Пређи на садржај

Хромит

С Википедије, слободне енциклопедије
Хромит
Октаедарски кристал хромита из слојевитог комплекса Фритауна у Сијери Леоне, Африка (величина: 1.3 x 1.2 x 1.2 cm)
Опште информације
КатегоријаПриродни оксид
Спинел
Структурна група шпинела
Формула(Fe, Mg)Cr2O4
Струнцова класификација4.BB.05
Кристалне системеИсометрични
Кристална класаХексотахедрал (m3m)
Х-Х симбол: (4/m 3 2/m)
Просторна групаFd3m (no. 227)
Јединична ћелијаa = 8.344 Å; Z = 8
Идентификација
БојаЦрно до браонкасто црно; смеђе до браонкасто црне на танким ивицама у пролазном светлу
Кристални хабитусОктаедарски ретко; масивне до зрнасте
БлижњењеЗакон о спинелу о {Ill}
ЦепљивостНема, растанак се може развити заједно {III}
ПреломНеравномерно
ЧврстинаКрх
Тврдоћа по Мосу5.5
СјајностСмоласта, масна, метална, субметална, тупа
ОгребБраон
ПровидностПровидан до непрозиран
Специфична тежина4.5–4.8
Оптичке особинеИзотропна
Индекс преламањаn = 2.08–2.16
Остале особинеСлабо магнетна
Референце[1][2][3][4]

Хромит је кристални минерал састављен првенствено од једињења гвожђе(II) оксида и хром(III) оксида. Може се представити хемијском формулом FeCr2O4. То је оксидни минерал који припада групи спинела. Елемент магнезијум може заменити гвожђе у различитим количинама јер формира чврсти раствор са магнезиохромитом (MgCr2O4).[5] Такође може доћи до супституције елемента алуминијума, што доводи до херцинита (FeAl2O4).[6] Хромит се данас вади посебно за производњу нерђајућег челика кроз производњу ферохрома (FeCr), који је легура гвожђа и хрома.[7]

Зрна хромита се обично налазе у великим мафичним магматским интрузијама као што је Бушвелд у Јужној Африци и Индији. Хромит је гвоздено-црне боје са металним сјајем, тамносмеђом пругом и тврдоћом на Мосовој скали од 5,5.[8]

Својства

[уреди | уреди извор]

Хромитски минерали се углавном налазе у мафичним-ултрамафичним магматским интрузијама, а понекад се налазе и у метаморфним стенама. Хромитски минерали се јављају у слојевитим формацијама које могу бити дугачке стотине километара и дебљине неколико метара.[9] Хромит је такође чест у гвозденим метеоритима и формира се у вези са силикатима и минералима троилита.[10]

Кристална структура

[уреди | уреди извор]

Хемијски састав хромита може се представити као FeCr2O4, где је гвожђе у оксидационом стању +2, а хром у оксидационом стању +3. Боксит, када се јавља као руда или у масивном облику, формира се као фини зрнасти агрегати. Структура руде може се видети као плочаста, са преломима дуж равни слабљења. Хромит се такође може представити у танком пресеку. Зрна која се виде у танким пресецима су расута кристалима који су еуедарског до субедарског облика.[11]

Хромит садржи магнезијум, двовалентно гвожђе [Fe(II)], алуминијум и трагове титанијума. Хромит се може претворити у различите минерале на основу количине сваког елемента у минералу. Хромит је део спинел групе, што значи да је у стању да формира комплетан низ чврстих раствора са другим члановима исте групе. Ту спадају минерали као што су ченмингит (FeCr2O4), сијеит (FeCr2O4), магнезиохромит (MgCr2O4) и магнетит (Fe2+Fe3+2O4). Ченмингит и сијеит су полиморфи хромита, док су магнезиохромит и магнетит изоструктурни са хромитом.

