។

ក្នុងនាមជាប្រភេទរ៉ែមួយនៅក្នុងអនុគ្រួសាររ៉ែក្រូមីញ៉ូម ក្រូមីតគឺជារ៉ែឧស្សាហកម្មដ៏សំខាន់តែមួយគត់នៃក្រូមីញ៉ូម។ រូបមន្តគីមីទ្រឹស្តីគឺ (MgFe)Cr2O4 ដែលមាតិកា Cr2O3 មានចំនួន 68% និង FeO មានចំនួន 32%។ នៅក្នុងសមាសធាតុគីមីរបស់វា កាតូតត្រីវ៉ាឡង់ភាគច្រើនគឺ Cr3+ ហើយជារឿយៗមានការជំនួសអ៊ីសូម័រហ្វីក Al3+, Fe3+ និង Mg2+, Fe2+។ នៅក្នុងក្រូមីតដែលផលិតបានពិតប្រាកដ ផ្នែកមួយនៃ Fe2+ ត្រូវបានជំនួសដោយ Mg2+ ហើយ Cr3+ ត្រូវបានជំនួសដោយ Al3+ និង Fe3+ ក្នុងកម្រិតផ្សេងៗគ្នា។ កម្រិតពេញលេញនៃការជំនួសអ៊ីសូម័រហ្វីកក្នុងចំណោមសមាសធាតុផ្សេងៗនៃក្រូមីតគឺមិនស៊ីសង្វាក់គ្នាទេ។ កាតូតសម្របសម្រួលលំដាប់ទាំងបួនភាគច្រើនជាម៉ាញ៉េស្យូម និងជាតិដែក ហើយការជំនួសអ៊ីសូម័រហ្វីកពេញលេញរវាងម៉ាញ៉េស្យូម-ជាតិដែក។ យោងតាមវិធីសាស្ត្របែងចែកបួនប្រភេទ ក្រូមីតអាចបែងចែកជាបួនក្រុមរង៖ ម៉ាញ៉េស្យូមក្រូមីត ដែក-ម៉ាញ៉េស្យូមក្រូមីត ម៉ាហ្វីក-ដែកក្រូមីត និងដែក-ក្រូមីត។ លើសពីនេះ ក្រូមីតច្រើនតែមានផ្ទុកម៉ង់ហ្គាណែសក្នុងបរិមាណតិចតួច ដែលជាល្បាយដូចគ្នានៃទីតានីញ៉ូម វ៉ាណាដ្យូម និងស័ង្កសី។ រចនាសម្ព័ន្ធរបស់ក្រូមីតគឺជាប្រភេទស្ពីនែលធម្មតា។

៤. ស្តង់ដារគុណភាពនៃសារធាតុក្រូមីញ៉ូមខាប់

យោងតាមវិធីសាស្ត្រកែច្នៃផ្សេងៗគ្នា (រ៉ែ និងរ៉ែធម្មជាតិ) រ៉ែក្រូមីញ៉ូមសម្រាប់លោហធាតុត្រូវបានបែងចែកជាពីរប្រភេទ៖ រ៉ែប្រមូលផ្តុំ (G) និងរ៉ែដុំ (K)។ សូមមើលតារាងខាងក្រោម។

