در دنیای امروز استقلال اقتصادی هر کشور زمانی تحقق می‌یابد که درآمدهای آن کشور تنها به یک عامل محدود افتصادی وابسته نباشد و هر چقدر این عوامل درآمدزا از تنوع بیشتری برخوردار باشد توان اقتصادی ان کشور کمتر دستخوش تحولات و نوسانات قرار خواهد گرفت، به همین دلیل توسعه صادرات غیرنفتی به‌ویژه مواد معدنی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. همانطور که می‌دانیم ذخائر معدنی با ارزش اقتصادی، یکی از عواملی است که می‌تواند در توسعه اقتصادی هر کشوری موثر باشد.حال اگر بهره‌برداری از این ذخایر با اصول فنی و مهندسی همراه بوده و بر اساس تکنولوژی روز پیش برود موجبات بهره‌وری اشتغال (که یکی از معضلات کنونی کشور به شمار می‌رود) و افزایش تولید و… و نیز افزایش درآمد سرانه و این تولیدات با توجه به کاربرد و مصرف آنها در صنایع باعث توسعه صنعتی می‌شود. 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.


 

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.

 

خواص مکانیکی کروم در ارتباط با استحکام و کارپذیری آن، از جمله سختی، استحکام کششی، قدرت چکش‌خواری، نورد و غیره است. کروم از بابت پذیرش قدرت چکش‌خواری، نورد و غیره عنصر ضعیفی تلقی می‌شود، اما زمانی که این عنصر از وجود عناصری مانند اکسیژن، هیدروژن، کربن و نیتروژن خالص شود تا اندازه‌ای نرم شده و می‌توان آن را چکش‌خواری و یا نورد کرد. کروم با سایر عناصر سه گروه ترکیب برقرار می‌کند که می‌توان آنها را در اکسیدهای کروم به‌صورت نمونه و به شرح زیر ملاحظه کرد.

 

کروم دارای ظرفیت ۲، CrO، اکسید کرومو یا کروم (II)

 

کروم دارای ظرفیت ۳، Cr2O3، اکسید کرومو یا کروم (III)

 

کروم دارای ظرفیت ۶، CrO3، اکسید کرومیک یا کروم (VI)

 

فلز کروم به آسانی با اسید کلریدریک و یا کلر واکنش برقرار کرده و کلریدها را تشکیل می‌دهد. این فلز در اسید سولفوریک محلول است، اما در اسید نیتریک حل نمی‌شود، همچنین کروم با نیتروژن تشکیل دو نوع نیترید به فرمول Cr2N و CrN می‌دهند. کروم و کربن نیز تشکیل سه نوع کربید شناخته شده به فرمول Cr23C6 و Cr7C3 و Cr3C2 می‌دهند. واکنش کروم، سیلسیم در کوره الکتریکی سیلیسیدها را تشکیل می‌دهد. کروم با هیدروژن تشکیل هیدری به فرمول CrH2 که پودری سیاهرنگ است می‌دهد.

 

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.

 

زمین‌شناسی ذخایر کرومیت 

کانسارهای کرومیت با وجود تنوع اشکال آن همواره در سنگ‌های آذرین اولترامافیک تشکیل می‌شوند. مقدار سیلیس این سنگ‌ها از ۴۵ درصد کمتر است. ترکیب کانی‌شناسی آنها در درجه اول از اولیوین، ارتوپیروکسن‌ها و کلینوپیروکسن‌ها تشکیل یافته است. در بعضی از آنها آمفیبول و فلدسپات‌های قلیایی نیز وجود دارد. این سنگ‌ها، شامل انواعی مانند سرپانتینت، گابرو، پیروکسینت، پریدوتیت و دونیت هستند. ترکیب کانه کروم یعنی کرومیت تابع سنگ‌های از اطراف خود است. هر قدر درصد اولیوین در سنگ بیشتر باشد به همان اندازه درصد Cr2O3 در ترکیب کرومیت بالاتر است. از دیدگاه زمین‌شناسی کانه کرومیت وابسته به سنگ‌های نفوذی اولترامافیک و مرتبط به پوسته اقیانوسی و شکافت‌های دریایی بوده که در پی باز شدن گودال‌های ژرف و نفوذ توده‌ها در پوسته قاره‌ای، به سطح زمین می‌رسد.

 

تیتانیوم، وانادیوم، منگنز و نیکل به مقدارکم در کرومیت یافت می‌شوند. اکسید تیتانیم جزء اکسیدهای نادر در کرومیت است که مقدار آن نسبت به اکسیدهای دیگر بیشتر است. کانسارهای کرومیت که از نظر اقتصادی اهمیت دارند، به دو دسته آلپی و لایه‌ای تقسیم می‌شوند:

 

کرومیت نوع آلپی (افیولیتی)

این توده‌ها به‌صورت لایه‌های هم شیب کم و بیش پرشیب شکلی که با سنگ‌های مجاور خود موازی هست یافت می‌شود، اما همبری آنها با سنگ‌های مجاور تقریبا همیشه غیرعادی و همراه گسستگی است. کانی‌های اولیه این سنگ‌ها اکثرا تغییر یافته و به سر پانتین، کلریت و اپیدوت تبدیل می‌شوند که سنگ را به رنگ سبز در می‌آورد. مجموعه این سنگ‌ها به نام افیولیت نامیده می‌شوند.

 

کلمه افیولیت تمام سنگ‌های مافیک و اولترامافیکی را در بر می‌گیرد که معمولا دگرگون شده و در رشته کوه‌های چین خورده قدیمی و جوان یافت می‌شوند. در مجموعه افیولیت‌ها معمولا دونیت‌ها، پریدوتیت‌ها، گابروها، گدازه‌های بازیک (معمولا با ساخت بالشی) و چرت‌های رادیولاریتی و رسوبات فلیش با هم یافت می‌شوند. اکثریت زمین‌شناسان معتقدند که افیولیت‌ها معرف پوسته اقیانوسی هستند که در نتیجه عوامل تکتونیکی (گسل‌های معکوس و روراندگی) در حاشیه‌های قاره‌ها و جزایر قوسی شکل قرار گرفته‌اند. دلایل موجود نشان می‌دهد که افیولیت‌ها در شرایط زیردریایی و در مناطق تحت کشش تشکیل شده‌اند.

 

کرومیت نوع لایه‌ای (بوشولد)

از نمونه‌های بارز کانسارهای کرومیت نوع لایه‌ای که از نظر اقتصادی ارزش زیادی دارند، می‌توان به کانسارهای کرومیت کمپلکس بوشولد (آفریقای جنوبی) و کمپلکس استیل واتر (آمریکا) اشاره کرد. کمپلکس بوشولد به‌عنوان معروفترین نمونه توده آذرین لایه‌ای در دنیا شناخته شده است. این توده در ترانسوال مرکزی قرار گرفته و سن سنگ‌های آن پرکامبرین است. در حدود ۴۶۰ کیلومتر در جهت شرقی- غربی و ۲۴۵ کیلومتر در جهت شمالی- جنوبی گسترش دارد. از دیگر کمپلکس‌های معروف دنیا که از نوع لایه‌ای است، کمپلکس دایک بزرگ در جنوب رود زیا است.

 

کشورهای تولید‌کننده‌ کرومیت 

از 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.

 

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.

 

از الکترولیز محلول آلووم کروم (در روش الکتروشیمیایی) فلز کروم به‌دست می‌آورند که حدود ۷۵ درصد از فلز تجاری کروم توسط این روش تولید می‌شود. در نتیجه محصولی با درجه خلوص ۹۹ درصد تولید می‌شود. با تغییر میزان کروم آهن و کربن رده‌های مختلفی از فروکروم تولید می‌شود. مقدار کروم رده‌های مختلف بین ۵۰-۷۰ درصد تغییر می‌کند. کرومیت درصنایع شیمایی بیشتر به‌صورت اسید کرومیک (H2CrO4) و سدیم کرومات مورد استفاده قرار می‌گیرد. از اسید کرومیک جهت پوشش کاری الکتریکی (آبه‌کاری) سطح بسیاری از اشیا به‌ویژه قطعات اتومبیل و وسایل خانگی و به منظور ایجاد سطحی براق استفاده می‌شود. ضخامت قشر کروم صنعتی بیشتر است.