Величина и морфологија кристала

[уреди | уреди извор]

Хромит се јавља као масивни и грануларни кристали, а веома ретко као октаедарски кристали. Твининг код овог минерала се дешава на {III} равни, као што је описано законом спинела.

Зрна минерала су генерално мале величине. Међутим, зрна хромита до 3 cm су пронађени. Види се да ова зрна кристалишу из течности тела метеорита где постоје мале количине хрома и кисеоника. Велика зрна су повезана са стабилним презасићеним условима који се виде са тела метеорита.[12]

Реакције

[уреди | уреди извор]

Хромит је важан минерал који помаже у одређивању услова под којима се стене формирају. Може реаговати са различитим гасовима као што су угљен-моноксид и угљен-диоксид. Реакција између ових гасова и чврстих зрна хромита резултира редукцијом хромита и омогућава формирање легура гвожђа и хрома. Такође је могуће формирање металних карбида услед интеракције са хромитом и гасовима.[13]

Хромит се формира рано у процесу кристализације. Ово омогућава хромиту да буде отпоран на ефекте промена високих температура и притисака који се виде у метаморфним серијама. Може да напредује кроз метаморфне серије непромењено. Види се да се други минерали са нижом отпорношћу мењају у овој серији у минерале као што су серпентин, биотит и гранат.[14]

Расподела наслага

[уреди | уреди извор]
Лежиште хромита у Јукону. Црне траке су хромит, који такође садржи метале платинске групе. Сива стена је избељена ултрамафика.

Хромит се налази као ортокумулатна сочива у перидотиту из Земљиног плашта. Такође се јавља у слојевитим, ултрамафичним интрузивним стенама.[15] Поред тога, налази се у метаморфним стенама као што су неки серпентинити. Рудне наслаге хромита формирају се као ране магматске диференцијације. Обично се повезује са оливином, магнетитом, серпентином и корундом.[16] Огромни магматски комплекс Бушвелд у Јужноафричкој Републици је велико слојевито мафично до ултрамафично магматско тело са неким слојевима који се састоје од 90% хромита, формирајући ретку стену типа хромитит (упоредити хромит, минерал и хромитит, стена која садржи хромит) [17] Магматски комплекс Стилвотер у Монтани такође садржи значајне количине хромита.

Хромит погодан за комерцијално рударство налази се у само неколико веома значајних налазишта. Постоје две главне врсте хромитних наслага: стратиформни наслага и подиформни наслага. Стратиформне наслаге у слојевитим интрузијама су главни извор хромитних ресурса и налазе се у Јужноафричкој Републици, Канади, Финској и Мадагаскару. Ресурси хромита из подиформних лежишта налазе се углавном у Казахстану, Турској и Албанији. Зимбабве је једина земља која садржи значајне резерве хромита и у стратиформним и у подиформним налазиштима.[18]

Стратиформне наслаге

[уреди | уреди извор]

Стратиформне наслаге се формирају као велика тела налик плочама, обично формирана у слојевитим мафичним до ултрамафичним магматским комплексима. Ова врста наслага се користи за добијање 98% светских резерви хромита.[19]

Стратиформне наслаге се обично сматрају прекамбријским и налазе се у кратонима. Мафичне до ултрамафичне магматске провинције у којима су се ови налази формирали вероватно су продрле у континенталну кору, која је могла да садржи граните или гнајсеве. Облици ових интрузија описани су као табеларни или левкасти. Табличасте интрузије су постављене у облику прагова, при чему је слојевитост ових интрузија паралелна. Примери ових табеларних интрузија могу се видети у магматском комплексу Стилвотер и реци Берд. Види се да се интрузије у облику левка спуштају према центру интрузије. Ово даје слојевима у овој интрузији синклиналну формацију. Примери ове врсте интрузије могу се видети у магматском комплексу Бушвелд и Великом насипу.[20]

