WikiDer > Хромит

Chromite
Эта статья о минерале. Об анионе хрома (III) и его солях см. Хромит (соединение).
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)
2О
3 пигмент, который довольно дорогой и синтетический. Натуральный хромит позволяет получить недорогую и неорганическую альтернативу дорогостоящей пигментации. (Fe, Cr)
2О
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