تولید عنصر کروم

به طور طبیعی عنصر کروم از 3 ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است. این 3 ایزوتوپ 52Cr، 53Cr و 54Cr است. فراوان ترین ایزوتوپ کروم 52Cr با فراوانی طبیعی 789/83٪ است. برای این عنصر 19 رادیو ایزوتوپ نیز شناخته شده است. پایدار ترین رادیو ایزوتوپ 50Cr است. 51Cr نیز با نیمه عمر 7025/27 روز نیز دیگر رادیو ایزوتوپ پایدار کروم است. سایر ایزوتوپ های رادیو اکتیو این عنصر از نیمه عمری کمتر از 24 ساعت برخوردارند. و درواقع نیمه عمر بیشتر آن ها کمتر از 1 دقیقه است.

این عنصر دارای 2 حالت برانگیخته نیز است. 53Cr محصول فروپاشی پرتوزا 53Mn است. محتویات ایزوتوپی عنصر کروم با محتویات ایزوتوپی منگنز ترکیب شده و در زمین شناسی ایزوتوپی کاربرد دارند. نسبت های ایزوتوپ Mn-Cr تایید کننده شواهد به دست آمده از 26Al و 107pd درباره تاریخ ابتدایی است.

لازم به ذکر است که 53Cr دلایل بیشتری را درباره فرایند های نوکلئوسنتزی قبل از یکپارچگی منظومه شمسی در اختیار می گذارد. ایزوتوپ های کروم از نظر وزن اتمی، در بازه 43 amu (کروم 43) تا 67 amu (کروم 67) قرار دارند. حالت فروپاشی اتمی قبل از فراوان ترین ایزوتوپ پایدار کروم 52، جذب الکترون است. حالت بعد از آن نیز کاهش بتا است.

تولید عنصر کروم

28٫8 میلیون تن سنگ معدن کرومیت قابل فروش در سال 2013 تولید و به 7.5 تن فروکروم تبدیل شده است. طبق تحقیقات فروکروم اصلی ترین کاربرد سنگ معدنی کرومیت است. تولید فولاد ضد زنگ نیز اصلی ترین کاربرد فروکروم است.

در سال 2019 بزرگ ترین تولیدکنندگان سنگ کروم به ترتیب آفریقای جنوبی (39٪)، ترکیه (23٪)، قزاقستان (15٪) و هند (9٪) بوده اند. 14٪ باقی مانده تولید نیز مربوط به سایر کشورهاست.فروکروم و کروم فلزی دو محصول اصلی تصفیه سنگ کروم هستند. فرآیند تولید این دو محصول تفاوت زیادی با هم دارد.برای تولید فروکروم، سنگ معدن کرومیت (FeCr2O4) در مقیاس بزرگ در کوره قوس الکتریکی یا در کارخانه های ذوب کوچک تر، با آلومینیوم یا سیلیسیم در یک واکنش آلومینوترمی کاهش می یابد.

برای تولید کروم خالص، آهن باید در یک فرایند دو مرحله ای پخت و سنگ شویی از کروم جدا شود. سنگ معدن کرومیت با مخلوطی از کربنات کلسیم و کربنات سدیم در حضور هوا گرم شود. کروم اکسید شده و به کروم شش ظرفیتی تبدیل می شود. در حالی که آهن به شکل پایدار Fe2O3 تبدیل می گردد. سپس سنگ شویی در دمای بالاتر باعث حل شدن کرومات ها گردیده و اکسید آهن نا محلول باقی می ماند.کرومات توسط اسید سولفوریک به دی کرومات تبدیل می شود. دی کرومات با کاهش با کربن به اکسید کروم (III) تبدیل شده و سپس در واکنش آلومینوترمی به کروم کاهش می یابد.

به طور معمول فلز کروم و ترکیبات کروم (III) برای سلامتی خطری ندارند. اما در صورت بلع ترکیبات کروم VI می توانند سمی باشند. نصف قاشق چای خوری ترکیبات کروم سمی (VI) کشنده است. حتی مقادیر غیر کشنده کروم VI نیز سرطان زا است. بیشتر ترکیبات کروم VI برای چشم، پوست و بافت های مخاطی مضر است. تماس دائمی با این ترکیبات خطر ناک بوده و می تواند موجب آسیب های دائمی چشم گردد.

در این موارد باید درمان کامل صورت پذیرد.سازمان بهداشت جهانی (WHO) در سال 1958 حداکثر میزان مجاز مصرف کروم VI از جنبه سلامتی را 0.05 میلی گرم در لیتر آب آشامیدنی اعلام نموده کرد. البته این پیشنهاد بار ها بررسی شد. اما در این فاصله مقدار اعلام شده تغییری نکرد.