Spineluri cromate

Spineluri cromate

Formulă	CrMgFeAlO
Sistematică conform IMA ( Mills et al., 2009 )
Subclasă	Oxizi complecși
Familie	spinele
grup	Spineluri cromate
Proprietăți fizice
Culoare	Negrul

Spinelele cromate sau spinelele cromate sunt un grup de minerale din familia spinelului cu formula generală unde este un element chimic divalent sau trivalent ; - cu impuritati. ${\ce {MA2O4}}$ ${\ce {M}}$ ${\ce {A}}$ ${\ce {Cr}}$

Compoziția spinelelor de crom (spinelele de crom), ca și alte spinele , nu este constantă, iar selecția reprezentanților individuali este condiționată. În practică, toate spinelele de crom sunt denumite în mod obișnuit cromit . În natură, cele mai comune:

Magnocromit (sinonime: berezovit, berezovskit, cromiți magnezici și feruginosi) ${\ce {(Mg, Fe)Cr2O4))$
Crompicotita (sinonime: cromoceilonit, picrocromit, alumoberesovit, aluminocromite magneziene și feruginoase, cropicotite magneziene și feruginoase) ${\ce {(Mg, Fe) (Cr, Al)2O4))$
Alumocromit (sinonime: hercinitcromit, picotit ferocromic) ${\ce {Fe(Cr, Al)2O4}}$

Toate spinelele cromate au un aspect similar între ele și practic nu se pot distinge fără analiză chimică; sunt descrise împreună mai jos.

Proprietățile mineralelor

Structura și morfologia cristalelor

Singonie cubică . Grup spațial - Fd3m; Numărul de unități de formulă = 8. În straturile de acoperire cromate, parametrul celulei scade odată cu creșterea conținutului (cu descreșterea raportului și a conținutului ). Structura tip spinel . La temperatură scăzută , a fost găsită simetrie tetragonală pentru cromit . Grupul de puncte este m3m ( ). Cristale de obicei octaedrice . Se notează incluziuni orientate de cropicotită în diamant . ${\ce {Al2O3}}$ ${\ce {Cr2O3 : Al2O3}}$ ${\ce {MgO}}$ $3L_{4}4L_{3}6L_{2}PC$

Parametrul celulei versus compoziție

Parametrul celulei , Å $a_{0}$	Spineluri cromate	Camp
8.302 - 8.311	magnocromit	Kempirsay , Kazahstan
8.177 - 8.299	Crompicotita	Tiszafo, Ungaria , Kempirsai , Kazahstan
8.236 - 8.284	Alumocromit	Zimbabwe , Kempirsay , Kazahstan
8.321 - 8.332	${\ce {MgCr2O4}}$	recepție artificială
8.360	${\ce {FeCr2O4}}$	recepție artificială

Proprietăți fizice și constante fizico-chimice

Decolteul este absent. Pauza este neuniformă. Fragil. Duritate 5,5 - 7,5. Microduritate 1246-1519 kg / mm 2 la o sarcină de 100 g (Yang și Milman), 1317-1366 kg / mm 2 la o sarcină de 200 g (Lebedeva). Greutatea specifică a magnocromitului este 4,2, cromit 4,5 - 4,8. Culoarea este neagră, cropicotitul este maroniu-negru. Linia este maro. Strălucire metalică până la grasă. În chipsuri subțiri, acestea sunt translucide și translucide. Crompicotitele sunt mai translucide decât magnocromitele . Nemagnetic sau slab magnetic, magnetismul depinde de conținut și . Punctul Curie al spinelului cromat cu parametru celular = 8.392 - 90°K. Căldura de formare a cromitului \u003d (-) 341,9 kcal / mol ; potențiale izobare de formare la 300°K (-) 317,7 kcal/mol la 500°K (-) 301,57 kcal/mol , la 900°K (-) 269,31 kcal/mol . Spectrul infraroșu al cromitului artificial are două benzi intense bine separate, cu maxime apropiate de 617 și 523 cm– 1 . ${\ce {FeO}}$ ${\ce {Fe2O3}}$

Caracterizare microscopică

În lumina transmisă, spinelele cu crom scăzut sunt opace sau verde-măsliniu și verde-gălbui, cele cu conținut ridicat de crom sunt maro-portocaliu, maro-roșu și maro. Izotroni . În lumină reflectată, gri-alb cu o ușoară nuanță maronie. Reflexivitatea unei probe de cromit neorientat scade de la 14,6-15,2 % la 520 la 11,3-11,7% la 700°C . Creste in paralel cu parametrul celulei cu o crestere a continutului si continutului.continutao scadere . Adesea ușor anormal anizotrop cu efecte de culoare gri până la gri închis; la imersie , efectele sunt sporite, apare o nuanță maronie slabă (datorită prezenței reflexiilor interne). Reflexele interne sunt galben-brun și roșu, observate clar în imersiune. Secțiunile lustruite au o duritate relativă foarte mare. $m\mu ,$ $m\mu ,$ ${\ce {Cr2O3}}$ ${\ce {Al2O3}}$ ${\ce {Cr2O3}}$ ${\ce {Cr2O3}}$ ${\ce {Al2O3}}$

