Cromita - Chromite

Cromita
Chromite.jpg
Cromita do Zimbábue
Em geral
Categoria Minerais de óxido
Grupo
espinélio Grupo estrutural espinélio
Fórmula
(unidade de repetição)
(Fe, Mg) Cr 2 O 4
Classificação de Strunz 4.BB.05
Sistema de cristal Isométrico
Classe de cristal Hexoctahedral (m 3 m)
símbolo HM : (4 / m 3 2 / m)
Grupo espacial F d 3 m
Célula unitária a = 8,344 Å; Z = 8
Identificação
Cor Preto a preto acastanhado; marrom a preto acastanhado em bordas finas na luz transmitida
Hábito de cristal Octaédrico raro; maciço para granular
Geminação Lei Spinel em {Ill}
Decote Nenhum, a separação pode se desenvolver ao longo de {III}
Fratura Desigual
Tenacidade Frágil
Dureza da escala de Mohs 5,5
Brilho Resinoso, gorduroso, metálico, submetálico, opaco
Onda marrom
Diafaneidade Translúcido a opaco
Gravidade Específica 4,5-4,8
Propriedades ópticas Isotrópico
Índice de refração n = 2,08–2,16
Outras características Fracamente magnético
Referências

A cromita é um mineral cristalino composto principalmente de óxido de ferro (II) e compostos de óxido de cromo (III) . Pode ser representado pela fórmula química de FeCr 2 O 4 . É um mineral óxido pertencente ao grupo espinélio . O elemento magnésio pode substituir o ferro em quantidades variáveis, pois forma uma solução sólida com magnesiocromita (MgCr 2 O 4 ). Também pode ocorrer uma substituição do elemento alumínio , originando a hercinita (FeAl 2 O 4 ). A cromita hoje é extraída principalmente para a fabricação de aço inoxidável por meio da produção de ferrocromo (FeCr), que é uma liga de ferro-cromo.

Os grãos de cromita são comumente encontrados em grandes intrusões ígneas máficas , como o Bushveld na África do Sul e na Índia. Cromite é o ferro-de cor preta com uma metálico brilho , um castanho escuro sequência e uma dureza na Mohs escala de 5,5.

O cromo extraído da cromita traz muitos benefícios quanto aos seus usos e aplicações. O uso de cromo em processos antropogênicos pode gerar impactos consideráveis ​​para a saúde e o meio ambiente em todo o mundo.

Propriedades

Minerais de cromita são encontrados principalmente em intrusões ígneas máfico-ultramáficas e às vezes também são encontrados em rochas metamórficas . Os minerais de cromita ocorrem em formações em camadas que podem ter centenas de quilômetros de comprimento e alguns metros de espessura. A cromita também é comum em meteoritos de ferro e forma-se em associação com silicatos e minerais de troilita .

Estrutura de cristal

A composição química da cromita pode ser representada como FeCr 2 O 4 , com o ferro no estado de oxidação +2 e o cromo no estado de oxidação +3. A cromita, quando apresentada como minério , ou na forma maciça, forma-se como agregados granulares finos. A estrutura do minério pode ser vista como platy, com quebras ao longo de planos de fraqueza. A cromita também pode ser apresentada em uma seção delgada. Os grãos vistos em seções finas são disseminados com cristais que são euédricos a subédricos .

A cromita contém Mg, ferro ferroso [Fe (II)], Al e vestígios de Ti. A cromita pode se transformar em diferentes minerais com base nas quantidades de cada elemento no mineral. Quando a cromita varia em composição, ela causa um comportamento de transformação térmica.

A cromita faz parte do grupo espinélio , o que significa que é capaz de formar uma série de soluções sólidas completa com outros membros do mesmo grupo. Estes incluem minerais como quenmingita (FeCr 2 O 4 ), xieita (FeCr 2 O 4 ), magnesiocromita (MgCr 2 O 4 ) e magnetita (Fe 2+ Fe 3+ 2 O 4 ). Chenmingita e xieita são polimorfos da cromita, enquanto a magnesiocromita e a magnetita são isoestruturais com a cromita.

Tamanho e morfologia do cristal

A cromita ocorre como cristais maciços e granulares e muito raramente como cristais octaédricos . A geminação para este mineral ocorre no plano {III}, conforme descrito pela lei espinélio .