Хромит се може видети у стратиформним наслагама као више слојева који се састоје од хромитита. Дебљине ових слојева крећу се између 1 cm и 1 m. Бочне дубине могу достићи дужину од 70 km. Хромитит је главна стена у овим слојевима, при чему је 50–95% направљено од хромита, а остатак од оливина, ортопироксена, плагиокласа, клинопироксена и различитих производа алтерације ових минерала. Индикација воде у магми се одређује присуством смеђег лискуна.[20]

Подиформне наслаге

[уреди | уреди извор]

Подиформне наслаге се јављају унутар офиолитских секвенци. Стратиграфија офиолитског низа је дубокоокеански седимент, пилоу лаве, листовити насипи, габро и ултрамафични тектонити.[20]

Ове наслаге се налазе у ултрамафичним стенама, а најзначајнија у тектонитима. Може се видети да се обиље подиформних наслага повећава према врху тектонита.[20]

Подиформне наслаге су неправилног облика. „Под“ је термин који су геолози дали да би изразили неизвесну морфологију овог лежишта. Овај депозит показује фолијацију која је паралелна фолијацији стене домаћина. Подиформни депозити се описују као дискордантни, субконкордантни и конкордантни. Хромит у подиформним наслагама формира се као анхедрална зрна. Руде које се виде у овој врсти лежишта имају нодуларну текстуру и представљају растресито збијене нодуле величине од 5 до 20 mm. Остали минерали који се виде у подиформним наслагама су оливин, ортопироксен, клинопироксен, паргасит, лискуни, албит и жадеит.[20]

Утицаји на здравље и животну средину

[уреди | уреди извор]

Хром екстрахован из хромита се користи у великим размерама у многим индустријама, укључујући металургију, галванизацију, боје, штављење и производњу папира. Загађење животне средине шестовалентним хромом је велика здравствена и еколошка брига. Хром је најстабилнији у свом тровалентном (Cr(III)) облику, који се јавља у стабилним једињењима као што су природне руде. Cr(III) је есенцијални хранљиви састојак, неопходан за метаболизам липида и глукозе код животиња и људи. Насупрот томе, други најстабилнији облик, шестовалентни хром (Cr(VI)), генерално се производи људском активношћу и ретко се виђа у природи (као код крокојина), и веома је токсичан канцероген који може убити животиње и људе ако се унесе у великим дозама.[21]

Утицаји на здравље

Када се хромитна руда вади, она је намењена производњи ферохрома и производи хромитни концентрат са високим односом хрома и гвожђа.[22] Такође се може здробити и обрадити. Концентрат хромита, када се комбинује са редукујућим агенсом као што је угаљ или кокс и пећ на високој температури, може произвести ферохром. Ферохром је врста феролегуре која је легура између хрома и гвожђа. Ова феролегура, као и концентрат хромита, могу имати разне здравствене ефекте. Увођење дефинитивног приступа контроли и различитих техника ублажавања може пружити значај безбедности људског здравља.[23]

Када је хромитна руда изложена површинским условима, може доћи до елувијалних процеса и оксидо-редукције. Елемент хром је најзаступљенији у хромиту у облику тровалентног (Cr-III). Када је хромитна руда изложена надземним условима, Cr-III се може претворити у Cr-VI, што је шестовалентно стање хрома. Cr-VI се производи од Cr-III сувим млевењем руде. То је због влажности процеса млевења, као и атмосфере у којој се млевење одвија. Влажна средина и атмосфера без оксигенације су идеални услови за производњу мањег броја Cr-VI, док је познато да супротно ствара више Cr-VI.[24]

Примећено је да производња ферохрома емитује загађујуће материје у ваздух као што су азотни оксиди, угљеников оксиди и оксиди сумпотс, као и честице прашине са високом концентрацијом тешких метала као што су хром, цинк, олово, никл и кадмијум. Током топљења хромитне руде на високој температури за производњу ферохрома, Cr-III се претвара у Cr-VI. Као и хромитна руда, ферохром се меље и стога производи Cr-VI. Cr-VI се стога уноси у прашину када се производи ферохром. Ово уводи здравствене ризике као што су потенцијал удисања и испирање токсина у животну средину. Људска изложеност хрому је путем гутања, контакта са кожом и удисањем. Хром-III и VI ће се акумулирати у ткивима људи и животиња. Излучивање ове врсте хрома из тела је обично веома споро, што значи да се повишене концентрације хрома могу видети деценијама касније у људским ткивима.

