La farine de chrome est un matériau très utile qui trouve de grandes utilisations dans le secteur de la verrerie où il est principalement utilisé comme pigment pour la fabrication du verre vert, qui lui-même est principalement utilisé pour produire du verre contenant. African Pegmatite est un mineur, un transformateur et un fournisseur de produits de farine chromée haut de gamme - combinant une portée mondiale et une solide expérience pour fournir le bon produit, selon les bonnes spécifications, la première fois.
La farine de chrome (également connue sous le nom de chromite, chromite de fer et dans sa notation chimique Cr2O3) est un pigment largement utilisé dans la production de verre de récipient, fournissant beaucoup de différentes teintes de vert selon l’état d’oxydation et la concentration de chromite employée. Le verre de récipient est simplement cela ; verre qui est utilisé pour contenir, avec des bouteilles étant l’exemple principal.
La chromite est utilisée comme pigment de verre depuis au moins les années 1840, une cinquantaine d’années après son utilisation comme glaçure pour la céramique. Son adoption large a été beaucoup plus récente en raison de l’exigence de tailles de mouture spécifiques et les températures dans la fabrication, en plus de techniques plus avancées de fabrication de verre(1). La coloration verte, cependant, est rarement simplement due à la chromite agissant seul. La gamme la plus complète de couleurs est atteinte lorsque la chromite est utilisée de concert avec un autre composé, comme la pyrite de fer. La manipulation des ratios de ces composés conduit à un complément complet de greens, de feuille morte tout au long de profond, vert émeraude, en raison de l’interaction de la Cr3 ' Cr6 et Fe2 ' Fe3 ' redox voies jouant un rôle. La chromite désigne tout minéral qui est un oxyde de chrome de fer. Dans ce cas, la chromite se réfère exclusivement au fer(ii) chromite, FeCr2O4. Pour la coloration vert émeraude classique, le chrome est présent exclusivement à l’état d’oxydation no 3, donnant lieu à des bandes d’absorption de la lumière à 450 et 650 nm(2).
La chromite désigne tout minéral qui est un oxyde de chrome de fer. Dans ce cas, la chromite se réfère exclusivement au fer(ii) chromite, FeCr2O4. Pour la coloration vert émeraude classique, le chrome est présent exclusivement à l’état d’oxydation no 3, donnant lieu à des bandes d’absorption de la lumière à 450 et 650 nm(2).
Le verre à la chaux de soude est le type de verre le plus utilisé pour le
verre contenant,
et est principalement composé de silice, de carbonate de sodium (soda) et de carbonate de calcium (« chaux »), ainsi que de quantités beaucoup plus petites d’autres composés ajoutés pour la résistance, la durabilité et la couleur. Sa composante principale est la silice, les autres composants majeurs sont ajoutés comme «flux»; pour assurer un point de fusion plus bas et une viscosité plus facilement contrôlée, car le verre pur de type quartz (juste de la silice) peut être difficile à travailler.
En tant que minéral, la chromite se trouve naturellement dans les dépôts sous terre, les
approvisionnements
de la plus haute qualité se trouvent en Afrique australe(3). Il est important que lors de l’utilisation de la chromite, il est stocké et manipulé correctement. Dans certaines conditions, le chrome (iii) peut s’oxyder au chrome(vi), qui est très toxique pour l’homme, et n’a pas les mêmes caractéristiques de pigmentation du verre. Bien que si une conversion excédentaire au chrome(vi) soit remarquée, la conversion à l’état d’oxydation du chrome(iii) sûr est possible en utilisant des moyens chimiques(4). La présence de chrome hexavalent donnera lieu à une coloration fortement jaune. Il est à noter que dans la fonte du verre de chaux de soude, le chrome est également présent dans l’état d’oxydation no 2, au moins temporairement(5).
Les verres oxydés et réduits se réfèrent à l’état global de redox dans la fonte qui est employé pour la production de verre. Les verres fortement oxydés conservent des niveaux élevés de sulfate, tandis que de faibles niveaux de sulfate sont conservés dans des verres réduits. Le nombre global de redox est un produit des niveaux de sulfure et des niveaux d’autres composants actifs redox, y compris le chromite(6).
La nature de la chromite en tant que matériau réfractaire l’a empêché quelque peu d’être utilisé dans les verres en raison en grande partie des dépenses par rapport à d’autres matériaux, il est donc très probable que la pigmentation du verre est le deuxième cas d’utilisation le plus répandu. Son adoption plus large dans le secteur de la fabrication du verre est due aux progrès de la mouture et de la transformation et à une plus grande disponibilité dans l’ensemble, ce qui fait baisser les prix. Chrome est, quel que soit le coût, l’un des meilleurs pigments de verre autour. Le chromite de haute qualité se produit naturellement sous forme de minerai et est relativement facilement miné, avec des échelles de production modernes et des techniques de traitement contemporaines faisant de la chromite l’un des choix les plus populaires pour la fabrication de verre coloré.
Verres à conteneurs vert à pigments chromés
Les verres oxydés ont des nombres de redox négatifs, des niveaux plus élevés de sulfate conservé et sont associés aux verres traditionnels de couleur verte, tels que l’émeraude et les verts de Géorgie. Le vert émeraude possède souvent un nombre de redox de -5 et est fait en utilisant environ 0.2 wt chromate et 0.5 wt oxydes de fer. Georgia green est une couleur de verre vert clair, presque bleu, associée aux bouteilles de Coca-Cola. Il prend cette couleur en raison du rapport de la chromite et de l’oxyde de fer fortement en faveur du fer, avec des quantités de chromite dans la région de 0.05 wt. Le verre vert de Géorgie a typiquement une longueur d’onde dominante à environ 555 nm(7). La feuille morte - ou feuille morte - est atteinte lorsque deux fois la quantité d’oxydes de fer sont utilisées par rapport au chrome.