Os grãos de minerais são geralmente de tamanho pequeno. No entanto, grãos de cromita de até 3 cm foram encontrados. Esses grãos cristalizam a partir do líquido do corpo de um meteorito , onde há pequenas quantidades de cromo e oxigênio. Os grãos grandes estão associados a condições supersaturadas estáveis vistas do corpo do meteorito.

Reações

A cromita é um mineral importante para ajudar a determinar as condições em que as rochas se formam. Ele pode ter reações com vários gases, como CO e CO 2 . A reação entre esses gases e os grãos sólidos de cromita resulta na redução da cromita e permite a formação de ligas de ferro e cromo . Também pode haver a formação de carbonetos metálicos a partir da interação com a cromita e os gases.

A cromita se forma no início do processo de cristalização . Isso permite que a cromita seja resistente aos efeitos de alteração de altas temperaturas e pressões vistas na série metamórfica . É capaz de progredir inalterado através da série metamórfica . Outros minerais com menor resistência são vistos alterando-se nesta série para minerais como serpentina , biotita e granada .

Distribuição de depósitos

Um prospecto de cromita em Yukon . As faixas pretas são cromita, que também carrega metais do grupo da platina . A rocha cinzenta é ultramáfia branqueada .

A cromita é encontrada como lentes ortocumuladas em peridotito do manto terrestre . Ele também ocorre em camadas , ultramáficas rochas intrusivas. Além disso, é encontrado em rochas metamórficas, como alguns serpentinitos . Os depósitos de minério de cromita se formam como diferenciações magmáticas iniciais. É comumente associada à olivina , magnetita , serpentina e corindo . O vasto Complexo Ígneo Bushveld da África do Sul é um grande corpo ígneo máfico a ultramáfico em camadas com algumas camadas consistindo de 90% de cromita, formando o tipo de rocha rara cromitita (cf. cromita, o mineral e cromitita, uma rocha que contém cromita). O Complexo Ígneo Stillwater em Montana também contém cromita significativa.

A cromita adequada para mineração comercial é encontrada em apenas alguns depósitos muito substanciais. Existem 2 tipos principais de depósitos de cromita: depósitos estratiformes e depósitos podiformes. Depósitos estratiformes em intrusões em camadas são a principal fonte de recursos de cromita e são encontrados na África do Sul , Canadá , Finlândia e Madagascar . Os recursos de cromita de depósitos podiformes são encontrados principalmente no Cazaquistão , Turquia e Albânia . O Zimbábue é o único país que contém reservas notáveis ​​de cromita em depósitos estratiformes e podiformes.

Depósitos estratiformes

Os depósitos estratiformes são formados como grandes corpos em forma de folha, geralmente formados em complexos ígneos máficos a ultramáficos em camadas . Este tipo de depósito é utilizado para obter 98% das reservas mundiais de cromita.

Depósitos estratiformes são tipicamente pré-cambrianos em idade e são encontrados em crátons . As províncias ígneas máficas a ultramáficas onde esses depósitos são formados foram provavelmente intrudidas na crosta continental , que pode ter contido granitos ou gnaisses . As formas dessas intrusões são descritas como tabulares ou em forma de funil. As intrusões tabulares foram colocadas na forma de peitoris com as camadas dessas intrusões sendo paralelas. Exemplos dessas intrusões tabulares podem ser vistos no Complexo Ígnea Stillwater e no Rio Bird . As intrusões em forma de funil são vistas mergulhando em direção ao centro da intrusão. Isso dá às camadas dessa intrusão uma formação de sinclinal . Exemplos desse tipo de intrusão podem ser vistos no Complexo Ígneo de Bushveld e no Grande Dique .

A cromita pode ser vista em depósitos estratiformes como camadas múltiplas que consistem em cromitita . As espessuras dessas camadas variam entre 1 cm a 1 m. As profundidades laterais podem atingir comprimentos de 70 km. A cromitita é a rocha principal nessas camadas, com 50-95% dela sendo feita de cromita e o restante sendo composto de olivina , ortopiroxênio , plagioclásio , clinopiroxênio e os vários produtos de alteração desses minerais. Uma indicação de água no magma é determinada pela presença de mica marrom .

Depósitos podiformes

Depósitos podiformes são observados dentro das sequências de ofiolito . A estratigrafia da sequência de ofiolito consiste em sedimentos oceânicos profundos, lavas em almofada , diques laminados , gabros e tectonitos ultramáficos .

