Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о минерале. Относительно аниона хрома (III) и его солей см. Хромит (соединение) .
Хромит
Chromite.jpg
Хромит из Зимбабве
Общий
КатегорияОксидные минералы
Группа
шпинели Структурная группа шпинели
Формула
(повторяющаяся единица)		(Fe, Mg) Cr 2 O 4
Классификация Струнца4.BB.05
Кристаллическая системаИзометрические
Кристалл классШестиугольник (м 3 м)
Символ HM : (4 / м 3 2 / м)
Космическая группаЖ д 3 м
Ячейкаа = 8,344 Å; Z = 8
Идентификация
ЦветОт черного до коричневато-черного; от коричневого до коричневато-черного на тонких краях в проходящем свете
Хрустальная привычкаОктаэдрические редкие; от массивного до гранулированного
TwinningЗакон о шпинелях на {Ill}
РасщеплениеНет, расставание может развиваться по {III}
ПереломНеравномерный
УпорствоХрупкий
Твердость по шкале Мооса5.5
БлескСмолистый, жирный, металлический, субметаллический, матовый
Полосакоричневый
ПрозрачностьОт полупрозрачного до непрозрачного
Удельный вес4,5–4,8
Оптические свойстваИзотропный
Показатель преломленияn = 2,08–2,16
Другие характеристикиСлабо магнитный
Рекомендации[1] [2] [3] [4]

Хромит - это кристаллический минерал, состоящий в основном из оксида железа (II) и оксидных соединений хрома (III) . Его можно представить химической формулой FeCr 2 O 4 . Это оксидный минерал, относящийся к группе шпинели . Элемент магний может заменять железо в различных количествах, поскольку он образует твердый раствор с магнезиохромитом (MgCr 2 O 4 ). [5] Также может произойти замещение элемента алюминия , что приведет кгерцинит (FeAl 2 O 4 ). [6] Хромит сегодня добывается, в частности, для производства нержавеющей стали путем производства феррохрома (FeCr), который представляет собой железо-хромовый сплав. [7]

Зерна хромита обычно встречаются в крупных магматических интрузиях основного состава, таких как Бушвельд в Южной Африке и Индии. Хромит имеет железно-черный цвет с металлическим блеском , темно-коричневой полосой и твердостью по шкале Мооса 5,5. [8]

Свойства [ править ]

Хромитовые минералы в основном встречаются в основных-ультраосновных магматических интрузиях, а также иногда встречаются в метаморфических породах . Хромитовые минералы встречаются в слоистых образованиях, которые могут достигать сотен километров в длину и нескольких метров в толщину. [9] Хромит также часто встречается в железных метеоритах и образуется в ассоциации с силикатами и минералами троилита . [10]

Кристаллическая структура [ править ]

Химический состав хромита может быть представлен как Fe 2+ Cr 3+ 2 O 4. [4] Хромит, когда он представлен в виде руды или в массивной форме, образует мелкозернистые агрегаты. Структура руды может быть пластинчатой, с трещинами по слабым плоскостям. Хромит также может быть представлен в шлифе. Зерна видели в тонких срезах распространяются с кристаллами, которые идиоморфные к subhedral . [11]

Хромит содержит Mg, двухвалентное железо [Fe (II)], Al и следовые количества Ti. [4] Хромит может превращаться в разные минералы в зависимости от количества каждого элемента в минерале. Когда хромит изменяется по составу, он вызывает термическое превращение. [12]

Хромит является частью группы шпинелей , что означает, что он может образовывать полный ряд твердых растворов с другими членами той же группы. К ним относятся такие минералы, как хенмингит (FeCr 2 O 4 ), ксиит (FeCr 2 O 4 ), магнезиохромит (MgCr 2 O 4 ) и магнетит (Fe 2+ Fe 3+ 2 O 4 ). Ченмингит и ксиит представляют собой полиморфы хромита, в то время как магнезиохромит и магнетит изоструктурны хромиту. [4]

Размер и морфология кристаллов [ править ]

