Chromit - Chromite

Tento článek je o minerálu. Anion chromitý a jeho soli viz Chromit (sloučenina).
Chromit
Chromit.jpg
Chromit ze Zimbabwe
Všeobecné
KategorieOxidové minerály
Skupina Spinel
Spinel strukturní skupina
Vzorec
(opakující se jednotka)		(Fe, Mg) Cr2Ó4
Strunzova klasifikace4.BB.05
Krystalový systémIzometrické
Křišťálová třídaHexoctahedral (m3m)
Symbol HM: (4 / m 3 2 / m)
Vesmírná skupinaFd3m
Jednotková buňkaa = 8,344 Á; Z = 8
Identifikace
BarvaČerná až hnědočerná; hnědá až hnědočerná na tenkých hranách v procházejícím světle
Krystalický zvykOctahedral vzácné; masivní až granulární
TwinningZákon Spinel o {Ill}
VýstřihŽádné, rozchod se může vyvíjet podél {III}
ZlomeninaNerovný
HouževnatostKřehký
Mohsova stupnice tvrdost5.5
LeskPryskyřičný, mastný, kovový, subkovový, matný
PruhHnědý
DiaphaneityPrůsvitné až neprůhledné
Specifická gravitace4.5–4.8
Optické vlastnostiIzotropní
Index lomun = 2,08–2,16
Další vlastnostiSlabě magnetický
Reference[1][2][3][4]

Chromit je minerální to je žehlička chrom kysličník. Má chemický vzorec FeCr2Ó4. Je to oxidový minerál patřící k skupina spinelů. Prvek hořčík může nahradit žehlička v proměnlivých částkách, protože tvoří a pevný roztok s magneziochromitem (MgCr2Ó4).[5] Nahrazení prvku hliník může také nastat, což vede k hercynite (FeAl2Ó4).[6] Chromit se dnes těží zejména za účelem výroby nerezové oceli výrobou ferrochrom (FeCr), což je slitina železa a chrómu.[7]

Chromitová zrna se běžně vyskytují ve velkém mafic magické vniknutí, jako je Bushveld v Jižní Africe a Indii. Chromit je železo-černé barvy s kovem lesk, tmavě hnědá pruh a tvrdost na Mohs stupnice 5,5.[8]

Vlastnosti

Chromitové minerály se vyskytují hlavně v maficko-ultramafické formě magické vniknutí a také se někdy nacházejí v metamorfované horniny. Chromitové minerály se vyskytují ve vrstvených útvarech, které mohou být stovky kilometrů dlouhé a několik metrů silné.[9] Chromit je také běžný v železné meteority a formu ve spojení s křemičitany a troilite minerály.[10]

Krystalická struktura

Chemické složení chromitu je Fe2+Cr3+2Ó4.[4] Chromit, je-li prezentován jako Ruda, nebo v masivní formě, se tvoří jako jemné zrnité agregáty. Struktura Ruda lze považovat za platýs, s rozbitím podél rovin slabosti. Chromit může být také v tenké části. Zrna viděná v tenkých částech jsou rozptýlena krystaly, které jsou euhedral na subhedral.[11]

Chromit obsahuje Mg, železné železo [Fe (II)], Al a stopové množství Ti.[4] Chromit se může změnit na různé minerály na základě množství každého prvku v minerálu.

Chromit je součástí skupina spinelů, což znamená, že je schopen vytvořit celek pevný roztok série s dalšími členy ve stejné skupině. Patří mezi ně minerály, jako je chenmingit (FeCr2Ó4), xieite (FeCr2Ó4), magnesiochromit (MgCr2Ó4) a magnetit (Fe2+Fe3+2Ó4). Chenmingit a xieit jsou polymorfy chromitu, zatímco magneziochromit a magnetit jsou izostrukturální s chromitem.[4]