Esses depósitos são encontrados em rochas ultramáficas, principalmente em tectonitos. Pode-se observar que a abundância de depósitos podiformes aumenta em direção ao topo das tectonitas.

Os depósitos podiformes são de forma irregular. "Pod" é um termo dado por geólogos para expressar a morfologia incerta deste depósito. Este depósito mostra a foliação que é paralela à foliação da rocha hospedeira. Os depósitos podiformes são descritos como discordantes, subconcordantes e concordantes. A cromita em depósitos podiformes se forma como grãos anédricos . Os minérios vistos neste tipo de depósito têm textura nodular e são nódulos fracamente compactados com uma faixa de tamanho de 5 a 20 mm. Outros minerais que são vistos em depósitos podiformes são olivina , ortopiroxênio , clinopiroxênio , pargasita , Na-mica , albita e jadeíta .

Impactos na saúde e no meio ambiente

O cromo extraído da cromita tem sido usado em processos antropogênicos nas últimas décadas, desenvolvendo grandes preocupações ambientais e de saúde em todo o mundo. Quando o cromo está na forma trivalente (Cr (III)), é uma parte crucial de uma dieta animal e humana balanceada. No entanto, seu defeito causará uma interrupção no metabolismo de lipídios e glicose em animais e humanos. Por outro lado, quando o cromo está em sua forma hexavalente (Cr (VI)), é um carcinógeno altamente tóxico e se ingerido por um animal ou humano pode causar a morte.

Efeitos na saúde

Quando o minério de cromita é extraído, ele visa a produção de ferrocromo e produz um concentrado de cromita de alta proporção de cromo / ferro. Também pode ser triturado e processado. O concentrado de cromita, quando combinado com um redutor como carvão ou coque e um forno de alta temperatura, pode produzir ferrocromo . O ferrocromo é um tipo de liga de ferro que é uma liga entre o cromo e o ferro. Esta ferroliga, bem como o concentrado de cromita, podem apresentar vários efeitos à saúde. A introdução de uma abordagem de controle definitiva e técnicas de mitigação distintas pode fornecer importância relacionada à segurança da saúde humana.

Quando o minério de cromita é exposto às condições da superfície, pode ocorrer desgaste e oxidação . O elemento cromo é mais abundante na cromita na forma de trivalente (Cr-III). Quando o minério de cromita é exposto às condições acima do solo, o Cr-III pode ser convertido em Cr-VI , que é o estado hexavalente do cromo. O Cr-VI é produzido a partir do Cr-III por meio da moagem a seco ou moagem do minério. Isso se deve à umidade do processo de moagem e também à atmosfera em que a moagem está ocorrendo. Um ambiente úmido e uma atmosfera não oxigenada são condições ideais para produzir menos Cr-VI, enquanto o oposto é conhecido por criar mais Cr-VI.

Observa -se que a produção de ferrocromo emite poluentes para o ar, como óxidos de nitrogênio , óxidos de carbono e óxidos de enxofre , além de partículas de poeira com alta concentração de metais pesados como cromo , zinco , chumbo , níquel e cádmio . Durante a fundição de minério de cromita em alta temperatura para produzir Ferrocromo , o Cr-III é convertido em Cr-VI. Tal como acontece com o minério de cromita, o Ferrocromo é moído e, portanto, produz Cr-VI. O Cr-VI é, portanto, introduzido na poeira quando o Ferrocromo é produzido. Isso apresenta riscos à saúde, como potencial de inalação e lixiviação de toxinas para o meio ambiente. A exposição humana ao cromo é a ingestão, o contato com a pele e a inalação. O cromo III e VI se acumulam nos tecidos de humanos e animais. A excreção desse tipo de cromo do corpo tende a ser muito lenta, o que significa que concentrações elevadas de cromo podem ser vistas décadas depois nos tecidos humanos.

Efeitos ambientais

A mineração de cromita, o cromo e a produção de ferrocomo podem afetar o meio ambiente de forma tóxica. A mineração de cromita é necessária quando se trata da produção de commodities econômicas .