 

روی ابزار برش، سیلندرهای موتور و رینگ‌های پیستونی سطحی بسیار سخت و مقاوم در برابر خوردگی ایجاد می‌کنند. پوست گاو و گوسفند در گذر از فرآیندهای دباغی به نمک‌های کروم متکی‌اند تا به چرم تبدیل شوند‌. کروم با نمک‌های مس به‌عنوان محافظ چوپ به‌کار می‌رود. رنگدانه کروم برای رنگ‌های نقاشی پلاستیک و مرکب چاپ به‌کار می‌رود، البته لازم به ذکر است به دلیل سمی بودن مصرف سرب و کروم کاهش یافته است. پودر کرومیت به‌عنوان رنگ طبیعی در شیشه سرامیک و آجر نما به‌کار می‌رود. کرومیت در صنایع نسوز باید حاوی درجات پایین‌‌تر Cr2O3 یعنی ۴۰-۳۰ درصد و محتوی آلومینیوم بالاتر ۳۲-۲۵ درصد باشد. مجموع ترکیب Cr2O3+Al2O3 ‌باید از ۶۰ درصد بیشتر باشد. افزودن این عنصر به فولاد به دلیل دارا بودن خواص مقاومت در مقابل خوردگی، سختی زیاد و مقاومت شیمیایی حائز اهیمت است. کروم یکی از مهم‌ترین عناصر آلیاژی است که در فولادها به میزان ۳-۵/۰ درصد و با نیکل و مولییدن در فولادهای ضد زنگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. آلیاژهای محتوی کروم با درصدهای متغیر کروم در صنایع هواپیما‌سازی‌، تولید چدن، کشتی، زیردریایی، رآکتورهای اتمی، کوره‌های آهن‌گدازی و صنعت چاپ استفاده می‌شود. کرومیت به‌عنوان ماسه ریخته‌گری نیز به‌کار می‌رود.

 

کرومیت تنها کانه کروم است. بخش بیشتر کرومیت به فروکروم تبدیل شده که نزدیک به ۷۰ درصد آن در تولید فولاد ضدزنگ مصرف می‌شود. هیچ جانشینی برای کرومیت در تولید فروکروم که در صنعت فولاد‌سازی‌ نقش مهمی دارد وجود ندارد که این عامل همراه با توزیع جغرافیایی بسیار محدود منابع کرومیت آن را در شمار کانی‌های راهبردی قرار داده است. (ادواردز، ادکینسون، ۳۶,۱۳۷۷). با عنایت به این‌که ایران‌ با تولید بیش‌ از ۹۷ هزار تن‌ کرومیت‌ در سال‌ نهمین‌ تولید‌کننده‌ این‌ ماده‌ معدنی‌ در دنیا است‌ سهم‌ ایران‌ در تولید جهانی‌ کروم‌ ۰۴/۱ ‌درصد است‌.

 

متالورژی 

استفاده مهم از کروم در صنایع متالورژی و آبه‌کاری است. کروم عنصری مقاوم در برابر گرما، خراشیدگی، خوردگی و اکسیداسیون بوده و فولادهای ضد زنگ و آلیاژهایی که از کروم تهیه میگردند، سختی، مقاومت فشاری و خزشی بالایی دارند. کرومیت‌هایی که در صنایع متالورژی مورد استفاده قرار می‌گیرند باید Cr/Fe بالای ۳ و محتوای سیلیس کمتر از ۵ درصد داشته باشند. معمولا حدود ۵۰ درصد کرومیت‌های استخراجی دنیا در این بخش مصرف می‌گردند.

 

از کروم به‌صورت گسترده در تولید آلیاژها استفاده می‌شود که از آن جمله می‌توان آلیاژ کروم با آهن ضد زنگ را نام برد که تحت عنوان فریتیک ساخته می‌شود و دارای استحکام بسیار بالایی است فولادهای کروم‌دار درصدهای متفاوتی از کروم می‌توانند داشته باشند (Cr=1-50 درصد) چنانچه کروم بین ۱۸-۱۰ درصد باشد سختی و مقاومت فولاد بالا می‌رود و اگر مقدار کروم بیش از این حد باشد خاصیت ضد زنگ و مقاوم بودن در برابر اکسیداسیون آن افزایش می‌یابد. فولاد کروم‌دار ضد زنگ حدود ۲۰-۱۵ درصد کروم و حدود ۱۰-۷ درصد نیکل دارد. از کروم در سیم‌های مقاوم الکتریکی با نیکل و آهن به‌صورت نیکل ضد زنگ تحت عنوان آستنیتیک (Austenitic) و با منگنز و آهن به‌صورت منگنزـ کروم ضد زنگ از دیگر مصارف این فلز با ارزش است. از دیگر آلیاژهای کروم، آلیاژ کروم و نیکل است که در نسبت‌های مختلف با مقاومت‌های بسیار مناسب ساخته می‌شود. ترکیب این نوع آلیاژ معمولا از اختلاط ۲۸-۱۵ درصد کروم با ۷۸-۷۵ درصد نیکل است. آلیاژهای با پایه نیکل حاوی کروم بدلیل استحکام بالا و مقاومت بسیار خوب در برابر حرارت‌های بالا از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. سایر فلزاتی که می‌توان در ساخت آلیاژهایی بر پایه نیکل استفاده کرد عبارتند از آهن، تیتان، کولومبیم (نیوبیم)، کبالت، مس، مولیبدن و تنگستن.