Утицаји на животну средину

Рударство хромита, производња хрома и ферохрома може бити токсично за животну средину. Рударство хромита је неопходно када је у питању производња економских добара.

Као резултат испирања земљишта и експлицитног испуштања из индустријских активности, трошење стена које садрже хром ући ће у водени стуб. Пут апсорпције хрома у биљкама је још увек нејасан, али пошто је неесенцијални елемент, хром неће имати посебан механизам за ту апсорпцију који је независан од специјације хрома.[25] Студије биљака су показале да токсични ефекти хрома на биљке укључују ствари као што су увенуће, уски листови, одложени или смањени раст, смањење производње хлорофила, оштећење коренских мембрана, мали коренски системи, смрт и још много тога. Структура хрома је слична другим есенцијалним елементима, што значи да може утицати на минералну исхрану биљака.[26]

Бушвелдски хромит

Током индустријских активности и производње, ствари попут седимента, воде, земљишта и ваздуха постају загађене и контаминиране хромом. Шестовалентни хром има негативан утицај на екологију земљишта јер смањује присуство, функцију и разноликост микроорганизама у земљишту. Концентрације хрома у земљишту варирају у зависности од различитих састава седимената и стена од којих је земљиште направљено. Хром присутан у земљишту је мешавина Cr(VI) и Cr(III).[27] Одређене врсте хрома, као што је хром-VI, имају способност да продру у ћелије организама. Честице прашине из индустријских операција и индустријске отпадне воде контаминирају и загађују површинске воде, подземне воде и земљиште.[24]

У воденим срединама, хром може доживети процесе као што су солватација, сорпција, таложење, оксидација, редукција и десорпција.[26] У воденим екосистемима хром се биоакумулира у бескичмењацима, воденим биљкама, рибама и алгама. Ови токсични ефекти ће деловати другачије јер се ствари попут пола, величине и фазе развоја организма могу разликовати. Ствари попут температуре воде, њене алкалности, салинитета, pH вредности и других загађивача такође ће утицати на ове токсичне ефекте на организме.

Хромититна трака у хромитном серпентиниту

Примене

[уреди | уреди извор]

Хромит се може користити као ватростални материјал јер има високу топлотну стабилност.[28] Хром екстрахован из хромита користи се у хромирању и легирању за производњу суперлегура отпорних на корозију, нихрома и нерђајућег челика.[29] Хром се користи као пигмент за стакло, глазуре и боје, и као оксидациони агенс за штављење коже.[30] Такође се понекад користи као драги камен.[31] Већина сјајних аутомобилских украса је хромирана. Суперлегуре које садрже хром омогућавају млазним моторима да раде под великим напрезањем, у хемијски оксидујућем окружењу и у условима високе температуре.[29]

Пигментација порцеланских плочица

[уреди | уреди извор]

Порцеланске плочице се често производе у много различитих боја и пигментација. Уобичајени допринос боји код брзопечених порцеланских плочица је црна боја (Fe,Cr)
2O
3 пигмент, који је прилично скуп и синтетички је. Природни хромит омогућава јефтину и неорганску пигментацију као алтернативу скупим (Fe,Cr)
2O
3 и омогућава да се микроструктура и механичка својства плочица значајно не промене или модификују приликом увођења.[32]

Галерија

[уреди | уреди извор]

Види још

[уреди | уреди извор]

