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铬的发现可以追溯到人类艺术史的早期发展,因其化合物能呈现出丰富多彩的色泽。1797 年,法国化学家沃克兰在分析西伯利亚红铅时,首次注意到了这种新元素的存在。次年,沃克兰成功地用碳还原法从氧化铬中分离出了这种新元素,将其命名为 Chromium,意为 “颜色”。在同时期,另一位化学家克拉普罗特也从铬铅矿中独立发现了铬。铬元素的发现不仅丰富了人类对元素世界的认知,也为后来的科学研究和技术应用奠定了坚实的基础。铬是一种银白色带有光泽的金属,质极硬,耐腐蚀。铬不溶于水,但可溶于熔融强碱。铬在酸中的典型特征是表面易于钝化。与浓硫酸反应会生成二氧化硫和硫酸铬,但与浓硝酸接触时,其表面会生成致密的氧化物薄膜,使铬呈现钝化状态,通常不会被溶解。在空气中,铬表面会迅速形成一层致密的氧化铬薄膜,这层薄膜能有效阻止其进一步氧化和腐蚀,因此镀在金属上可起保护作用。铬作为一种多功能元素,凭借其独特的物化性质,在众多行业中展现出了广泛的应用价值和重要性。在冶金工业中,铬作为添加剂大范围的应用于各种金属合金,以提高材料的硬度、强度、耐磨损性、耐腐蚀和抗老化性能、耐高温和耐氧化性能。铬电镀层凭借其无可挑剔的耐腐蚀性和迷人的光泽,不仅明显地增强了金属制作的产品的防腐屏障,更赋予了它们别具一格的视觉美感。它大范围的应用于汽车、家电、电子等行业,不仅守护着产品的长久耐用,更让每一件金属制作的产品焕发出耀眼的光彩。铬及其化合物可承受极高的温度,拥有非常良好的高温抗侵蚀性能,是制造耐火材料的重要原料。添加铬的氧化物可以明显提高耐火材料的耐高温性能和抗侵蚀性能,这对于窑炉和其他高温工业设施的衬里至关重要。例如,铬铁矿用于制砖和成型。同时,铬及其化合物作为催化剂在化学工业中得到普遍应用,能够加速多种化学反应。在医疗健康领域,铬也有着重要的应用。它可用来制造人工心脏瓣膜、人工关节等人工器官。此外,铬还是人体必需的微量元素之一,参与胰岛素的活动并在葡萄糖代谢中发挥作用,也用来医治糖尿病等疾病。在半导体制作的完整过程中,铬因在紫外光下具有高光学密度,能有效阻挡光线,确保光刻过程的精确性,被用作掩膜版的关键材料。此外,铬还用来制造金属互连、形成电极和引线以及作为抗反应层,对于半导体器件的性能和制造工艺起着及其重要的作用。在航空航天领域,铬被用作保护涂层,以提高部件的耐用性并减少维护需求,含铬 10%-25% 的超合金大多数都用在制造喷气发动机、航天机具及材料、火箭发动机和热交换器等。铬元素在地壳中的含量虽不高,仅占地壳总量的 0.01% 至 0.03%,但仍是地壳中分布比较广泛的元素之一。在自然界中,铬元素并不以游离态存在,而是以氧化物的形式广泛分布。其中,具有经济开采价值的铬矿物主要为铬尖晶石族矿物,也就是人们常说的铬铁矿。根据产出形态的不同,铬铁矿大致上可以分为两大类:“层状铬铁矿” 与 “豆荚状铬铁矿”。这两者在全球铬铁矿总产量中占的比例为 75% 和 25%。层的规律性互层堆叠,资源量丰富,分布广泛。它主要产于大陆克拉通(稳定地块)内的层状基性—超基性岩体中。这类矿床矿石类型以块状(铬尖晶石含量在 90% 以上)和浸染状(铬尖晶石含量在 60% 以上)为主。豆荚状铬铁矿则是以不规则的形态(如豆荚状、透镜状、板状等)产于蛇绿岩套的地幔橄榄岩和壳幔过渡带中。虽然其分布也相对广泛,但豆荚状铬铁矿的规模通常较小,大型矿体的延伸长度往往仅有几百米。这类铬铁矿的围岩多为纯橄岩,部分可直接与二辉橄榄岩或方辉橄榄岩接触。在矿石结构上,豆荚状铬铁矿相比层状铬铁矿更丰富多样。铬作为一种举足轻重的战略性矿产,在经济发展中扮演着不可或缺的角色。它大范围的应用于多个关键领域,是支撑相关行业蒸蒸日上的重要基础材料。然而,铬资源的开发利用也面临着资源短缺和环境保护的双重压力。尤为有必要注意一下的是,我国铬铁矿的进口来源高度集中,单一化问题突出。在当前复杂多变的国际形势下,确保铬资源的稳定供应已成为当务之急。这就需要加大国内铬铁矿勘查力度,积极拓展多元化的资源供应渠道,提升国内资源保障能力,从而有效增强国家资源安全水平。
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