2020年11月16日
Cr2O3化学性能稳定,耐酸碱,高温稳定,硬度高,耐火性能好。

在高温下,Cr3+部分转化为Cr2+,导致cr2o3的熔点较低。
因此,Cr2O3的熔点没有统一的标准,只有2265~2330℃的温度范围。
尽管如此,具有如此高的熔点范围,应用于耐火材料是足够的。
当Cr2O3与一些主要的耐火氧化物相互作用时,形成的化合物具有高熔点或形成的多组分体系具有高低共熔点,是耐火材料的重要原料和添加剂,如表1所示。

表1Cr2O3与一些由二元体系形成的难熔氧化物
Cr2O3性能特征
在耐火材料中引入Cr2O3可提高炉渣对耐火材料的润湿性,间接提高炉渣的粘度,从而提高耐火材料抗炉渣侵蚀的能力,从而延长耐火材料的使用寿命。
利用相图和冶金渣的主要成分分析了它能起到上述作用的原因。
在冶炼过程中,炉渣通常是以CaO和SiO2为主要成分的多种氧化物的混合物。
若将炉渣视为CaO-SiO2二元体系,可与氧化铬(Cr2O3)、氧化铝(Al2O3)和氧化镁(MgO)分别结合形成Cr2O3- CaO-SiO2、Al2O3- CaO-SiO2和MgO - CaO-SiO2三元体系,通过比较各相的平衡状态图,可以分析各种耐火材料的抗渣蚀机理。
Cr2O3-Cao -SiO2、Al2O3-Cao -SiO2和MGO-Cao -SiO2三元体系的相平衡态如图1、2、3所示。
由图可知,当Cr2O3、Al2O3和MgO分别与氧化钙和二氧化硅混合,在不同温度下加热时,Cr2O3、Al2O3和MgO分别与炉渣发生反应溶解为炉渣,溶解超过一定量后达到饱和,以上氧化物将不再溶解。
各三元体系中Cr2O3、Al2O3和MgO的溶解量随碱度(R)和温度的变化而变化。
根据图1、2、3计算的R和加热温度对Cr2O3、Al2O3、MgO最大溶解度的影响如图4所示。
由图4可知,R=1.0和0.6时,熔渣中溶解的氧化铬最少,其次是氧化镁和Al2O3。
与Al2O3相比,只要炉渣中Cr2O3达到1/3 ~ 1/10,炉渣就可以达到饱和状态,即只要有非常少量的Cr2O3参与炉渣反应,炉渣就可以达到饱和状态,Cr2O3不再与炉渣反应。
因此,Cr2O3在耐火材料中具有很好的耐腐蚀性能。
Cr2O3在耐火材料中的应用
含铬耐火材料由于其优异的耐腐蚀性,在某些情况下发挥着不可替代的作用。
然而,人们对它的广泛使用表示担忧。
这是因为含铬耐火材料在废砖的生产、使用和使用后的堆放过程中会形成六价铬,污染大气、水源和土壤,危害人体健康。
因此,研究含铬废砖在生产、使用、后处理过程中六价铬的生成条件和控制方法,以及含铬废砖的回收利用,具有重要的现实意义。
耐火材料中使用的铬化合物是三价的,非常稳定,无害。
然而,在适当的条件下,氧化铬原料和含铬耐火材料中的三价铬离子可以转化为六价铬离子,成为主要的环境杀手。
三价铬在碱性氧化物或碱性土氧化物存在下,在氧化气氛中可转化为六价铬。
在这种情况下,通过控制使用环境、气氛和温度或防止其转化,可以充分发挥含铬耐火材料的优良性能。
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