Референце

[уреди | уреди извор]
  1. ^ Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C. „Chromite”. Handbook of Mineralogy (PDF). Mineralogical Society of America. стр. 122. Архивирано из оригинала (PDF) 13. 5. 2021. г. Приступљено 13. 4. 2019. 
  2. ^ Klein, Corneis; Hurlbut, Cornelius S. (1985). Manual of MineralogyНеопходна слободна регистрација (20th изд.). Wiley. стр. 312–313. ISBN 0471805807. 
  3. ^ „Chromite Mineral Data”. Webmineral data. Приступљено 13. 4. 2019. 
  4. ^ Hudson Institute of Mineralogy. „Chromite: Mineral information, data and localities”. Mindat.org. Приступљено 13. 4. 2019. 
  5. ^ Hudson Institute of Mineralogy. „Chromite-Magnesiochromite Series: Mineral information, data and localities”. Mindat.org. Приступљено 13. 4. 2019. 
  6. ^ Hudson Institute of Mineralogy. „Chromite-Hercynite Series: Mineral information, data and localities”. Mindat.org. Приступљено 13. 4. 2019. 
  7. ^ „Potential Toxic Effects of Chromium, Chromite Mining and Ferrochrome Production: A Literature Review” (PDF). мај 2012. Приступљено 15. 3. 2019. 
  8. ^ Hurlbut, Cornelius S.; Sharp, W. Edwin; Dana, Edward Salisbury (1998). Dana's minerals and how to study them.Неопходна слободна регистрација (4th. изд.). New York: Wiley. ISBN 0471156779. OCLC 36969745. 
  9. ^ Latypov, Rais; Costin, Gelu; Chistyakova, Sofya; Hunt, Emma J.; Mukherjee, Ria; Naldrett, Tony (2018-01-31). „Platinum-bearing chromite layers are caused by pressure reduction during magma ascent”. Nature Communications. 9 (1): 462. Bibcode:2018NatCo...9..462L. ISSN 2041-1723. PMC 5792441 Слободан приступ. PMID 29386509. doi:10.1038/s41467-017-02773-w. 
  10. ^ Fehr, Karl Thomas; Carion, Alain (2004). „Unusual large chromite crystals in the Saint Aubin iron meteorite”. Meteoritics & Planetary Science. 39 (S8): A139—A141. Bibcode:2004M&PS...39..139F. ISSN 1086-9379. doi:10.1111/j.1945-5100.2004.tb00349.x Слободан приступ. 
  11. ^ Fortier, Y. (1941). „Geology of Chromite”. McGill University. 
  12. ^ Fehr, Karl Thomas; Carion, Alain (2004). „Unusual large chromite crystals in the Saint Aubin iron meteorite”. Meteoritics & Planetary Science. 39 (S8): A139—A141. Bibcode:2004M&PS...39..139F. ISSN 1086-9379. doi:10.1111/j.1945-5100.2004.tb00349.x Слободан приступ. 
  13. ^ Eric, Rauf Hurman (2014), „Production of Ferroalloys”, Treatise on Process Metallurgy (на језику: енглески), Elsevier, стр. 477—532, ISBN 9780080969886, doi:10.1016/b978-0-08-096988-6.00005-5 
  14. ^ „CHROMITE (Iron Chromium Oxide)”. www.galleries.com. Архивирано из оригинала 17. 10. 2011. г. Приступљено 2019-03-17. 
  15. ^ Gu, F; Wills, B (1988). „Chromite- mineralogy and processing”. Minerals Engineering. 1 (3): 235. Bibcode:1988MiEng...1..235G. doi:10.1016/0892-6875(88)90045-3. 
  16. ^ Emeleus, C. H.; Troll, V. R. (2014-08-01). „The Rum Igneous Centre, Scotland”. Mineralogical Magazine (на језику: енглески). 78 (4): 805—839. Bibcode:2014MinM...78..805E. ISSN 0026-461X. doi:10.1180/minmag.2014.078.4.04 Слободан приступ. 