 

همچنین از کروم با نیکل می‌توان آلیاژ معروف نیکروم (Nichrome) را ساخت که دارای مقاومت الکتریکی است و از آن در ساخت تعداد زیادی از لوازم جدید منزل مانند لوازم الکتریکی و گرم‌کن‌های آب استفاده می‌شود. کروم با کبالت نیز آلیاژ ایجاد کرده و از آن در ساخت ابزار برش استفاده می‌شود. در این نوع آلیاژ از مقداری تنگستن، وانادیم و کربن نیز معمولا استفاده می‌شود. احتمالا آلیاژ استلیت (Stellite) بهترین نوع تجاری این آلیاژها محسوب می‌شود باید توجه داشت که تمام این آلیاژها دارای خواص مقاومتی بسیار مناسب در برابر حرارت هستند.آلیاژهای دیگری نیز از کروم با مس، آلومینیوم و تیتان وجود دارد که در حد کمتری از آنها استفاده می‌شود. از دیگر مصارف مهم و اساسی کروم خالص استفاده از آن برای آبه‌کاری است. بسیاری از لوازم خانگی بوسیله کروم آبه‌کاری می‌شوند به‌عنوان مثال می‌توان از کلیه لوازم مورد مصرف در دکور منزل یا اتومبیل، انواع لوازم، انواع لوله‌ها، بشکه‌های استوانه‌ای خشک‌کن لوازم مورد مصرف در صنایع، میله و محورها، لوازم الکتریکی، دنده‌ها، ماشین‌آلات صنایع غذایی، انواع کتری و قوری، انواع دیگ و تابه، ماشین‌آلات بسته‌بندی و صدها قلم از فرآورده‌های آبه‌کاری شده دیگر که به درخشندگی، زیبیی، مقاومت در برابر ساییدگی و حرارت کروم نیاز دارند اشاره کرد.

 

صنایع شیمیایی 

از مهم‌ترین مشتقات شیمیایی کروم می‌توان به بیکرومات سدیم ـ کرومات سدیم ـ بیکرومات پتاسیم ـ کرومات پتاسیم ـ اسید کرومیک ـ سولفات بازی کروم ـ کروموزال اشاره کرد. معمولا در صنایع شیمیایی کرومیت‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرند که در ترکیب آنها نسبت Cr/Fe بیش از ۲/۲ بوده و مقدار سیلیس آنها کمتر از ۸ درصد باشد، حدود ۱۵ درصد کرومیت‌های دنیا در صنایع شیمیایی به مصرف می‌رسد. استفاده از ترکیبات شیمیایی کروم در سال‌های اخیر توسعه فراوانی یافته است به‌طوری‌که روز به روز بر مقدار تقاضا و کاربرد ترکیبات کروم در صنایع بخصوص صنعت رنگسازی، چرم‌سازی‌ و دباغی پوست، نساجی و آبه‌کاری، صنایع چوب، چاپ، کاشی‌سازی (سرامیک)، حفاری، سونداژ، روغن‌سازی، صابون‌سازی، شمع‌سازی، کبریت‌سازی و عکاسی افزوده می‌شود. در جدول زیر مواد شیمیایی کرومی، موارد استفاده و کاربرد آنها در صنایع به‌طور خلاصه آورده شده است.