Хромит встречается в виде массивных и зернистых кристаллов и очень редко в виде октаэдрических кристаллов. Двойникование этого минерала происходит на плоскости {III}, как описано законом шпинели . [4]

Зерна минералов обычно имеют небольшие размеры. Однако обнаружены зерна хромита до 3 см. Видно, что эти зерна кристаллизуются из жидкости тела метеорита, в которой мало хрома и кислорода. Крупные зерна связаны со стабильными пересыщенными условиями, наблюдаемыми из тела метеорита. [10]

Реакции [ править ]

Хромит - важный минерал, помогающий определять условия образования горных пород. Он может вступать в реакцию с различными газами, такими как CO и CO 2 . Реакция между этими газами и твердыми зернами хромита приводит к восстановлению хромита и позволяет образовывать сплавы железа и хрома . Также могло происходить образование карбидов металлов при взаимодействии с хромитом и газами. [13]

Видно, что хромит образуется на ранней стадии процесса кристаллизации . Это позволяет хромиту быть стойким к изменяющим воздействиям высоких температур и давлений, наблюдаемых в метаморфических сериях. Она способна без изменений проходить через метаморфические ряды. Видно, что другие минералы с более низким сопротивлением превращаются в этом ряду в минералы, такие как серпентин , биотит и гранат . [14]

Распределение депозитов [ править ]

Хромитовый проспект в Юконе . Черные полосы - это хромит, который также содержит металлы платиновой группы . Серая порода - это беленый ультрамафикс .

Chromite находится как orthocumulate линзы chromitite в перидотите от Земли мантии . Он также встречается в слоистых ультраосновных интрузивных породах. [15] Кроме того, он встречается в метаморфических породах, таких как некоторые серпентиниты . Рудные месторождения хромита образуются по мере ранней магматической дифференциации. Обычно он ассоциируется с оливином , магнетитом , серпентином и корундом . [16] Обширный магматический комплекс Бушвельд в Южной Африке представляет собой большой слоистый основной массив.до ультраосновного магматического тела с некоторыми слоями, состоящими на 90% из хромита, составляющего редкий тип породы - хромитит. [17] Stillwater Igneous комплекса в штате Монтана также содержит значительные хромиты. [2]

Хромит содержится в больших количествах, доступных для коммерческой добычи. Хромитовые минералы обнаружены в 2 основных месторождениях, которые представляют собой стратиформные отложения и грушевидные отложения. Стратиформные месторождения в слоистых интрузиях являются основным источником ресурсов хромита и встречаются в таких странах, как Южная Африка , Канада , Финляндия и Мадагаскар . Ресурсы хромита из грушевидных месторождений в основном находятся в Казахстане , Турции и Албании . Зимбабве - единственная страна, которая может добывать хромитовые ресурсы как из стратиформных, так и из подиформных месторождений. [18]

Стратиформные отложения [ править ]

Стратиформные отложения образуются в виде крупных пластинчатых тел, обычно образованных слоистыми магматическими комплексами от основного до ультраосновного . Этот тип месторождения используется для получения 98% мировых запасов хромита. [19]

Стратиформные отложения обычно имеют докембрийский возраст и встречаются в кратонах . Мафят к ультрамафитовым изверженным провинциям , что эти отложения образуются в, вероятно , были прорваны в континентальную кору , которые , возможно, содержащаяся гранита или гнейсы . Форма этих вторжений описывается как пластинчатая или воронкообразная. Табличные интрузии располагались в виде силлов с параллельным слоем этих интрузий. Примеры таких табличных вторжений можно увидеть в вулканическом комплексе Стиллуотер и в Берд-Ривер.. Видно, что воронкообразные интрузии опускаются к центру интрузии. Это придает слоям во вторжении синклинальное образование. Примеры такого типа вторжений можно увидеть в магматическом комплексе Бушвельд и на Большой дамбе . [19]