  17. ^ Guilbert, John M., and Park, Charles F., Jr. (1986), The Geology of Ore Deposits, ISBN 0-7167-1456-6  Freeman,
  18. ^ Prasad, M. N. V.; Shih, Kaimin, ур. (2016-04-19). Environmental materials and waste: resource recovery and pollution prevention. London. ISBN 9780128039069. OCLC 947118220. 
  19. ^ Duke, J. M. Ore deposit models 7 : Magmatic Segregation Deposits of Chromite. OCLC 191989186. 
  20. ^ а б в г д Duke, J. M. Ore deposit models 7 : Magmatic Segregation Deposits of Chromite. OCLC 191989186. 
  21. ^ Zayed, Adel M.; Terry, Norman (2003-02-01). „Chromium in the environment: factors affecting biological remediation”. Plant and Soil (на језику: енглески). 249 (1): 139—156. Bibcode:2003PlSoi.249..139Z. ISSN 1573-5036. doi:10.1023/A:1022504826342. 
  22. ^ Kanari, Ndue; Allain, Eric; Filippov, Lev; Shallari, Seit; Diot, Frédéric; Patisson, Fabrice (2020-10-09). „Reactivity of Low-Grade Chromite Concentrates towards Chlorinating Atmospheres”. Materials. 13 (20): 4470. Bibcode:2020Mate...13.4470K. ISSN 1996-1944. PMC 7601304 Слободан приступ. PMID 33050262. doi:10.3390/ma13204470 Слободан приступ. 
  23. ^ Ontario Agency for Health Protection and Promotion (Public Health Ontario), Kim JH, Copes R. Case Study: Chromite mining and health concerns.
  24. ^ а б Potential Toxic Effects of Chromium, Chromite Mining and Ferrochrome Production : A Literature Review.
  25. ^ Oliveira, Helena (2012-05-20). „Chromium as an Environmental Pollutant: Insights on Induced Plant Toxicity”. Journal of Botany (на језику: енглески). 2012: 1—8. doi:10.1155/2012/375843 Слободан приступ. 
  26. ^ а б Oliveira, Helena (2012-05-20). „Chromium as an Environmental Pollutant: Insights on Induced Plant Toxicity”. Journal of Botany (на језику: енглески). 2012: 1—8. doi:10.1155/2012/375843 Слободан приступ. 
  27. ^ Oliveira, Helena (2012-05-20). „Chromium as an Environmental Pollutant: Insights on Induced Plant Toxicity”. Journal of Botany (на језику: енглески). 2012: 1—8. doi:10.1155/2012/375843 Слободан приступ. 
  28. ^ Routschka, Gerald (2008). Pocket Manual Refractory Materials: Structure - Properties - Verification. Vulkan-Verlag. ISBN 978-3-8027-3158-7. 
  29. ^ а б „Uses of Chromium | Supply, Demand, Production, Resources”. geology.com. Приступљено 2021-03-25. 
  30. ^ „Chromite Mineral, Iron Chromium Oxide, Chromite Uses, Chromium Oxide Properties”. Архивирано из оригинала 8. 1. 2017. г. Приступљено 21. 3. 2014. 
  31. ^ Tables of Gemstone Identification By Roger Dedeyne, Ivo Quintens, p.189
  32. ^ Bondioli, Federica; Ferrari, Anna Maria; Leonelli, Cristina; Manfredini, Tiziano (1997), „Chromite as a Pigment for Fast-Fired Porcelain Tiles”, 98th Annual Meeting and the Ceramic Manufacturing Council's Workshop and Exposition: Materials & Equipment/Whitewares: Ceramic Engineering and Science Proceedings, 18 (2), John Wiley & Sons, ISBN 9780470294420, doi:10.1002/9780470294420.ch6 

Спољашње везе

[уреди | уреди извор]
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Хромит&oldid=30178649”