Chrom
Cr • Ordnungszahl 24
Chrom
Das Element Chrom ist ein hartes, stahlgraues Übergangsmetall. Der Name leitet sich von „chroma“, dem griechischen Wort für Farbe ab, denn Chromverbindungen erscheinen in vielen verschiedenen Farben. Es kommt in der Erdkruste relativ häufig vor, existiert in reiner Form in der Natur aber nicht. Die meisten Erze bestehen aus dem Mineral Chromit.
Dreiwertiges Chrom gilt als essentielles Spurenelement, dessen Bedarf durch eine ausgewogene Ernährung abgedeckt ist. Während Chrom (III) also in geringen Dosen gesundheitsförderlich ist, ist sechswertiges Chrom toxisch, krebserregend und mutagen.
Eine der Hauptanwendungen von Chrom ist Ferrochrom, eine Eisenlegierung mit etwa 60 Prozent Chromanteil.
Chromlegierungen werden zur Herstellung von Ölleitungen sowie Autoverkleidungen und Besteck verwendet und sorgt für deren Glanz.
Chromit dient als feuerfestes Material und als Rohstoff für die Produktion von Chromchemikalien.
Zu den größten Chromproduzenten zählen Südafrika, Indien, Kasachstan und die Türkei.
Die größte Chrommine der Welt ist die Kemi-Mine in Finnland, die vom finnischen Stahlproduzenten Outokumpu betrieben wird.
Das weltweit größte Chromitvorkommen ist der Bushveld-Komplex in Südafrika.
In der EU und den USA ist Chrom als kritischer Rohstoff gelistet.
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Geschichte
Krokoit (Rotbleierz) war eines der ersten entdeckten Chrommineralien. In Persien und in der Qin-Dinastie in China wurde es für die Herstellung von Pigmente für leuchtend gelb-orange Farben in Keramiken verwendet. Chromoxidgrün benutzt man seit Jahrhunderten, um Glas oder Emaille einzufärben. Vincent van Gogh etwa verwendete „Chromgelb“, für seine berühmten Sonnenblumen, eine Serie von insgesamt sieben Gemälden.
1761 analysierte der deutsche Mineraloge Johann Gottlob Lehmann ein rotoranges Mineral aus Sibirien, das später als Krokoit identifiziert wurde. 1797 isoliert der französischen Chemiker Nicolas-Louis Vauquelin Chromoxid und gewann daraus durch Erhitzen mit Kohlenstoff Chrommetall. Reines Chrom wurde 1894 erstmals aluminothermisch von Hans Goldschmidt gewonnen. Bei der einfacheren Reduktion mit Kohlenstoff, wie Vauquelin sie zuvor durchgeführt hatte, entsteht nämlich neben Chrom auch Chromcarbid.
Anfang des 19. Jahrhunderts wurden Chromverbindungen in Farbstoffen, Farben und Gerbmitteln verwendet.
In den 1820er Jahren wurde die Verchromung (Galvanisierung) entwickelt, um die Haltbarkeit und den Glanz von Metallen zu verbessern. Ende des 19. Jahrhunderts entdeckte man dass durch das Beifügen von Chrom zu Eisen Edelstahl entsteht. Seitdem ist Chrom ein essenzieller Bestandteil in Edelstahlprodukten wie Besteck, Maschinen und Baumaterialien.
Im Zweiten Weltkrieg war Chrom ein strategischer Werkstoff für Panzerungen, Flugzeugtriebwerke und Waffen. In der Nachkriegszeit verbreitete sich die Chrombeschichtung von Autoteilen (Stoßstangen, Zierleisten) und Haushaltsgegenständen.
Aufgrund des giftigen sechswertigen Chroms (Cr⁶⁺) in Industrieabfällen stellt Chrom eine Gefahr für die Umwelt dar.
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Verwendung
Jährlich werden etwa 45.000 Tonnen Chrom abgebaut.
Der Löwenanteil geht in die Metallindustrie. Allein für Edelstahlprodukte werden etwa 70 Prozent des Chroms verwendet. Weitere Anwendungen in der Metallindustrie sind Eisenlegierungen (Ferrochrom) für die Stahlherstellung, um die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Außerdem ist Chrom Bestandteil in Superlegierungen und Werkzeugstähle für Düsentriebwerke und Gasturbinen.
Auf verchromten Wasserhähnen, Stoßstangen und Motorradteilen sorgt das Metall für Glanz, Korrosionsbeständigkeit und Schutz vor Verschleiß.
Chromoxid dient als Pigment für grüne Farbtöne in Farben, Keramiken und Glas sowie als feuerfestes Material, etwa für hitzebeständige Steine für Öfen. Auch Chromit wird Ziegeln und Steine beigefügt um sie feuerfest zu machen.
Obwohl Chromverbindungen das ganze Farbspektrum abdecken, gibt es nur wenige Verbindungen, die auch in Farbpigmenten verwendet werden.
China ist der führende Produzent von Ferrochrom- und Edelstahl und der führende Verbraucher von Chrom.
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Vorkommen, Abbau, Gewinnung
90 Prozent des weltweit abgebauten Chroms stammt aus Chromit-Lagerstätten. Weitere Chrom-Mineralien sind Krokoit, Uwarowit, Eskolait und Chromdiopsid.
Die weltweiten Ressourcen belaufen sich auf über 12 Milliarden Tonnen Chromit und reichen aus, um den Bedarf für Jahrhunderte zu decken. Die weltweiten Chromvorkommen konzentrieren sich geografisch zu 95 Prozent in Kasachstan und im südlichen Afrika.
Zu den größten Chromproduzenten zählen Südafrika, Indien, Kasachstan und die Türkei.
Die größte aktive Chrommine der Welt ist die Kemi-Mine in Finnland, die vom finnischen Stahlproduzenten Outokumpu betrieben wird.
Das weltweit größte Chromitvorkommen ist der Bushveld-Komplex in Südafrika.
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Substitution
Chrom ist für seine wichtigste Anwendung weder in Edelstahl noch in Superlegierungen ersetzbar.
Chromhaltiger Schrott kann Ferrochrom in einigen metallurgischen Anwendungen ersetzen.
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