Хромит можно увидеть в слоистых отложениях в виде нескольких слоев, состоящих из хромитита . Толщина этих слоев составляет от 1 см до 1 м. Боковые глубины могут достигать 70 км. Хромитит - основная порода в этих слоях, при этом 50–95% его состоит из хромита, а остальная часть состоит из оливина , ортопироксена , плагиоклаза , клинопироксена и различных продуктов изменения этих минералов. Признак наличия воды в магме определяется присутствием коричневой слюды . [19]

Подиформные отложения [ править ]

Видно, что в пределах офиолитовых толщ встречаются подиформные отложения . Стратиграфия офиолитовой толщи представлена ​​глубоководными отложениями океана, подушечными лавами , прослоями даек , габбро и ультраосновными тектонитами . [19]

Эти отложения встречаются в ультраосновных породах, особенно в тектонитах. Видно, что к кровле тектонитов количество подтипных отложений возрастает. [19]

Бобовидные отложения имеют неправильную форму. «Стручок» - термин, данный геологами для обозначения неопределенной морфологии этого месторождения. Это месторождение показывает слоистость , параллельную слоистости вмещающей породы. Отложения стручковидной формы описываются как дискордантные, субконкордантные и согласованные. Хромит в грушевидных отложениях формируется в виде ангидридных зерен. Руды этого типа месторождения имеют узловатую структуру и представляют собой рыхлые конкреции размером 5–20 мм. Другими минералами, которые встречаются в грушевидных отложениях, являются оливин , ортопироксен , клинопироксен , паргасит , Na-слюда , альбит и жадеит .[19]

Влияние на здоровье [ править ]

При добыче хромитовой руды она предназначена для производства феррохрома и дает хромитовый концентрат с высоким соотношением хрома к железу. [20] Его также можно измельчать и перерабатывать. Хромитовый концентрат в сочетании с восстановителем, таким как уголь или кокс, и высокотемпературной печью может производить феррохром . [21] Феррохром - это тип ферросплава , представляющий собой сплав между хромом и железом. Этот ферросплав, а также хромитовый концентратможет иметь различные последствия для здоровья. Использование окончательного подхода к контролю и различных методов смягчения последствий может обеспечить потребности, связанные с безопасностью здоровья человека. [22]

Хромитовая руда находится в подземных условиях. Следовательно, при воздействии наземных условий будут возникать различные эффекты. Некоторые из этих эффектов включают выветривание и окисление . Элемент хром наиболее распространен в хромите в форме трехвалентного (Cr-III). Когда хромитовая руда подвергается воздействию наземных условий, Cr-III может быть преобразован в Cr-VI , который является шестивалентным состоянием хрома. Cr-VI получают из Cr-III путем сухого помола или измельчения руды. В основном это связано с влажностью в процессе измельчения, а также с атмосферой.в котором происходит измельчение. Влажная среда и не насыщенная кислородом атмосфера являются идеальными условиями для производства меньшего количества Cr-VI, в то время как, как известно, наоборот, создается больше Cr-VI. [21]

Производство феррохрома наблюдается для излучения загрязняющих веществ в воздухе , такие как оксиды азота , оксиды углерода и оксиды серы , а также пылевых частиц с высокой концентрацией тяжелых металлов , таких как хром , цинк , свинец , никель и кадмий . Во время высокотемпературной плавки хромитовой руды с получением феррохрома Cr-III превращается в Cr-VI. Как и хромитовая руда, феррохром перемалывается.и поэтому производит Cr-VI. Поэтому Cr-VI попадает в пыль при производстве феррохрома. Это создает риски для здоровья, такие как возможность вдыхания и вымывание токсинов в окружающую среду. [21]

Приложения [ править ]

Хромит можно использовать как огнеупорный материал, поскольку он обладает высокой термостойкостью . [23] Хром, извлеченный из хромита, используется для хромирования и легирования для производства коррозионно-стойких суперсплавов , нихрома и нержавеющей стали . Хром используется как пигмент для стекла, глазури и красок, а также как окислитель при дублении кожи. [24] Он также иногда используется как драгоценный камень . [25]

Пигментация керамогранита [ править ]

