クロムはしばしば「クローム」「クロミウム」などと表示されますが、ここでは クロム Cr としています。
クロムが関係する身近なものには、ステンレススチール(ステンレス鋼)とクロムメッキがあります。
鋼にクロムを加えることで耐熱性、耐酸化性の優れたものになりますし、鉄鋼部品類にクロムメッキ(ハードクロムメッキ)をすると耐食性や耐摩耗性を増すので、Crが関係する品物はいたるところにあります。
また、人間の身体には、成人で2mg程度が含まれる必須栄養素で、人体でCrが不足すると、糖尿病になる可能性が高くなるといわれます。
その反面、「クロムは猛毒」という話題も耳にします。
原子番号24のクロムですが、毒性の話

原子番号24の金属元素で、主に、3価と6価のクロムがあり、6価のクロムが猛毒で要注意です。
通常の酸化クロムは Cr2O3 で、これは3価で無毒ですが、6価の CrO3(3酸化クロム)は猛毒です。

三価酸化クロム研磨剤粉末(無毒)
3価のクロムは無害、6価のクロムは猛毒
この酸化クロム(3価の無毒のクロム)の粉末といえば、私が金属関係の仕事をしていたので、昭和年代の終わり頃まで顕微鏡組織を観察時に金属表面を磨く「研磨剤」として使用していました。
「クロムは毒」「重金属は危険」ということが急に叫ばれて、この使用をやめて「アルミナ」の研磨剤に切り替えたという経験があります。
この酸化クロムは、3価のクロム(Cr2O3)なので毒性はなく、金属を鏡面に研磨仕上げするための作業効率も非常に良かったのですが、風評被害と環境を考えて使用を中止しました。
ともかく、3価(+3)のクロムは無害で、6価(+6)の、例えば、クロム酸カリウムK2CrO4は劇物 だということを知っておくといいでしょう。
クロム酸カリウムは0.5~1gが致死量とされており、体内に入ると簡単に還元されて、安全な3価クロムになるときに、タンパク質や酵素と結合して人間の器官の機能を失わせるようです。
ともかく、接触しても吸引してもガンになりやすく、身体に重大なダメージを与えます。
この、猛毒の6価クロムは無毒の3価クロムより活性が高くて体に取り込まれやすいものの、この猛毒の6価クロムは特定のクロム鉱石に含まれる程度で、自然界のほとんどは無害の3価のクロムですから、メッキ作業者など以外の人では、通常の生活で6価クロムの危険性を気にする必要はありません。
クロム元素は人間に必要
人間の身体は毎日1mg程度のクロムを摂取しないといけないと考えられています。
レバー、エビ、豆類、キノコ類や、精製されていない穀類などを食べることで適量を体内に摂取していて、人体(70kgの成人)で、2mgのクロムが体内にあるとされています。
摂取した同量が排出されて、常に代謝をしているのですが、クロムは、糖やコレステロールの代謝に不可欠と考えられており、食べ物から摂取されるということは、自然界でクロムが食物連鎖しているということです。
Crサプリメントは有用だがとりすぎは危険
ちなみに、サプリメントでは、ピコリン酸クロムなどで3価のクロムを摂取します。
サプリメントの多くは、鉄、銅、亜鉛、ヨウ素、セレン、モリブデン、コバルトなどの体内に必要な微量元素をあわせて配合されているものが多いようです。
しかし言うまでもなく、サプリメントをとりすぎると毒になります。
ともかく、金属類の過剰摂取は危険な場合が多いので、サプリメントを取るときには注意が必要です。
鉄より軽いCrが重金属に分類される理由
通常の、軽金属か重金属かの分類は、比重4~5以上が重金属に分類されるので、比重が7.2のクロムは重金属に分類されます。
しかし、鉄の比重(約7.8)以上の金属が「重金属」という分類もあって、疑問に思う人がおられるかもしれませんが、重金属の反対が軽金属で、それにはアルミニウムやチタンなどですから、比重7.2のクロムは重金属というほうがスッキリするので、「Crは重金属」と覚えておきましょう。
クロムの重要性とステンレススチール
クロムは金属の代表格「鋼(はがね)」には欠かせない合金元素です。(→鉄の項を参照)
鋼は鉄Feと炭素Cの合金で、それにさらに、いろんな元素を加えて合金化することで、優れた鋼の性質が付加されるます。
鋼に加える合金には、マンガン、クロム、モリブデン、コバルトなどがあり、特にクロムは鋼の強靭化や耐熱性、耐食性を高めます。
ステンレス鋼にクロムが活躍
「鋼(はがね)」は、鉄Feの合金で、錆びやすいのが欠点です。
そこで、サビやすさを改良した鋼にステンレス鋼があります。
ステンレス鋼は、普通鋼(鉄と炭素の合金)に耐食性・耐熱性の高いクロムやニッケルを加えたもので、「サビない」のではなくて、「さびにくい」という鋼です。
それを生かして、包丁や流し台など、多くのところで使われています。
このステンレス鋼には、いくつかの種類があり、ステンレス流し台などの使用されている、比較的安価なもの(フェライト系)、食器や化学薬品の容器などの耐食性の高いもの(オーステナイト系)、刃物などに使われるもの(マルテンサイト系)などがあります。
一般的には、合金成分の多い鋼は高価です。