Compoziție chimică

Compoziția teoretică a magnocromitului (la ): - 9,69%; - 17,26%; - 73,05%; cropicotit - (at și ): - 11,01%; - 19,62%; - 27,85%; - 41,52%; aluminocromit (at = ): — 36,14%; - 25,64%; - 38,22%; cromit : - 32,09%; - 67,91%. La temperatură ridicată, cromitul formează o soluție solidă cu ilmenit . În condiții artificiale, s-au obținut o serie de soluții solide între cromit și magnetit , între cromit și magnezoferită . În condiții naturale, miscibilitatea cromitului și magnetitului este incompletă. Mixabilitatea cu - este permisă . Sunt stabilite limite largi ale substituțiilor izomorfe între elementele bivalente ( ) și trivalente ( ). Conținutul poate varia foarte mult. Conținutul este de obicei egal cu 3 - 4, rar ajunge la 5 - 10 și chiar mai rar 10 - 22 mol. %. În cromiții Transvaal, cantitatea variază de la 0,05 la 0,81%. Conținutul ajunge la 5,8%. Se găsește în cantități mici . La spinelele cromate, pe măsură ce conținutul crește , conținutul de dependență crește și scade . Pentru cromiții din complexul intruziv Stillwater ( SUA ), a fost observată o corelație directă între conținut și conținut , precum și cantitate . Există o relație între compoziția spinelelor de crom și condițiile geologice de formare a acestora: spinelele de crom din dunite au de obicei cel mai mare conținut și cel mai mic ; spinelele de crom din lherzoliți se caracterizează prin conținutul cel mai scăzut de și și mai puțin și decât spinelele de crom accesorii ale rocilor gazdă direct. ${\ce {Fe : Mg))$ ${\displaystyle=1:1}$ ${\ce {MgO}}$ ${\ce {FeO}}$ ${\ce {Cr2O4}}$ ${\ce {Mg : Fe}}$ ${\ce {Cr : Al}}$ ${\displaystyle=1:1}$ ${\ce {MgO}}$ ${\ce {FeO}}$ ${\ce {Al2O3}}$ ${\ce {Cr2O3}}$ ${\ce {Cr : Al}}$ $1:1$ ${\ce {FeO}}$ ${\ce {Al2O3}}$ ${\ce {Cr2O3}}$ ${\ce {FeO}}$ ${\ce {Cr2O3}}$ $\gamma$ ${\ce {Al2O3}}$ ${\ce {Mg, Fe, Zn)}$ ${\ce {Cr, Al, Fe}}$ ${\ce {Mg, Fe,Al}}$ ${\ce {Cr}}$ ${\ce {Fe2O3}}$ ${\ce {V)}$ ${\ce {ZnO}}$ ${\ce {Ni,Mn, Zr, Co, Ti, V)}$ ${\ce {Fe^3+)}$ ${\ce {Fe^2+)}$ ${\ce {Mg)}$ ${\ce {MnO}}$ ${\ce {TiO2)}$ ${\ce {FeO}}$ ${\ce {Ga2O3}}$ ${\ce {Fe2O3}}$ ${\ce {Cr}}$ ${\ce {Al}}$ ${\ce {Cr}}$ ${\ce {Mg)}$ ${\ce {Al}}$ ${\ce {Fe^2+)}$

Comportament la încălzire

Se topesc la 1450-2180°C. Punctul de topire este cu atât mai mic, cu atât conținutul este mai mare și . Pe măsură ce conținutul crește , crește și punctul de topire. Când sunt încălzite, ele dau un efect exotermic de aproximativ 450°C și un efect endotermic de aproximativ 670°C. Când s-a încălzit la 300°C, s-a observat formarea hematitei ; peste 500°C, formarea de magnetit și la 1000°C . ${\ce {FeO}}$ ${\ce {Fe2O3}}$ ${\ce {Cr2O3}}$ ${\ce {MgO}}$ ${\ce {Cr2O3}}$

Caracteristici distinctive

Trăsăturile distinctive ale spinelelor cromate sunt culoarea neagră, linia maro , duritatea mare , nemagnetice (sau magnetice foarte slabe). O asociere caracteristică este cu olivina , piroxenii rombici și monoclinici sau produsele secundare ale acestora - serpentinita , talcul , actinolitul . Spre deosebire de magnetita , care este similară la microscop în lumină reflectată, crom-spinelele nu sunt gravate de niciun reactiv standard , în timp ce magnetita este ușor gravată cu concentrat . În lumina reflectată, magnezoferita este, de asemenea, foarte asemănătoare cu spinelele cromate, dar nu prezintă reflexii interne. ${\ce {HCl)}$

