chrome

Chromium (lat. Chromium) est élément chimique dans la Tableau périodique des éléments, qui a le symbole Cr et le numéro atomique 24.

Histoire

En 1761 Johann Gottlob Lehmann a découvert le Chromate de plomb orangé (PbCrO₄) sur l'Ural, qu'il a nommé la rouge de plomb. Il l'a identifié comme un composé plomb-fer-sélénium, et ainsi le chrome est resté inconnu.

En 1770 Peter Simon Pallas a trouvé un minerai rouge de plomb au même endroit, qu'il a nommé Krokoit d'après sa couleur rouge (du grec krokos, safran). L'utilisation de la rouge de plomb comme pigment coloré a rapidement augmenté. Le pigment jaune vif nommé jaune de chrome fabriqué à partir du krokoit est devenu à la mode. Beaucoup s'en souviennent comme le jaune postal.

En 1797 Louis Nicolas Vauquelin a obtenu l'oxide chromique (Cr₂O₃) à partir du krokoit et de l'acide chlorhydrique. En 1798 il a produit du chrome impur par réduction de l'oxide chromique avec du charbon de bois. Cet élément nouvellement isolé a reçu le nom de chrome (du grec chroma, couleur) à cause de la variété des couleurs de ses sels. Vauquelin a également détecté de petites quantités de ce nouvel élément dans des pierres précieuses comme le rubis et l'émeraude. Au XIXe siècle les composés de chrome étaient principalement utilisés comme colorants. À la fin du XXe siècle le chrome et ses composés sont principalement utilisés pour la production d'alliages résistants à la corrosion et à la chaleur.

Occurrence

Le chrome est extrait presque exclusivement sous forme de chromite (FeCr₂O₄) ou rarement de chromefer, à la surface ou à faible profondeur. Le chrome métallique est obtenu par réduction de cette roche avec de l'aluminium ou du silicium.

L'Afrique du Sud fournit environ la moitié de la consommation mondiale de chromite. À mentionner également les pays comme le Kazakhstan, l'Inde et la Turquie.

En 2000 environ 15 millions de tonnes de minerai de chromite ont été mises sur le marché. À partir de cela, on pouvait obtenir 4 millions de ferchrome avec une valeur marchande de 2,5 milliards de dollars. Le chrome métallique n'apparaît dans les gisements qu'exceptionnellement. L'une des occurrences est la mine Udačnaja en Russie, où l'on extrait une kimberlite diatrème. Dans la matière fondante réduite de cette kimberlite se trouvent des diamants et du chrome métallique, probablement provenant d'une partie plus profonde de l'manteau terrestre.

Extraction

Le minerai de chromite livré est séparé des gangues. Dans la deuxième étape, il subit une fusion oxydante à haute température pour former du dichromate. Ensuite, il est réduit par le carbone en oxide chromique et par l'aluminium en chrome élémentaire. Le chrome ne peut pas être obtenu par réduction du carbone à partir de minerais oxydés, car cela produit du carbure de chrome. Le chrome pur est produit par électrolyse des ions Cr³⁺ à partir d'une solution d'acide sulfurique. Les composés correspondants sont produits en dissolvant l'oxide chromique ou le ferchrome dans l'acide sulfurique. Le ferchrome comme matière première nécessite naturellement l'élimination préalable du fer.

Le chrome extrêmement pur est produit par des étapes de purification supplémentaires par la méthode van Arkel de Boer selon van Arkel et de Boer.

Le ferchrome est produit par réduction de la chromite dans une four à arc à 2 800 °C.

Propriétés

Le chrome est un acier gris, non corrodant et non oxydant, un métal dur, qui est malléable, façonnable et forgeable dans son état fondamental.

Les états d'oxydation courants du chrome sont +2, +3 et +6, avec +3 comme le plus stable. Dans l'état d'oxydation +6, il est un toxique et un oxydant puissant.

Utilisation

Le chrome et ses composés sont utilisés de nombreuses façons différentes:

• Chrome dur
  Dépôt électrolytique d'une couche dure, résistante à l'usure et à la rouille d'environ 500 µm (0,5 mm) directement sur l'acier, la fonte, le cuivre, ... Même l'aluminium peut être chromé après l'application d'une couche intermédiaire (rouleaux d'aluminium dur-chromés dans les moteurs).
• Chrome décoratif.
  Dépôt électrolytique d'une couche de Cr d'environ 1 µm (0,001 mm) d'épaisseur à des fins décoratives avec une couche intermédiaire anti-corrosion de nickel ou de nickel-cuivre. Le chrome est également fréquemment appliqué sur des pièces en plastique.
• Alliage dans les aciers inoxydables et résistants à la chaleur, ainsi que dans les alliages non ferreux.
• comme catalyseur
• comme chromite dans la fabrication de moules pour la cuisson des briques
• coloration du verre ou des pigments peintres pigments.
  Les composés Cr^III colorent le verre en émeraude vert, les composés Cr^VI en jaune (jaune de zinc jaune de zinc).

Restriction

La directive RoHS limite l'utilisation du chrome hexavalent ainsi que de cinq autres substances (cadmium, plomb, mercure, polybromodiphényles (PBB) et polybromodiphényles (PBDE) dans la fabrication d'appareils électriques et électroniques, qui se retrouvent en grandes quantités dans les décharges, contribuant ainsi à la protection de la santé humaine et de l'environnement. La restriction ne concerne donc pas les appareils industriels, télécoms, médicaux, scientifiques, etc., à longue durée de vie, produits en petites quantités et dont on peut raisonnablement supposer qu'ils ne finiront pas à la décharge.^[1]: