Хромит - Chromite

Хромит
Chromite.jpg
Хромит из Зимбабве
Общее
КатегорияОксидные минералы
Группа шпинель
Структурная группа шпинели
Формула
(повторяющийся блок)
(Fe, Mg) Cr2О4
Классификация Струнца4.BB.05
Кристаллическая системаИзометрические
Кристалл классШестиугольник (м3м)
Символ HM: (4 / м 3 2 / м)
Космическая группаFd3м
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
Шкала Мооса твердость5.5
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
использованная литература[1][2][3][4]

Хромит это минеральная это утюг хром окись. Имеет химическую формулу FeCr.2О4. Это оксидный минерал принадлежащий к группа шпинелей. Элемент магний может заменить утюг в переменных количествах, поскольку он формирует Твердый раствор с магнезиохромитом (MgCr2О4).[5] Замена элемента алюминий также может произойти, что приведет к герцинит (FeAl2О4).[6] Хромит сегодня добывают, в частности, для производства нержавеющей стали путем производства феррохром (FeCr), который представляет собой сплав железа с хромом.[7]

Зерна хромита обычно встречаются в крупных мафический магматические вторжения, такие как Бушвельд в Южной Африке и Индии. Хромит железно-черный с металлическим отливом. блеск, темно-коричневый полоса и твердость на Моос шкала 5,5.[8]

Свойства

Хромитовые минералы в основном встречаются в основных-ультраосновных магматические вторжения а также иногда встречаются в метаморфических пород. Хромитовые минералы встречаются в слоистых образованиях, которые могут достигать сотни километров в длину и несколько метров в толщину.[9] Хромит также распространен в железные метеориты и форма в связи с силикаты и троилит минералы.[10]

Кристальная структура

Химический состав хромита - Fe2+Cr3+2О4.[4] Хромит, представленный как руда, или в массивной форме, образует мелкозернистые агрегаты. Структура руда может рассматриваться как пластинчатый, с изломами по слабым плоскостям. Хромит также может быть представлен в шлифе. Зерна, видимые в шлифах, покрыты вкраплениями кристаллов, которые кафедральный собор к субидальный.[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.

Хромит входит в состав группа шпинелей, а это значит, что он способен образовывать полный Твердый раствор ряд с другими участниками в той же группе. К ним относятся такие минералы, как хенмингит (FeCr2О4), xieite (FeCr2О4), магнезиохромит (MgCr2О4) и магнетит (Fe2+Fe3+2О4). Ченмингит и ксиит являются полиморфы хромита, а магнезиохромит и магнетит изоструктурный с хромитом.[4]

Размер и морфология кристаллов

Хромит встречается в виде массивных и зернистых кристаллов и очень редко в виде восьмигранный кристаллы. Twinning поскольку этот минерал находится на плоскости {III}, как описано закон шпинели.[4]

Зерна минералов обычно имеют небольшие размеры. Однако обнаружены зерна хромита до 3 см. Видно, что эти зерна кристаллизуются из жидкости метеорит тело с низким содержанием хрома и кислорода. Крупные зерна связаны со стабильным перенасыщенный условия видны из тела метеорита.[10]

Реакции

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 железо и хром. сплавы. Также могло быть образование металла карбиды от взаимодействия с хромитом и газами.[12]

Видно, что хромит образуется в начале кристаллизация обработать. Это позволяет хромиту быть устойчивым к изменяющим воздействиям высоких температур и давлений, наблюдаемых в метаморфический серии. Он способен пройти через метаморфический серия без изменений. Видно, что другие минералы с более низким сопротивлением превращаются в этом ряду в минералы, такие как змеевик, биотит и гранат.[13]

Распределение вкладов

Хромитовый проспект в г. Юкон. Черные полосы - это хромит, который также несет металлы платиновой группы. Серая порода отбеливается Ultramafics.

Хромит встречается в виде ортокумулятивных линз хромитит в перидотит с Земли мантия. Это также происходит в слоистый ультраосновной интрузивные породы.[14] Кроме того, он встречается в метаморфических породах, таких как некоторые серпентиниты. Руда залежи хромита образуются по мере ранней магматической дифференциации. Обычно это связано с оливин, магнетит, змеевик, и корунд.[15] Обширный, огромный Бушвельдский магматический комплекс из Южная Африка большой слоистый мафический к ультраосновной огненный тело с несколькими слоями, состоящими на 90% из хромита, составляющего редкий тип породы - хромитит.[16] В Магматический комплекс Стиллуотер в Монтана также содержит значительное количество хромита.[2]

Хромит содержится в больших количествах, доступных для промышленной добычи. Хромитовые минералы обнаружены в 2 основных месторождениях, которые стратиформный отложения и подтипные отложения. Стратиформные отложения в слоистых интрузиях являются основным источником хромитовых ресурсов и встречаются в таких странах, как Южная Африка, Канада, Финляндия, и Мадагаскар. Ресурсы хромита из грушевидных месторождений в основном встречаются в Казахстан, индюк, и Албания. Зимбабве является единственной страной, которая может добывать ресурсы хромита как из стратиформных, так и из грушевидных отложений.[17]

Стратиформные отложения

Стратиформные отложения образуются в виде крупных пластинчатых тел, обычно образованных слоистыми слоями. мафический к ультраосновной огненный комплексы. Этот тип месторождения используется для добычи 98% мировых запасов хромита.[18]

Стратиформные отложения обычно представляют собой Докембрийский в возрасте и находятся в кратоны. В мафический к ультраосновной огненный провинции, в которых сформированы эти отложения, вероятно, были Континентальный разлом, который мог содержать граниты или гнейсы. Форма этих вторжений описывается как пластинчатая или воронкообразная. Табличные вторжения размещались в виде подоконники с параллельным наслоением этих вторжений. Примеры таких табличных вторжений можно увидеть в Магматический комплекс Стиллуотер и Bird River. Видно, что воронкообразные интрузии опускаются к центру интрузии. Это дает слоям в этом вторжении синклайн формирование. Примеры такого типа вторжений можно увидеть в Бушвельдский магматический комплекс и Великая дамба.[18]

Хромит можно увидеть в слоистых отложениях как несколько слоев, состоящих из хромитит. Толщина этих слоев составляет от 1 см до 1 м. Боковые глубины могут достигать 70 км. Хромитит - основная порода в этих слоях, 50–95% которого состоит из хромита, а остальная часть состоит из оливин, ортопироксен, плагиоклаз, клинопироксен, а также различные продукты изменения этих минералов. Признак наличия воды в магме определяется наличием коричневого слюда.[18]

Подиформные отложения

Видны стручковидные отложения в пределах офиолит последовательности. Стратиграфия офиолитовой толщи - глубоководные отложения океана, подушка лава, закрытые дамбы, габбро и ультраосновной тектониты.[18]

Эти отложения встречаются в ультраосновных породах, особенно в тектонитах. Видно, что к кровле тектонитов количество подтипных отложений увеличивается.[18]

Бобовидные отложения имеют неправильную форму. «Под» - термин, данный геологами для обозначения неопределенной морфологии этого месторождения. Этот депозит показывает слоение это параллельно слоистости вмещающей породы. Отложения стручковидной формы описываются как дискордантные, субконкордантные и согласованные. Хромит в грушевидных отложениях образует собор зерна. Руды этого типа месторождения имеют узловатую структуру и представляют собой рыхлые конкреции размером от 5 до 20 мм. Другие полезные ископаемые, обнаруженные в стручковых отложениях: оливин, ортопироксен, клинопироксен, паргасит, На-слюда, альбит, и жадеит.[18]

Влияние на здоровье

Хромит руда можно добывать для производства хромита концентрировать. Его также можно измельчать и обрабатывать. Хромитовый концентрат в сочетании с восстановитель такие как уголь или кокс а высокотемпературная печь может производить феррохром.[19] Феррохром - это разновидность ферросплав это сплав между хромом и железом. Этот ферросплав, а также хромит концентрировать может иметь различные последствия для здоровья.

Хромит руда находится в подземных условиях. Поэтому 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 хромит руда подвергается воздействию наземных условий, Cr-III может быть преобразован в Cr-VI, которое является шестивалентным состоянием хрома. Cr-VI получают из Cr-III сухим способом. фрезерование или измельчение руды. В основном это связано с влажностью процесса измельчения, а также с атмосфера в котором происходит измельчение. Влажная среда и не насыщенная кислородом атмосфера являются идеальными условиями для производства меньшего количества Cr-VI, в то время как известно, что противоположное создает больше Cr-VI.[19]

Изготовление феррохром наблюдается излучение загрязняющие вещества в воздух, например оксиды азота, оксиды углерода и оксиды серы, а также пыль частицы с высокой концентрацией тяжелые металлы такие как хром, цинк, вести, никель и кадмий. Во время высокой температуры плавка хромита руда для производства феррохрома Cr-III превращается в Cr-VI. Как и хромитовая руда, феррохром измельченный и поэтому производит Cr-VI. Поэтому Cr-VI попадает в пыль при производстве феррохрома. Это создает риски для здоровья, такие как возможность вдыхания и выщелачивание токсинов в окружающую среду.[19]

Приложения

Хромит можно использовать как огнеупорный материал, потому что он имеет высокий термостойкость.[20] Хром, извлеченный из хромита, используется в хромирование и легирование для производства коррозионностойких суперсплавы, нихром, и нержавеющая сталь. Хром используется как пигмент для стекла, глазури и красок, а также в качестве окислитель для дубления кожи.[21] Также иногда используется как драгоценный камень.[22]

Пигментация керамогранита

Керамогранит часто бывают разных цветов и пигментация. Обычно в цвете керамогранита быстрого обжига вносят черный цвет. (Fe, Cr)
2
О
3
пигмент, который довольно дорогой и синтетический. Натуральный хромит позволяет получить недорогую и неорганическую альтернативу дорогостоящей пигментации. (Fe, Cr)
2
О
3
и позволяет микроструктура и механические свойства плиток не должны быть существенно изменены или модифицированы при введении.[23]

Производство нержавеющей стали

Нагревательный элемент с нихромовой проволокой

Хром, который в основном состоит из хромита, является основным компонентом при производстве нержавеющая сталь. Нержавеющая сталь содержит 18% хрома. Хром позволяет упрочнять нержавеющую сталь. Это также позволяет коррозия стойкость при высоких температурах.[24] 90% добываемой хромитовой руды используется для производства нержавеющей стали. Производство хромитовой руды постоянно растет, что вызывает рост спроса на рынках нержавеющей стали.[17]

Нихромовые сплавы

Хромит, когда легированный с участием утюг и никель создает сплав под названием нихром. Нихром описывается как состоящий из 80% никеля и 20% хрома. Из-за сплавов, из которых производится нихром, нихром считается жаропрочным до температур до 1250 ° C (2282 ° F). Из-за высокой термостойкости нихрома в основном используют для нагревательных агрегатов. Нихромовые сплавы также обладают очень хорошими механическими свойствами, которые позволяют окисление и коррозия свойства.[25]

Галерея образцов минералов хромита

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Энтони, Джон В .; Бидо, Ричард А .; Bladh, Kenneth W .; Николс, Монте К. Хромит (PDF). Справочник по минералогии. Минералогическое общество Америки. п. 122. Получено 13 апреля 2019.
  2. ^ а б Кляйн, Корнейс; Hurlbut, Корнелиус С. (1985). Руководство по минералогии (20-е изд.). Вайли. стр.312–313. ISBN  0471805807.
  3. ^ «Хромитовые минералы». Веб-минеральные данные. Получено 13 апреля 2019.
  4. ^ а б c d е Гудзоновский институт минералогии. «Хромит: информация о минералах, данные и местонахождение». Mindat.org. Получено 13 апреля 2019.
  5. ^ Гудзоновский институт минералогии. «Хромит-магнезиохромитовая серия: информация о минералах, данные и местонахождение». Mindat.org. Получено 13 апреля 2019.
  6. ^ Гудзоновский институт минералогии. «Хромит-герцинитовая серия: информация о минералах, данные и местонахождение». Mindat.org. Получено 13 апреля 2019.
  7. ^ «Потенциальные токсические эффекты производства хрома, хромита и производства феррохрома: обзор литературы» (PDF). Май 2012 г.. Получено 15 марта, 2019.
  8. ^ Hurlbut, Cornelius S .; Шарп, У. Эдвин; Дана, Эдвард Солсбери (1998). Минералы Даны и как их изучать (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:2018НатКо ... 9..462л. Дои:10.1038 / s41467-017-02773-w. ISSN  2041-1723. ЧВК  5792441. PMID  29386509.
  10. ^ а б 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. Дои:10.1111 / j.1945-5100.2004.tb00349.x. ISSN  1086-9379. S2CID  55658406.
  11. ^ Фортье, Ю. (1941). «Геология хромита». Университет Макгилла.
  12. ^ Эрик, Рауф Хурман (2014), «Производство ферросплавов», Трактат по технологической металлургии, Elsevier, стр. 477–532, Дои:10.1016 / b978-0-08-096988-6.00005-5, ISBN  9780080969886
  13. ^ «ХРОМИТ (оксид железа и хрома)». www.galleries.com. Получено 2019-03-17.
  14. ^ Гу, Ф; Уиллс, Б. (1988). «Хромит-минералогия и обработка». Минерал Инжиниринг. 1 (3): 235. Дои:10.1016/0892-6875(88)90045-3.
  15. ^ Emeleus, C.H .; Тролль, В. Р. (2014-08-01). "Центр магматического рома, Шотландия". Минералогический журнал. 78 (4): 805–839. Bibcode:2014MinM ... 78..805E. Дои:10.1180 / minmag.2014.078.4.04. ISSN  0026-461X. S2CID  129549874.
  16. ^ Гилберт, Джон М., и Парк, Чарльз Ф., младший (1986) Геология рудных месторождений, Фриман, ISBN  0-7167-1456-6
  17. ^ а б Прасад, М. Н. В .; Ши, Каймин, ред. (2016-04-19). Экологические материалы и отходы: восстановление ресурсов и предотвращение загрязнения. Лондон. ISBN  9780128039069. OCLC  947118220.
  18. ^ а б c d е ж Дюк, Дж. М. Модели рудных месторождений 7: залежи магматической сегрегации хромита. OCLC  191989186.
  19. ^ а б c Потенциальные токсические эффекты хрома, добычи хромита и производства феррохрома: обзор литературы. MiningWatch Canada. 2012 г. OCLC  1059182319.
  20. ^ Routschka, Джеральд (2008). Карманное руководство огнеупорные материалы: структура - свойства - проверка. Вулкан-Верлаг. ISBN  978-3-8027-3158-7.
  21. ^ «Хромитовый минерал, оксид железа и хрома, использование хромита, свойства оксида хрома». Архивировано из оригинал 8 января 2017 г.. Получено 21 марта 2014.
  22. ^ Таблицы идентификации драгоценных камней Роджер Дедейн, Иво Квинтенс, стр.189
  23. ^ Бондиоли, Федерика; Феррари, Анна Мария; Леонелли, Кристина; Манфредини, Тициано (1997), «Хромит как пигмент для быстро обожженной фарфоровой плитки», 98-е ежегодное собрание и семинар и выставка Совета по производству керамики: Материалы и оборудование / Белые изделия: керамическая инженерия и научные материалы, том 18, выпуск 2, Керамическая инженерия и научные труды, 18, John Wiley & Sons, стр. 44–58, Дои:10.1002 / 9780470294420.ch6, HDL:11380/448364, ISBN  9780470294420
  24. ^ Kropschot, S.J .; Добрих, Джефф (2010). «Нержавеющая сталь, изготовленная из хрома». Информационный бюллетень. Дои:10.3133 / fs20103089. ISSN  2327-6932.
  25. ^ «Совершенствование нагрева нихромовой проволоки». www.heating-element-alloy.com. Получено 2019-03-18.

внешние ссылки