Velikost a morfologie krystalů

Chromit se vyskytuje jako masivní a zrnité krystaly a velmi zřídka jako osmistěn krystaly. Twinning protože tento minerál se vyskytuje v rovině {III}, jak je popsáno v zákon spinel.[4]

Zrna minerálů mají obecně malou velikost. Byly však nalezeny chromitové zrna do 3 cm. Je vidět, že tato zrna krystalizují z kapaliny a meteorit tělo, kde je malé množství chromu a kyslíku. Velká zrna jsou spojena se stabilní přesycený podmínky pozorované z těla meteoritu.[10]

Reakce

Chromit je důležitým minerálem, který pomáhá určovat podmínky, které horniny tvoří. Může reagovat s různými plyny, jako je CO a CO2. Reakce mezi těmito plyny a zrnami pevného chromitu má za následek redukci chromitu a umožňuje tvorbu železa a chromu slitiny. Mohlo by také dojít k tvorbě kovu karbidy z interakce s chromitem a plyny.[12]

Chromit je patrný, že se tvoří brzy v krystalizace proces. To umožňuje, aby chromit byl odolný vůči účinkům změn vysokých teplot a tlaků pozorovaných v metamorfický série. Je schopen postupovat skrz metamorfický série nezměněna. Ostatní minerály s nižší odolností se v této sérii mění na minerály jako např hadí, biotit a granát.[13]

Rozdělení vkladů

Vyhlídka na chromit v Yukon. Černé pruhy jsou chromit, který také nese kovy skupiny platiny. Šedá skála je vybělená ultramafics.

Chromit se nalézá jako ortokumulované čočky chromitit v peridotit ze Země plášť. Vyskytuje se také v vrstvené ultramafický rušivé kameny.[14] Kromě toho se vyskytuje v metamorfovaných horninách, jako jsou některé hadovité. Ruda ložiska chromitové formy, jak se časné magmatické odlišuje. To je běžně spojováno s olivín, magnetit, hadí, a korund.[15] Drtivá Bushveld Igneous Complex z Jižní Afrika je velká vrstva mafic na ultramafický ohnivý těleso s několika vrstvami skládajícími se z 90% chromitu tvořícího vzácný typ horniny, chromitit.[16] The Stillwater Igneous Complex v Montana také obsahuje významný chromit.[2]

Chromit se nachází ve velkém množství, které je k dispozici pro komerční těžbu. Chromitové minerály se nacházejí ve 2 hlavních ložiscích, kterými jsou stratiform vklady a podiformní vklady. Stratiformní ložiska ve vrstvených průnikech jsou hlavním zdrojem chromitových zdrojů a jsou viditelná v zemích, jako je Jižní Afrika, Kanada, Finsko, a Madagaskar. Zdroje chromitu z podiformních ložisek se nacházejí hlavně v Kazachstán, krocan, a Albánie. Zimbabwe je jedinou zemí, která může získat zdroje chromitu ze stratiformních i podiformních ložisek.[17]

Stratiformní vklady

Stratiformní usazeniny jsou tvořeny jako velká listovitá tělesa, obvykle vytvořená ve vrstvách mafic na ultramafický ohnivý komplexy. Tento typ vkladu se používá k získání 98% celosvětových zásob chromitů.[18]

Stratiformní vklady jsou obvykle považovány za Precambrian ve věku a nacházejí se v krátery. The mafic na ultramafický ohnivý do provincií, ve kterých se tato ložiska tvoří, bylo pravděpodobně vniknuto Kontinentální kůra, které mohly obsahovat žuly nebo ruly. Tvary těchto průniků jsou popsány jako tabulkové nebo nálevkovité. Tabulkové průniky byly umístěny ve formě parapety s vrstvením těchto narušení je paralelní. Příklady těchto tabulkových průniků lze vidět v Stillwater magmatický komplex a Bird River. Je vidět, že nálevkovité vniknutí se ponoří směrem ke středu vniknutí. To dává vrstvám v tomto narušení a syncline formace. Příklady tohoto typu vniknutí lze vidět v Bushveld Igneous Complex a Skvělá hráze.[18]