តម្រូវការគុណភាពសម្រាប់រ៉ែក្រូមីតសម្រាប់លោហធាតុ

បច្ចេកវិទ្យាកែលម្អរ៉ែក្រូម

១) ការបោះឆ្នោតឡើងវិញ
បច្ចុប្បន្ននេះ ការបំបែកដោយទំនាញផែនដីកាន់កាប់តួនាទីសំខាន់មួយក្នុងការកែលម្អរ៉ែក្រូមីញ៉ូម។ វិធីសាស្ត្របំបែកដោយទំនាញផែនដី ដែលប្រើស្រទាប់រលុងនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកទឹកជាឥរិយាបថមូលដ្ឋាន នៅតែជាវិធីសាស្ត្រសំខាន់សម្រាប់ការបង្កើនរ៉ែក្រូមីញ៉ូមនៅទូទាំងពិភពលោក។ ឧបករណ៍បំបែកដោយទំនាញផែនដីគឺជាចង្អូររាងជាវង់ និងឧបករណ៍ប្រមូលផ្តុំកម្លាំងបង្វិលជុំ ហើយជួរទំហំភាគល្អិតដំណើរការគឺធំទូលាយ។ ជាទូទៅ ភាពខុសគ្នានៃដង់ស៊ីតេរវាងរ៉ែក្រូមីញ៉ូម និងរ៉ែហ្គាន់ហ្គ គឺធំជាង 0.8 ក្រាម/សង់ទីម៉ែត្រ ហើយការបំបែកដោយទំនាញផែនដីនៃទំហំភាគល្អិតណាមួយដែលធំជាង 100 មីលីម៉ែត្រអាចពេញចិត្ត។ លទ្ធផលនៃការ។ ដុំរ៉ែរដុប (100 ~ 0.5 មីលីម៉ែត្រ) ត្រូវបានតម្រៀប ឬជ្រើសរើសជាមុនដោយការកែលម្អមធ្យមធ្ងន់ ដែលជាវិធីសាស្ត្រកែលម្អសន្សំសំចៃខ្លាំង។

2) ការបំបែកម៉ាញេទិក
ការបំបែកម៉ាញេទិកគឺជាវិធីសាស្ត្រកែលម្អមួយដែលសម្រេចបាននូវការបំបែករ៉ែនៅក្នុងដែនម៉ាញេទិកមិនស្មើគ្នាដោយផ្អែកលើភាពខុសគ្នានៃម៉ាញេទិកនៃរ៉ែនៅក្នុងរ៉ែ។ ក្រូមីតមានលក្ខណៈសម្បត្តិម៉ាញេទិកខ្សោយ ហើយអាចត្រូវបានបំបែកដោយឧបករណ៍បំបែកម៉ាញេទិកជម្រាលខ្ពស់រាងជារង្វង់បញ្ឈរ ឧបករណ៍បំបែកម៉ាញេទិកបន្ទះសើម និងឧបករណ៍ផ្សេងៗទៀត។ មេគុណភាពងាយនឹងម៉ាញេទិកជាក់លាក់នៃរ៉ែក្រូមីញ៉ូមដែលផលិតនៅក្នុងតំបន់ផលិតរ៉ែក្រូមីញ៉ូមផ្សេងៗនៅលើពិភពលោកមិនមានភាពខុសគ្នាច្រើនទេ ហើយវាស្រដៀងគ្នាទៅនឹងមេគុណភាពងាយនឹងម៉ាញេទិកជាក់លាក់នៃវ៉ូលហ្វ្រាមីត និងវ៉ូលហ្វ្រាមីតដែលផលិតនៅក្នុងតំបន់ផ្សេងៗ។

មានស្ថានភាពពីរក្នុងការប្រើប្រាស់ការបំបែកម៉ាញេទិកដើម្បីទទួលបានសារធាតុក្រូមីញ៉ូមកម្រិតខ្ពស់៖ មួយគឺត្រូវយកសារធាតុរ៉ែម៉ាញេទិកខ្លាំង (ភាគច្រើនជាម៉ាញេទីត) នៅក្នុងរ៉ែក្រោមដែនម៉ាញេទិកខ្សោយដើម្បីបង្កើនសមាមាត្រនៃហ្វឺរ៉ូក្រូម និងមួយទៀតគឺត្រូវប្រើដែនម៉ាញេទិកខ្លាំង។ ការបំបែកសារធាតុរ៉ែហ្គាន់ហ្គ និងការស្តាររ៉ែក្រូមីញ៉ូម (សារធាតុរ៉ែម៉ាញេទិកខ្សោយ)។

៣) ការជ្រើសរើសអគ្គិសនី
ការបំបែកដោយអគ្គិសនី គឺជាវិធីសាស្ត្រមួយនៃការបំបែករ៉ែក្រូមីញ៉ូម និងរ៉ែហ្គាងស៊ីលីត ដោយប្រើលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីនៃរ៉ែ ដូចជាភាពខុសគ្នានៃចរន្តអគ្គិសនី និងថេរឌីអេឡិចត្រិច។

៤) ការអណ្តែតទឹក
នៅក្នុងដំណើរការនៃការបំបែកដោយទំនាញផែនដី រ៉ែក្រូមីតដែលមានគ្រាប់ល្អិតៗ (-100um) ជារឿយៗត្រូវបានគេបោះចោលជាកាកសំណល់ ប៉ុន្តែក្រូមីតដែលមានទំហំនេះនៅតែមានតម្លៃប្រើប្រាស់ខ្ពស់ ដូច្នេះវិធីសាស្ត្រអណ្តែតអាចត្រូវបានប្រើសម្រាប់រ៉ែក្រូមីតគ្រាប់ល្អិតៗថ្នាក់ទាបត្រូវបានទាញយកមកវិញ។ ការអណ្តែតរ៉ែក្រូមីញ៉ូមជាមួយនឹង Cr2O3 20% ~40% នៅក្នុងកាកសំណល់ និងសារធាតុរ៉ែស៊ែនប៉ិនទីន អូលីវីន រូទីល និងកាល់ស្យូមម៉ាញ៉េស្យូមកាបូណាតជាសារធាតុរ៉ែហ្គង់។ រ៉ែត្រូវបានកិនល្អិតៗដល់ 200μm កញ្ចក់ទឹក ផូស្វាត មេតាផូស្វាត ហ្វ្លូរ៉ូស៊ីលីក ជាដើម ត្រូវបានប្រើដើម្បីបំបែក និងរារាំងដីល្បាប់ ហើយអាស៊ីតខ្លាញ់មិនឆ្អែតត្រូវបានប្រើជាឧបករណ៍ប្រមូល។ ការបំបែក និងការទប់ស្កាត់ដីល្បាប់ហ្គង់គឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់ចំពោះដំណើរការអណ្តែត។ អ៊ីយ៉ុងលោហៈដូចជាជាតិដែក និងសំណអាចធ្វើឱ្យក្រូមីតសកម្ម។ នៅពេលដែលតម្លៃ pH នៃដីល្បាប់ទាបជាង 6 ក្រូមីតស្ទើរតែអណ្តែត។ សរុបមក ការប្រើប្រាស់សារធាតុរាវអណ្តែតគឺច្រើន កម្រិតប្រមូលផ្តុំមិនស្ថិតស្ថេរ ហើយអត្រានៃការស្តារឡើងវិញគឺទាប។ Ca2+ និង Mg2+ រលាយពីសារធាតុរ៉ែ gangue កាត់បន្ថយការជ្រើសរើសនៃដំណើរការអណ្តែត។

៥) ការកែលម្អគីមី
វិធីសាស្ត្រគីមី គឺការព្យាបាលដោយផ្ទាល់នូវរ៉ែក្រូមីតមួយចំនួនដែលមិនអាចបំបែកបានដោយវិធីសាស្ត្ររូបវន្ត ឬថ្លៃដើមនៃវិធីសាស្ត្ររូបវន្តគឺខ្ពស់។ សមាមាត្រ Cr/Fe នៃសារធាតុប្រមូលផ្តុំដែលផលិតដោយវិធីសាស្ត្រគីមីគឺខ្ពស់ជាងវិធីសាស្ត្ររូបវន្តធម្មតា។ វិធីសាស្ត្រគីមីរួមមាន៖ ការលាងជ្រើសរើស ការកាត់បន្ថយអុកស៊ីតកម្ម ការបំបែករលាយ ការលាងអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរិក និងអាស៊ីតក្រូមិក ការកាត់បន្ថយ និងការលាងអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរិក។ល។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃវិធីសាស្ត្ររូបវន្ត-គីមី និងការព្យាបាលដោយផ្ទាល់នៃរ៉ែក្រូមីតដោយវិធីសាស្ត្រគីមី គឺជានិន្នាការចម្បងមួយក្នុងការបង្កើនគុណភាពក្រូមីតនាពេលបច្ចុប្បន្ន។ វិធីសាស្ត្រគីមីអាចទាញយកក្រូមីតដោយផ្ទាល់ពីរ៉ែ និងផលិតកាបូនក្រូមីត និងអុកស៊ីដក្រូមីត។