Como resultado da lixiviação dos solos e da descarga explícita das atividades industriais, o intemperismo das rochas que contêm cromo entrará na coluna d'água. A rota de captação do cromo nas plantas ainda é ambígua, mas por ser um elemento não essencial, o cromo não terá um mecanismo distinto para essa captação, que é independente da especiação do cromo. Estudos de plantas demonstraram que os efeitos tóxicos do cromo nas plantas incluem coisas como murcha, folhas estreitas, crescimento retardado ou reduzido, diminuição na produção de clorofila , danos às membranas das raízes, sistemas de raízes pequenas, morte e muito mais. A estrutura do cromo é semelhante a outros elementos essenciais, o que significa que pode impactar a nutrição mineral das plantas.

Cromita Bushveld

Durante as atividades industriais e de produção, coisas como sedimentos, água, solo e ar ficam poluídas e contaminadas com cromo. O cromo hexavalente tem impactos negativos para a ecologia do solo porque diminui a presença, função e diversidade de microrganismos do solo. As concentrações de cromo no solo se diversificam dependendo das diferentes composições dos sedimentos e rochas de que o solo é feito. O cromo presente no solo é uma mistura de Cr (VI) e Cr (III). Certos tipos de cromo, como o Chromium-VI, têm a capacidade de passar para as células dos organismos. Partículas de poeira de operações industriais e águas residuais industriais contaminam e poluem as águas superficiais, subterrâneas e solos.

Em ambientes aquáticos, o cromo pode experimentar coisas como dissolução , sorção , precipitação , oxidação , redução e dessorção . Em ecossistemas aquáticos, o cromo bioacumula em invertebrados, plantas aquáticas, peixes e algas. Esses efeitos tóxicos operam de maneira diferente porque coisas como sexo, tamanho e estágio de desenvolvimento de um organismo podem variar. Coisas como a temperatura da água, sua alcalinidade, salinidade, pH e outros contaminantes também afetarão esses efeitos tóxicos nos organismos.

Testes toxicológicos feitos em laboratórios em ratos e camundongos fornecem informações sobre as doses de cromo nos alimentos ou na água que produzem problemas de saúde em mamíferos, como danos reprodutivos, redução do crescimento e sobrevivência, mudanças comportamentais e câncer.

O cromo é essencial para uma boa saúde, uma vez que quantidades suficientes devem ajudar com a intolerância à glicose em humanos. Estudos mostraram que os suplementos de cromo podem ser benéficos para pessoas com resistência à insulina e diabetes tipo dois . O cromo reduz os níveis de glicose e aumenta a sensibilidade à insulina. Alguns estudos também mostraram que o cromo pode ajudar com a síndrome dos ovários policísticos (SOP). Excelentes fontes dietéticas incluem coisas como germe de trigo, brócolis, carnes orgânicas e cogumelos.

Faixa de cromitita em serpentinita cromítica

Formulários

A cromita pode ser usada como um material refratário , pois tem uma alta estabilidade ao calor . O cromo extraído da cromita é usado em cromagem e ligas para a produção de superligas resistentes à corrosão , nicrômio e aço inoxidável . O cromo é usado como pigmento para vidro, esmaltes e tintas, e como agente oxidante para curtimento de couro. Às vezes também é usado como uma pedra preciosa .

Normalmente conhecido como cromo, é um metal industrial muito essencial. É duro e resistente à corrosão. Isso é usado para coisas como loteamentos não ferrosos, a produção de aço inoxidável, produtos químicos que processam couro e a criação de pigmentos. O aço inoxidável geralmente contém cerca de 18% de cromo. O cromo no aço inoxidável é o material que endurece tornando-o resistente à corrosão.

Muitos dos designs de automóveis, como as decorações, são cromados. Superligas que contêm cromo permitem que os motores a jato funcionem sob alto estresse, em um ambiente quimicamente oxidante e em situações de alta temperatura.

Pigmentação de porcelanato

Os ladrilhos de porcelana são frequentemente produzidos com muitas cores e pigmentações diferentes . O contribuinte usual para a cor em porcelanato de cozimento rápido é o preto (Fe, Cr)
2
O
3
pigmento, que é bastante caro e é sintético . A cromita natural permite uma alternativa de pigmentação inorgânica e barata para os caros (Fe, Cr)
2
O
3
e permite que a microestrutura e as propriedades mecânicas das telhas não sejam substancialmente alteradas ou modificadas quando introduzidas.

Galeria de espécimes minerais de cromita

Veja também

Referências

links externos