Chromit lze na stratiformních ložiscích vidět jako více vrstev, z nichž se skládá chromitit. Tloušťky těchto vrstev se pohybují mezi 1 cm až 1 m. Boční hloubky mohou dosáhnout délky 70 km. Chromitit je hlavní horninou v těchto vrstvách, přičemž 50–95% z něj je vyrobeno z chromitu a zbytek tvoří olivín, orthopyroxen, plagioklas, klinopyroxen a různé produkty alterace těchto minerálů. Indikace vody v magmatu je dána přítomností hnědé slída.[18]

Podiformní vklady

Je patrné, že se podiformní ložiska vyskytují uvnitř ophiolit sekvence. Stratigrafie sekvence ofiolitů jsou hlubinné sedimenty, lávové polštáře, kryté hráze, gabbros a ultramafický tektonity.[18]

Tato ložiska se nacházejí v ultramafických horninách, zejména v tektonitech. Je vidět, že hojnost podiformních depozit se zvyšuje směrem k vrcholu tektonitů.[18]

Podiformní usazeniny mají nepravidelný tvar. „Pod“ je termín, který geologové používají k vyjádření nejisté morfologie tohoto ložiska. Tento vklad se zobrazuje foliace to je paralelní s foliací hostitelské horniny. Podiformní vklady jsou popisovány jako nesouhlasné, dílčí a shodné. Chromit v podiformních usazeninách se tvoří jako anhedral zrna. Rudy viděné na tomto typu ložiska mají nodulární strukturu a jsou to volně balené uzliny s velikostí v rozmezí 5–20 mm. Další minerály, které jsou vidět na podiformních ložiscích, jsou olivín, orthopyroxen, klinopyroxen, pargasit, Slída, albit, a jadeit.[18]

Zdravé efekty

Chromit Ruda lze těžit za účelem výroby chromitu soustřeď se. Může být také rozdrcen a zpracován. Chromitový koncentrát v kombinaci s a redukční činidlo jako uhlí nebo Kola a vysokoteplotní pec může vyrábět ferrochrom.[19] Ferrochrom je typ feroslitina to je slitina mezi chromem a železem. Tato feroslitina, stejně jako chromit soustřeď se může mít různé účinky na zdraví.

Chromit Ruda se nachází v podzemních podmínkách. Proto při vystavení nadzemním podmínkám nastanou různé efekty. Některé z těchto efektů zahrnují zvětrávání a oxidace. Prvek chrom je nejhojnější v chromitu ve formě trojmocného (Cr-III). Když chromit Ruda je vystaven nadzemním podmínkám, lze Cr-III převést na Cr-VI, což je šestimocný stav chromu. Cr-VI se vyrábí z Cr-III suchým způsobem frézování nebo mletí rudy. To většinou souvisí s vlhkostí procesu mletí a také s atmosféra ve kterém probíhá frézování. Mokré prostředí a neokysličená atmosféra jsou ideální podmínky pro produkci méně Cr-VI, zatímco o opačném je známo, že vytváří více Cr-VI.[19]

Produkce ferrochrom je pozorováno, že emituje znečišťující látky do vzduchu jako např oxidy dusíku, oxidy uhlíku a oxidy síry, stejně jako prach částice s vysokou koncentrací těžké kovy jako chrom, zinek, Vést, nikl a kadmium. Během vysoké teploty tavení chromitu Ruda k výrobě ferrochromu se Cr-III převede na Cr-VI. Stejně jako u chromitové rudy je i ferrochrom mletý a proto produkuje Cr-VI. Při výrobě ferochromu se proto do prachu zavádí Cr-VI. To představuje zdravotní rizika, jako je inhalační potenciál a loužení toxinů do životního prostředí.[19]