ステンレス鋼は錆びないのではなく「錆びにくい」鋼材
ステンレス鋼は、通常の鉄鋼製品や工具鋼に比べると、非常にさびにくい鋼です。
これは、クロムの酸化物(進行しにくいサビのようなもの)が表面にできることで、鉄Feのように「赤錆」がでないので、結果としてさびにくくなっています。
砥石などで磨くと黒い汁が出ますが、これが耐食性の源になっているクロム酸化物の色です。
もちろんこれも有毒ではないとされていますが、金属ですので、完全に無毒ではないので、直接に、飲んだり食べたりしてはいけません。
鉄鋼に重要なクロム
鉄鋼は、熱処理(例えば、焼入れなど)をすることで機械的性質を大きく変えることができる点で需要が高く、現在の文明は「鋼」で支えられているといっても過言ではありません。
その鋼に「クロム」を添加して合金化させると、
①大きな品物も焼入れで硬くなる「焼入れ性の増大」
②硬さの上昇や炭化物を造ることで「耐摩耗性の増大」
③鋼の組織を強くして「ネバさ・強さの増大」
などの効果が得られます。
工具に用いられる工具鋼(ダイス鋼)や高速度工具鋼(ハイス)と呼ばれる鋼材は、クロムのほかにマンガン、ニッケル、タングステン、モリブデン、バナジウムといった元素を配合して、さらに様々な特徴を持った鋼になっています。
クロムメッキの話:クロムメッキは安全
知ったかぶりをする人が、「クロムメッキは六価クロムを使用するので有害だし、クロムも重金属なので・・・」などと書いている個人の意見記事を見ることがありますが、これを真に受けると大変です。
クロムメッキ製品は安全です。
メッキ工場やその工程は十分管理されており、メッキ製品自体は危険なものではないので、メッキについての正しい知識を知っておきましょう。
めっき液に使うクロム溶液で、3価と6価クロム系のものが使われます。
下のように、製品になった状態では、完全に無毒化されているので、使う側の問題はありません。
逆に、加工工場では、取り扱いや廃液処理については、厳格な管理が求められていますので、間違った知識を流布しないように気をつけてください。

メッキとは
メッキは、電解液中に品物を入れて通電して品物の表面に金属(この場合はクロム)を表面に固着させる加工法のことです。
電気で通電しない化成処理もありますが、多く行われている「クロメート」はクロム酸塩を用いる処理のことを言います。
電解液は「クロム酸」の状態の3価のクロムや6価のクロムの溶液を使って、電気的にイオン交換によってクロム被膜を品物の表面を覆う処理をするのが「メッキ加工」です。
クロムメッキとは
耐食性向上、耐摩耗性向上、光沢性向上などの目的でメッキをします。
クロムメッキには、大きく分けて ①装飾クロムメッキ(ニッケルクロムメッキ) ②硬質クロムメッキ(工業用クロムメッキ)があり、有害とされる6価クロム電解液を使うほうがメッキがやりやすく、仕上がりの品質の良いものができます。
しかし現在は、3価の電解液を用いたり、その他の金属による皮膜処理も開発されて、安全性をうたっているものに移っていく傾向があります。
ただ、品質的には有害とされる6価クロム電解液を用いる方法が優れているようです。