Керамогранит часто бывает разных цветов и пигментов . Обычно в цвете керамогранита быстрого обжига вносят черный цвет (Fe, Cr).
2О
3пигмент, который довольно дорогой и является синтетическим . Натуральный хромит позволяет получить недорогую и неорганическую альтернативу дорогостоящей пигментации (Fe, Cr).
2О
3и позволяет не изменять или модифицировать микроструктуру и механические свойства плиток при их использовании. [26]

Галерея образцов минералов хромита [ править ]

  • Октаэдрический кристалл хромита из слоистого комплекса Фритаун в Сьерра-Леоне , Африка (размер: 1,3 x 1,2 x 1,2 см)

  • Образец хромита под петрографическим микроскопом в простом поляризованном свете (PPL)

  • Хромитовые зерна с белым кальцитом зерном

  • Зеленый оксид хрома из Балтимора , штат Мэриленд

  • Крупные изометричные кристаллы хромита из Хангха, округ Кенема , Восточная провинция, Сьерра-Леоне

См. Также [ править ]

  • Кольцо Огня (Северный Онтарио)
  • Потенциал снижения
  • Легированная сталь

Ссылки [ править ]

  1. ^ Энтони, Джон В .; Бидо, Ричард А .; Bladh, Kenneth W .; Николс, Монте К. Хромит (PDF) . Справочник по минералогии . Минералогическое общество Америки. п. 122 . Проверено 13 апреля 2019 .
  2. ^ а б Кляйн, Корнейс; Hurlbut, Корнелиус С. (1985). Руководство по минералогии (20-е изд.). Вайли. С.  312–313 . ISBN 0471805807.
  3. ^ «Хромитовые минеральные данные» . Веб-минеральные данные . Проверено 13 апреля 2019 .
  4. ^ a b c d e Институт минералогии Гудзона. «Хромит: минеральная информация, данные и местонахождение» . Mindat.org . Проверено 13 апреля 2019 .
  5. ^ Институт минералогии Гудзона. «Хромит-магнезиохромитовая серия: информация о минералах, данные и местонахождение» . Mindat.org . Проверено 13 апреля 2019 .
  6. ^ Институт минералогии Гудзона. «Хромит-герцинитовая серия: информация о минералах, данные и местонахождение» . Mindat.org . Проверено 13 апреля 2019 .
  7. ^ «Потенциальные токсические эффекты хрома, добычи хрома и производства феррохрома: обзор литературы» (PDF) . Май 2012 . Проверено 15 марта 2019 года .
  8. ^ Hurlbut, Корнелиус S .; Шарп, У. Эдвин; Дана, Эдвард Солсбери (1998). Минералы Даны и способы их изучения (4-е изд.). Нью-Йорк: Вили. ISBN 0471156779. OCLC  36969745 .
  9. ^ Латыпов, Раис; Костин, Гелу; Чистякова, Софья; Хант, Эмма Дж .; Мукерджи, Риа; Налдретт, Тони (31.01.2018). «Платиносодержащие слои хромита возникают в результате снижения давления во время подъема магмы» . Nature Communications . 9 (1): 462. Bibcode : 2018NatCo ... 9..462L . DOI : 10.1038 / s41467-017-02773-ш . ISSN 2041-1723 . PMC 5792441 . PMID 29386509 .   
  10. ^ a b Фер, Карл Томас; Карион, Ален (2004). «Необычные крупные кристаллы хромита в железном метеорите Сент-Обен» . Метеоритика и планетология . 39 (S8): A139 – A141. Bibcode : 2004M & PS ... 39..139F . DOI : 10.1111 / j.1945-5100.2004.tb00349.x . ISSN 1086-9379 . S2CID 55658406 .  
  11. ^ Фортир, Y. (1941). «Геология хромита» . Университет Макгилла .