Aplikace

Chromit lze použít jako a žáruvzdorný materiál, protože má vysoký tepelná stabilita.[20] Chrom extrahovaný z chromitu se používá v chromování a legování pro výrobu odolných proti korozi superslitiny, nichrom, a nerezová ocel. Chrom se používá jako a pigment na sklo, glazury a barvy a jako oxidační činidlo pro činění kůže.[21] Někdy se také používá jako drahokam.[22]

Pigmentace porcelánových dlaždic

Porcelánové dlaždice jsou často vyráběny v mnoha různých barvách a pigmentace. Obvyklým přispěvatelem k barvení v rychle pálených porcelánových dlaždicích je černá (Fe, Cr)
2Ó
3 pigment, který je poměrně drahý a je syntetický. Přírodní chromit umožňuje levnou a anorganickou pigmentaci alternativu k drahé (Fe, Cr)
2Ó
3 a umožňuje mikrostruktura a mechanické vlastnosti dlaždic, které se při zavádění nemají podstatně měnit nebo upravovat.[23]

Výroba z nerezové oceli

Topné těleso s nichromovými dráty

Chrom, který se většinou skládá z chromitu, je hlavní složkou při výrobě nerezová ocel. Nerezová ocel obsahuje 18% chromu. Chrom umožňuje kalení a tvrzení nerezové oceli. Také to umožňuje koroze odolnost při vysokých teplotách.[24] 90% vytěžené chromitové rudy se používá na výrobu nerezové oceli. Produkce chromitové rudy má stabilní sklon, což způsobuje nárůst poptávky po trzích s nerezovou ocelí.[17]

Nichromové slitiny

Chromit, když legované s žehlička a nikl vytvoří slitinu zvanou nichrom. Nichrom je popsán jako 80% nikl a 20% chrom. Díky slitinám, které tvoří nichrom, je nichrom považován za tepelně odolný až do teplot 1250 ° C (2282 ° F). Vzhledem k vysoké tepelné odolnosti nichromu se používá hlavně pro topné jednotky. Nichromové slitiny mají také velmi dobré mechanické vlastnosti, které umožňují dobré oxidace a koroze vlastnosti.[25]