Testare de diagnosticare

Se descompune atunci când este fuzionat cu . În secțiuni lustruite și nu sunt gravate . Structura este dezvăluită atunci când mineralul este fiert timp de 30-60 de minute. În timpul gravării termice la 600–650°C timp de 5–8 minute într-un mediu oxidant, formează hematită . Ele nu se topesc în fața țevii. ${\ce {KHSO4}}$ ${\ce {HNO3, HCl, KCN, FeCl3, HgCl2)}$ ${\ce {KOH)}$ ${\ce {KClO3 + H2SO4}}$

Fiind în natură

Spinelurile cromate sunt destul de răspândite și asociate aproape exclusiv cu roci magmatice ultramafice . Duniții , harzburgiții și lherzoliții conțin de obicei spinele de crom accesorii și sunt, de asemenea, roci gazdă de minereuri de cromit. Spinelele cromate accesorii sunt cunoscute și în troctoliți . În rocile kimberlite din partea de nord-est a platformei siberiei ( regiunea Yakutsk ). De asemenea, găsit în meteoriți de piatră și fier . sub formă de incluziuni în troilit , precum și în intercreșteri cu olivină , troilită și schreibersite , spinelul de crom a fost găsit în probele de meteorit de fier Sikhote-Alin , în partea de silicat a meteoritului Okhanek.

Bazalții toleiitici ai vulcanilor Mauna Loa și Kilauea de pe insula Hawaii conțin xenocriste de olivină cu incluziuni de spinel de crom [1] .

Există două metode principale pentru formarea depozitelor de crom spinel.

Segregarea în procesele de protocristalizare a magmei ultramafice . În acest caz, spinelele accesorii de crom se formează în roci ultrabazice, acumulări schlieren și depozite sub formă de foi de minereuri de cromit diseminate. Un exemplu sunt zăcămintele complexului Bushveld din Africa de Sud .
Eliberarea magmei ultramafice din topiturile sedimentare este formarea principalelor zăcăminte industriale ale Uralilor și ale altor regiuni geosinclinale, care sunt caracterizate prin corpuri de minereu asemănătoare lentilelor, stâlpilor și venelor clar definite. Minereurile au o textură masivă sau dens diseminată. Depozitele de acest tip se găsesc în Albania , Bulgaria , Turcia , Pakistan și India . Corpuri colonare înclinate au fost instalate la depozitele Alapaevskoye, Verblyuzhyegorskoye și Severokempirsayskoye din Urali.

În timpul metamorfismului și redepoziției spinelelor de crom datorită serpentinizării, depozitele industriale nu se formează. Astfel de segregații de cromit sunt caracterizate prin prezența kemmereritei . Sub formă de boabe clastice, spinelele de crom se găsesc în rocile sedimentare marine de diferite vârste - boabe de nisip, pietriș , conglomerate ( Ural , Caucaz , Balcani ). Printre depozitele râului Opava din Cehoslovacia se remarcă placerii aluvionali . Sunt cunoscuți placerii de coastă-marin. Există acumulări deluviale și eluviale , de exemplu, în masivul Klyuchevskoy ( regiunea Sverdlovsk ) și masivul Kempirsai ( regiunea Aktobe ).

Achiziție artificială

Ele se formează în timpul fuziunii oxizilor corespunzători în prezența mineralizatorilor, în timpul cristalizării topiturii de silicați ale compoziției de periodit cu un anumit exces și un conținut mic de și ; la încălzire puternică într-un creuzet cu criolit . ${\ce {MgO}}$ ${\ce {Al2O3}}$ ${\ce {Cr2O3}}$ ${\ce {Cr2O3 + FeCl3}}$

Aplicație

Minerale de bază pentru obținerea cromului , compușii și aliajele acestuia; se folosesc minereuri care conțin mai mult de 40% . ${\ce {Cr2O3}}$

Minereurile de calitate scăzută sunt folosite pentru a face cărămizi refractare .

Note

↑ Makeev A. B., Lyutoev V. P., Vtorov I. P., Bryanchaninova N. I., Makavetskas A. R. Compoziție și spectroscopie a xenocristelor de olivină din bazalții toleiitici hawaiani // Uch. aplicația. Universitatea Kazan. Ser. natural ştiinţă. 2020. V. 162. Nr. 2. S. 253-273.

Literatură

Pavlov N.V. Compoziția chimică a crom-spinelului în legătură cu compoziția petrografică a rocilor intruzivi ultrabazici: Teză pentru gradul de candidat de științe geologice și mineralogice. M. , 1947.
Chukhrov F. V. Bonstedt-Kupletskaya. E. M. Minerale. Director. Problema 3. Oxizi complecși, titanați, niobați, tantalați, antimonați, hidroxizi. - Moscova: Nauka, 1967. - S. 81-88. — 676 p.