Dans l’environnement redox, le caractère vert associé au chrome(iii) prédominera compte tenu de peu d’influence extérieure. L’équilibre global se situe entre le chrome réduit(ii), le chrome « tandar »(iii) et le chrome(vi) hautement oxydé (et toxique). Le chrome(iii) est l’état d’oxydation du centre métallique en chromite. C’est aussi l’état d’oxydation le plus courant du métal.
Dans un environnement réducteur, l’équilibre redox pour la farine chromée sera en faveur du chrome(ii) et du chrome(iii). D’autre part, dans un environnement oxydant, en faveur du chrome(iii) et potentiellement aussi du chrome hautement toxique(vi). L’état d’oxydation le plus bas du chrome n’a pas d’impact sur la formation de chromophores et n’a aucun impact sur la couleur - il est considéré comme un état d’oxydation rare. L’état d’oxydation le plus élevé, le chrome(vi) fournit une coloration fortement jaune. Lorsqu’elle est présente avec du chrome(iii), la couleur verte prend un ton un peu plus feutré. Cette production de couleurs jaunes est révélatrice de la production de chrome(vi).
Les verres verts réduits ont un nombre de redox positif, de faibles niveaux de sulfate retenu et sont associés au « verre UVA » - c’est-à-dire au verre jaune-vert résistant aux rayons ultraviolets. Ceci est particulièrement attrayant pour le verrier car les articles contenus dans le verre UVA sont protégés contre les radiations qui peuvent leur causer des dommages(8). Le verre UVA est d’une couleur beaucoup moins verte que le verre vert émeraude, ceci est dû à la présence de petites quantités de chrome hexavalent stabilisé, qui modère la couleur verte du chrome(iii) en utilisant son propre jaune. Aussi peu que 0,1 wt d’oxydes de chrome par masse est suffisant pour produire UVA vert(9,10), la contribution des oxydes de fer est de l’ordre de 0,4 à 1 wt(11).
Cependant, rarement le chrome est utilisé comme pigment seul. L’atteinte de couleurs telles que l’olive et les verts antiques nécessite à la fois l’ambre et le chrome chromophores. La modulation du chromophore ambré par le chrome chromophore provoque un changement dans la position de l’équilibre chrome-fer, et donne donc lieu à des changements de couleur proportionnels. La manipulation de cet équilibre redox est relativement facile compte tenu de la facilité d’ajouter plus de chromite ou de sources de fer.
Utilisations du verre vert
Le verre de récipient est fait en refroidissant une fonte dans/au-dessus d’un moule, ou par l’intermédiaire d’un processus de verre-soufflage-type. Dans le processus de moulage, les processus de finition/annexion du cycle se produisent. Annealing élimine les points de stress dans le verre(12). Les verres verts de récipient sont populaires pour des raisons esthétiques et en raison de leur capacité d’empêcher des nourritures de se gâter en raison de la protection ultra-violette modérée offerte par la chromite dans le verre(13). Il convient toutefois de noter que des performances UV supérieures sont obtenues avec des lunettes de couleur ambre, mais une telle protection se fait au détriment de la façon d’inspecter visuellement le contenu. En plus du verre à conteneurs, la chromite est un colorant dans d’autres types de verre :
En plus du verre à conteneurs, le chromite est un colorant dans d’autres types de verre tels que dans les plaques et les verres automobiles. La principale différence entre les verres de plaque et de récipient est que le premier est fait par le verre fondu versé sur un panneau plat ou sur un bain en métal fondu, qui est alors souvent passé par des rouleaux pour le processus d’annealing. Les verres automobiles sont presque une maison de transition entre les verres de plaque et de récipient, avec leurs formes complexes faites par le verre chaud de plaque-type de roulement au-dessus des rouleaux spécialisés et/ou par la formation de pression. Notamment, les verres de plaque et d’automobile ne tolèrent pas le verre recyclé, comme le cullet.
Impacts sur la fabrication et l’utilisation
Des nombres de redox plus faibles sont associés à des procédés de fabrication plus efficaces, comme à basse température(19). Les verres seront plus faciles à affiner s’il y a moins de sulfate. La tolérance à la chaleur du verre est importante; les verres à conteneurs n’ont pas besoin de se briser ou de se fissurer sur le refroidissement et doivent être en mesure de résister à une quantité modérée de chaleur lorsqu’ils ont complètement refroidi et dans l’utilisation conventionnelle. Il a été démontré que les verres de meilleure qualité ont souvent une teneur légèrement plus élevée en oxyde de fer - dans le cas du verre vert, cet oxyde peut être fourni par la chromite(20). Il est impératif qu’aucune trace d’acide sulfurique ne soit présente pendant le processus de fabrication, car il peut rapidement causer la formation de composés mal solubles de sulfate de chrome, qui inhiberont sévèrement la production de verre(21).
En général, la dégradation des plaques et des verres plats est un produit de son environnement (météorisation) et le verre de récipient son contenu. Comme pendant le processus de fabrication, les acides hautement concentrés ne doivent pas être stockés dans du verre contenant de couleur chromite(22). Dans un type d’application pseudo-flux différent, lorsque de petites quantités de chromite ont été ajoutées à la fonte du verre riche en fer, il a été constaté que le taux de formation de spinelles est augmenté, conduisant à un degré accru de cristallisation dans le verre fini(23). Le chrome(vi) est hautement toxique même en petites quantités, et il convient donc de veiller à ce qu’il ne soit pas produit, en veillant à ce que les conditions soient maintenues pour prévenir l’oxydation galopante de Cr(iii) à Cr(vi).
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