Galerie chromitových minerálních vzorků

Viz také

Reference

  1. ^ Anthony, John W .; Bideaux, Richard A .; Bladh, Kenneth W .; Nichols, Monte C. Chromit (PDF). Příručka mineralogie. Mineralogická společnost Ameriky. str. 122. Citováno 13. dubna 2019.
  2. ^ A b Klein, Corneis; Hurlbut, Cornelius S. (1985). Manuál mineralogie (20. vydání). Wiley. str.312–313. ISBN  0471805807.
  3. ^ „Chromitová minerální data“. Webminerální data. Citováno 13. dubna 2019.
  4. ^ A b C d E Hudsonův institut mineralogie. "Chromit: minerální informace, data a lokality". Mindat.org. Citováno 13. dubna 2019.
  5. ^ Hudsonův institut mineralogie. „Chromit-magnesiochromitová řada: minerální informace, data a lokality“. Mindat.org. Citováno 13. dubna 2019.
  6. ^ Hudsonův institut mineralogie. „Chromite-Hercynite Series: Mineral information, data and localities“. Mindat.org. Citováno 13. dubna 2019.
  7. ^ „Potenciální toxické účinky těžby chromu, chromitu a výroby ferrochromu: přehled literatury“ (PDF). Květen 2012. Citováno 15. března 2019.
  8. ^ Hurlbut, Cornelius S .; Sharp, W. Edwin; Dana, Edward Salisbury (1998). Danainy minerály a jak je studovat (4. vyd.). New York: Wiley. ISBN  0471156779. OCLC  36969745.
  9. ^ Latypov, Rais; Costin, Gelu; Chistyakova, Sofya; Hunt, Emma J .; Mukherjee, Ria; Naldrett, Tony (31.01.2018). „Platinové chromitové vrstvy jsou způsobeny snížením tlaku při výstupu magmatem“. Příroda komunikace. 9 (1): 462. Bibcode:2018NatCo ... 9..462L. doi:10.1038 / s41467-017-02773-w. ISSN  2041-1723. PMC  5792441. PMID  29386509.
  10. ^ A b Fehr, Karl Thomas; Carion, Alain (2004). „Neobvyklé velké krystaly chromitu v meteoritu železa Saint Aubin“. Meteoritika a planetární věda. 39 (S8): A139 – A141. Bibcode:2004M & PS ... 39..139F. doi:10.1111 / j.1945-5100.2004.tb00349.x. ISSN  1086-9379. S2CID  55658406.
  11. ^ Fortier, Y. (1941). „Geologie chromitu“. McGill University.
  12. ^ Eric, Rauf Hurman (2014), „Výroba feroslitin“, Pojednání o metalurgii procesů, Elsevier, str. 477–532, doi:10.1016 / b978-0-08-096988-6.00005-5, ISBN  9780080969886
  13. ^ „CHROMITE (Iron Chromium Oxide)“. www.galleries.com. Citováno 2019-03-17.
  14. ^ Gu, F; Wills, B (1988). "Chromitová mineralogie a zpracování". Inženýrství minerálů. 1 (3): 235. doi:10.1016/0892-6875(88)90045-3.
  15. ^ Emeleus, C. H .; Troll, V. R. (01.08.2014). „Centrum rumové magnézy, Skotsko“. Mineralogický časopis. 78 (4): 805–839. Bibcode:2014MinM ... 78..805E. doi:10.1180 / minmag.2014.078.4.04. ISSN  0026-461X. S2CID  129549874.
  16. ^ Guilbert, John M. a Park, Charles F., Jr. (1986) Geologie ložisek rud, Freemane, ISBN  0-7167-1456-6
  17. ^ A b Prasad, M. N. V .; Shih, Kaimin, eds. (2016-04-19). Materiály a odpady z životního prostředí: využití zdrojů a prevence znečištění. Londýn. ISBN  9780128039069. OCLC  947118220.
  18. ^ A b C d E F Duke, J. M. Modely ložisek rud 7: Magmatická segregační ložiska chromitu. OCLC  191989186.
  19. ^ A b C Potenciální toxické účinky těžby chromu, chromitu a výroby ferrochromu: Přehled literatury. MiningWatch Kanada. 2012. OCLC  1059182319.
  20. ^ Routschka, Gerald (2008). Kapesní žáruvzdorné materiály: Struktura - Vlastnosti - Ověření. Vulkan-Verlag. ISBN  978-3-8027-3158-7.
  21. ^ „Chromitový minerál, oxid železitý chromitý, použití chromitu, vlastnosti oxidu chromitého“. Archivovány od originál dne 8. ledna 2017. Citováno 21. března 2014.
  22. ^ Tabulky identifikace drahokamů Roger Dedeyne, Ivo Quintens, str.189
  23. ^ Bondioli, Federica; Ferrari, Anna Maria; Leonelli, Cristina; Manfredini, Tiziano (1997), „Chromit jako pigment pro rychle vypálené porcelánové dlaždice“, 98. výroční zasedání a workshop a expozice Rady pro keramickou výrobu: Materiály a zařízení / Whitewares: Keramické inženýrství a vědecké sborníky, svazek 18, vydání 2, Keramické inženýrství a vědecké sborníky, 18, John Wiley & Sons, str. 44–58, doi:10.1002 / 9780470294420.ch6, hdl:11380/448364, ISBN  9780470294420
  24. ^ Kropschot, S.J .; Doebrich, Jeff (2010). „Chrom dělá nerezovou ocel nerezovou“. Informační list. doi:10.3133 / fs20103089. ISSN  2327-6932.
  25. ^ „Vylepšení ohřevu nichromového drátu“. www.heating-element-alloy.com. Citováno 2019-03-18.

externí odkazy