 

دیرگدازها 

۳۰ تا ۳۵ درصد از کرومیت استخراج شده در جهان در صنعت ساخت دیرگدازها مورد استفاده قرار می‌گیرد که عموما برای ساخت و تولید آجرهای نسوز و مواد نسوز صنعتی و نیز تهیه و تولید ماسه‌های ریخته‌گری به مصرف می‌رسند، در ترکیب شیمیایی تیپیک مواد معدنی که برای تولید دیرگدازهای کرومیتی مصرف می‌شوند ۳۱ تا ۴۵ درصد اکسید کروم، ۲۴ تا ۳۵ درصد آلومین، ۱۴ تا ۲۰ درصد اکسید منیزیم، ۱۲ تا ۲۰ درصد اکسید آهن دوظرفیتی، ۳ تا ۶ درصد سیلیس و کمتر از ۱ درصد اکسید کلسیم موجود است که مقداری اکسید منیزیم به ماده خام آنها اضافه می‌شود.

 

موارد اصلی مصرف کرومیت در صنایع ریخته‌گری به قرار زیر است: 

– در ساخت جداره کوره‌ها ـ پاتیل‌ها و ابزارهای کمکی ذوب و استفاده از آن به‌عنوان یک دیرگداز.

– استفاده از آن به‌عنوان یک ماسه مناسب در ریخته‌گری برای تولید در:

  الف) انواع فولادهای ریختگی به‌ویژه فولادهای آستینتی منگنزی

    ب) قطعات بزرگ چدنی

    پ) به‌عنوان ماسه رویه در تولید سری قطعات چدنی

– استفاده از پودر کرومیت در تهیه بعضی از دوغاب‌های اولیه دیرگداز در ریخته‌گری دقیق و ماسه‌های کرومیتی به‌عنوان دیرگداز پشت‌بند

 

کاربرد کرومیت در تولید آجرهای نسوز و مواد نسوز صنعتی 

از کرومیت علاوه بر ساخت آجرهای نسوز کرومیتی، منیزیاکرومیتی (MC) با ۵ تا ۱۵ درصد کرومیت و نیز آجرهای کرومیت منیزیایی (CM) با ۱۵ تا ۳۰ درصد کرومیت در تهیه و تولید محصولات نسوز بی‌شکل از قبیل انواع جرم‌ها استفاده می‌شود. کرومیت مورد استفاده در ساخت آجرهای نسوز از نوع ریفراکتوری (Refractory chrom ores) است همچنین باید توجه داشت که هر چه مقدار Al2O3 + Cr2O3 بالاتر باشد مرغوبیت آجر تولید شده افزایش می‌یابد. از آجرهای نسوز کرومیت منیزیایی و منیزیاکرومیتی در صنایعی چون تولید فولاد ـ فلزات آهنی و غیرآهنی شیشه و سیمان به‌عنوان آستر (جداره) سقف، دیواره‌های جانبی و انتهایی در کوره‌های قلیایی، قوسی، القایی، کنورتورهای مس، کوره‌های شعله‌ای مس و. .. استفاده می‌شود.

 

وضعیت ماده معدنی کرومیت در جهان و ایران 

کانی 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.

 

صادرات و واردات کرومیت 

در سال‌های (۱۳۷۴- ۱۳۶۸) گمرک ایران (سالنامه آمار بازرگانی خارجی) میزان واردات فروکروم به کشور را تحت یک عنوان کلی فروکروم درج کرده است، اما در سال‌های اخیر فروکروم را تحت دو عنوان کلی کم کربن (فروکروم دارای ۴ درصد وزنی یا کمتر) با شماره تعرفه ۴۹/۷۲۰۲ و پرکربن (فروکروم دارای بیش از ۴ درصد وزنی کربن) با شماره تعرفه ۴۱/۷۲۰۲ طبقه‌بندی‌ کرده است و در برخی سال‌ها فروکروم به هر دو شکل وارد کشور شده و در صنایع عمده مصرف‌کننده‌ مورد استفاده قرار گرفته است. آمار واردات فروکروم در طی سال‌های (۱۳۷۹  (۱۳۶۸- با وجود نوسانات شدید، در مجموع دارای یک روند نزولی بوده (بر طبق آمار گمرک) و در مقایسه با میزان صادرات سهم قابل توجهی را به خود اختصاص داده است. در سال ۷۹ میزان واردات فروکروم رشد چشمگیری داشته است. عمده این واردات از کشورهای اروپایی (روسیه، هلند بلژیک، انگلستان، آلمان و سوئد)چین و آفریقای جنوبی صورت گرفته است.