  12. ^ Самал, СК; Моханти, МК; Мишра, Б .; Мишра, Южная Каролина (2021-01-21). «Термическое превращение оксидных и гидроксидных минералов в хромитовых и марганцевых рудах» . Горное дело, металлургия и разведка . DOI : 10.1007 / s42461-021-00382-2 . ISSN 2524-3470 . 
  13. ^ Эрик, Рауф Hurman (2014), "Производство ферросплавов", Трактат о процессе металлургии , Elsevier, стр. 477-532, DOI : 10.1016 / b978-0-08-096988-6.00005-5 , ISBN 9780080969886
  14. ^ «ХРОМИТ (оксид железа и хрома)» . www.galleries.com . Проверено 17 марта 2019 .
  15. ^ Гу, Ф; Уиллс, Б. (1988). «Хромит-минералогия и обработка». Минеральное машиностроение . 1 (3): 235. DOI : 10,1016 / 0892-6875 (88) 90045-3 .
  16. ^ Emeleus, CH; Тролль, VR (2014-08-01). "Ромовый магматический центр, Шотландия" . Минералогический журнал . 78 (4): 805–839. Bibcode : 2014MinM ... 78..805E . DOI : 10,1180 / minmag.2014.078.4.04 . ISSN 0026-461X . S2CID 129549874 .  
  17. ^ Гилберт, Джон М., и Парк, Чарльз Ф. младший (1986) Геология рудных месторождений, Freeman, ISBN 0-7167-1456-6 
  18. ^ Прасад, MNV; Ши, Каймин, ред. (2016-04-19). Экологические материалы и отходы: восстановление ресурсов и предотвращение загрязнения . Лондон. ISBN 9780128039069. OCLC  947118220 .
  19. ^ a b c d e f Дюк, Дж. М. Модели рудных месторождений 7: залежи магматической сегрегации хромита . OCLC 191989186 . 
  20. ^ Канари, Ndue; Аллен, Эрик; Филиппов, Лев; Шаллари, Сейт; Диот, Фредерик; Патиссон, Фабрис (2020-10-09). «Реакционная способность низкосортных хромитовых концентратов по отношению к хлорирующей атмосфере» . Материалы . 13 (20): 4470. Bibcode : 2020Mate ... 13.4470K . DOI : 10,3390 / ma13204470 . ISSN 1996-1944 . PMC 7601304 . PMID 33050262 .   
  21. ^ a b c Потенциальные токсические эффекты хрома, добычи хрома и производства феррохрома: обзор литературы . MiningWatch Canada. 2012. OCLC 1059182319 . 
  22. ^ Агентство Онтарио по охране и укреплению здоровья (Общественное здравоохранение Онтарио), Ким Дж. Х., Копс Р. Пример из практики: Добыча хромита и проблемы со здоровьем. Торонто, Онтарио: Королевский принтер для Онтарио; 2015. https://www.publichealthontario.ca/-/media/documents/c/2015/case-study-chromite-mining.pdf?la=en
  23. ^ Routschka, Джеральд (2008). Карманное руководство Огнеупорные материалы: структура - свойства - проверка . Вулкан-Верлаг. ISBN 978-3-8027-3158-7.
  24. ^ «Хромитовый минерал, оксид железа и хрома, использование хромита, свойства оксида хрома» . Архивировано из оригинала на 8 января 2017 года . Проверено 21 марта 2014 года .
  25. ^ Таблицы идентификации драгоценных камней Роджера Дедейна, Иво Квинтенса, стр.189
  26. ^ Бондиоли, Федерика; Феррари, Анна Мария; Леонелли, Кристина; Манфредини, Тициано (1997), «Хромит как пигмент для быстро обожженных фарфоровых плиток», 98-е ежегодное собрание и семинар и выставка Совета по производству керамики: Материалы и оборудование / Белые изделия: керамическая инженерия и научные труды, том 18, выпуск 2 , Керамические инженерии и науки Proceedings, 18 , John Wiley & Sons, стр 44-58,. дои : 10.1002 / 9780470294420.ch6 , ЛВП : 11380/448364 , ISBN 9780470294420

Внешние ссылки [ править ]

  • Minerals.net
  • Информация USGS.