メッキ後の色の例
メッキをした品物は、最終的には洗浄された状態で品物になるので、製品の状態では3価や6価のクロムがイオン的に化学反応する状態でないので、触っても無毒の状態です。
クロムメッキされた製品はいたるところにありますがきっちりと洗浄処理されていれば全くの無害です。
メッキ業者さんは安全管理が大変
それでは、何が問題かというと、メッキ液(電解液)を扱うメッキ業者さんが接触したり微粒子を吸引する危険性と廃液を正しく処理されなければ問題になります。
過去には、業者が「無知で取り扱う」「費用を下げるために廃液の処理をしなかったこと」などがあって重篤な病気を引き起こしたり、また、廃液を処理しないで河川を汚染して生態系に問題を起こした事例もありました。
現在では、法律的にも規制が厳しくなって、安全な状態で管理されています。
この「硬質クロムメッキ」は、耐摩耗性が高く、長時間電解すればメッキ層を厚くすることができるので、非常に優れたものです。
私自身も、この「硬質クロムメッキ」にしばしばお世話になっていて、軸の外形寸法を削りすぎて寸法不良になったところにこのメッキをすれば手直しできます。
さらに耐摩耗性に優れた品物に「生き返る」のですから、非常に素晴らしい加工法といえます。
メッキ製品の水素脆性(すいそぜいせい)について知っておこう
耐摩耗性や装飾性を増すメッキ加工ですが、通電時に製品側のクロム層に水素ガスが発生するので、機械部品などでは、水素が製品内に残ると、水素脆性によって鉄鋼製品が早期破損するなどの問題が生じる場合があります。
これを防ぐためには、十分な洗浄をすることが重要で、さらに、メッキ後に200℃程度の加熱処理(これをベイキングといいます)することなどが行われます。
これらで、電解液が品物に残留する危険性も少なくなります。
硬質クロムメッキの層は、焼き入れ鋼の表面硬さ以上の硬さがあり、膜厚も厚くでき、メッキ後に研磨することもできるので、耐摩耗性の高い、高精度の製品のためには、よく用いられている処理法です。
このために、硬質クロムメッキは、他のメッキに変えられないという優秀さもあって、なくてはならない処理です。
その他 クロムの雑学
【宝石】
ルビーは高価な宝石ですが、これは、地中でコランダム(ダイヤモンドに次ぐモース硬さ9の鋼玉)に1%程度のクロムが混じると、濃い赤色のルビーになるとされています。
クロムが0.1%程度ではピンクサファイヤになり、価値が下がりますし、鉄やチタンが入ると青色のサファイヤになるという「自然の不思議」です。

今日、熱処理などを含めて、手を加えられていない宝石は皆無と言われているくらいに宝石加工も進んでいます。→コチラも参考に
ルビー関連の人工製造法では、酸化チタンを使う、ベルヌイ法(原料粉末を酸水素炎で落下させながら溶融して結晶を成長させる方法)での高級ルビー製造は古くから行われているようです。
また、熱処理や放射線を使って着色を変化させて高品質化するなどは、当たり前のように行われているようですが、決して、改造された宝石の価値が低くならないのも、宝石の不思議な一面です。
【クロム鉱石の採石】
クロム鉱石は南アフリカ共和国(44%)インド、カザフスタン(各17%)で多く産出され、産地は偏在しています。
【レアメタルの国家備蓄】
レアメタルとよばれるなかで、ニッケル、クロム、タングステン、モリブデン、コバルト、マンガン、バナジウムの7元素については、国家備蓄が42日分と民間備蓄18日分の60日分を備蓄しています。
これは、平常時の使用量を基準にして、市場価格の安定化を図るのが目的です。
近年では、中国の動向で価格が左右する … という話題が、ニュースなどで聞かれます。
そのため、鋼材価格には「サーチャージ」という仕組みが組み込まれれるようになっていて、鋼材価格も、短期的な相場の影響を考慮した価格体系が出来ています。
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