La cromita es un mineral cristalino compuesto principalmente de compuestos de óxido de hierro (II) y óxido de cromo (III) . Puede representarse mediante la fórmula química de FeCr 2 O 4 . Es un mineral de óxido perteneciente al grupo de las espinelas . El elemento magnesio puede sustituir al hierro en cantidades variables ya que forma una solución sólida con magnesiocromita (MgCr 2 O 4 ). [6] También puede producirse una sustitución del elemento aluminio , dando lugar a hercinita (FeAl 2 O 4 ). [7] Hoy en día, la cromita se extrae especialmente para fabricar acero inoxidable mediante la producción de ferrocromo (FeCr), que es una aleación de hierro y cromo. [8]
Los granos de cromita se encuentran comúnmente en grandes intrusiones ígneas máficas como Bushveld en Sudáfrica y la India. La cromita es de color negro hierro con brillo metálico , una veta marrón oscura y una dureza en la escala de Mohs de 5,5. [9]
Los minerales de cromita se encuentran principalmente en intrusiones ígneas máfico-ultramáficas y en ocasiones también se encuentran en rocas metamórficas . Los minerales de cromita se encuentran en formaciones estratificadas que pueden tener cientos de kilómetros de largo y unos pocos metros de espesor. [10] La cromita también es común en los meteoritos de hierro y se forma en asociación con silicatos y minerales de troilita . [11]
La composición química de la cromita se puede representar como FeCr 2 O 4 , con el hierro en el estado de oxidación +2 y el cromo en el estado de oxidación +3. [5] La cromita, cuando se presenta como mineral , o en forma masiva, se forma como agregados granulares finos. La estructura del mineral puede verse como laminar, con roturas a lo largo de planos de debilidad. La cromita también se puede presentar en sección delgada. Los granos que se ven en secciones delgadas están diseminados con cristales que van de euhédricos a subédricos . [12]
La cromita contiene Mg, hierro ferroso [Fe(II)], Al y trazas de Ti. [5] La cromita puede transformarse en diferentes minerales según las cantidades de cada elemento en el mineral. La cromita es parte del grupo de las espinelas , lo que significa que es capaz de formar una serie completa de soluciones sólidas con otros miembros del mismo grupo. Estos incluyen minerales como chenmingita (FeCr 2 O 4 ), xieita (FeCr 2 O 4 ), magnesiocromita (MgCr 2 O 4 ) y magnetita (Fe 2+ Fe 3+ 2 O 4 ). La chenmingita y la xieita son polimorfos de la cromita, mientras que la magnesiocromita y la magnetita son isoestructurales con la cromita. [5]
La cromita se presenta como cristales masivos y granulares y muy raramente como cristales octaédricos . La macla de este mineral se produce en el plano {III} como lo describe la ley de la espinela . [5]
Los granos de minerales son generalmente de tamaño pequeño. Sin embargo, se han encontrado granos de cromita de hasta 3 cm. Se ve que estos granos cristalizan en el líquido de un cuerpo de meteorito donde hay bajas cantidades de cromo y oxígeno. Los granos grandes están asociados con condiciones estables de sobresaturación vistas desde el cuerpo del meteorito. [11]
La cromita es un mineral importante para ayudar a determinar las condiciones en que se forman las rocas. Puede tener reacciones con diversos gases como CO y CO 2 . La reacción entre estos gases y los granos sólidos de cromita da como resultado la reducción de la cromita y permite la formación de aleaciones de hierro y cromo . También podría producirse una formación de carburos metálicos a partir de la interacción con la cromita y los gases. [13]
Se ve que la cromita se forma temprano en el proceso de cristalización . Esto permite que la cromita sea resistente a los efectos de alteración de las altas temperaturas y presiones que se observan en la serie metamórfica . Es capaz de progresar inalterado a través de la serie metamórfica . Otros minerales con menor resistencia se ven alterados en esta serie a minerales como la serpentina , la biotita y el granate . [14]
La cromita se encuentra como lentes ortoacumuladas en la peridotita del manto terrestre . También ocurre en rocas intrusivas ultramáficas estratificadas . [15] Además, se encuentra en rocas metamórficas como algunas serpentinitas . Se forman depósitos minerales de cromita a medida que el magmático temprano se diferencia. Se asocia comúnmente con olivino , magnetita , serpentina y corindón . [16] El vasto Complejo Ígneo Bushveld de Sudáfrica es un gran cuerpo ígneo máfico a ultramáfico en capas con algunas capas que consisten en un 90% de cromita, formando el tipo de roca rara cromitita (cf. cromita el mineral y cromitita, una roca que contiene cromita). [17] El complejo ígneo de Stillwater en Montana también contiene una cantidad significativa de cromita. [3]
La cromita apta para la minería comercial se encuentra sólo en un puñado de depósitos muy importantes. Hay 2 tipos principales de depósitos de cromita: depósitos estratiformes y depósitos podiformes. Los depósitos estratiformes en intrusiones estratificadas son la principal fuente de recursos de cromita y se encuentran en Sudáfrica , Canadá , Finlandia y Madagascar . Los recursos de cromita procedentes de depósitos podiformes se encuentran principalmente en Kazajstán , Turquía y Albania . Zimbabwe es el único país que contiene reservas notables de cromita en depósitos estratiformes y podiformes. [18]
Los depósitos estratiformes se forman como grandes cuerpos en forma de láminas, generalmente formados en complejos ígneos máficos a ultramáficos en capas. Este tipo de yacimiento se utiliza para obtener el 98% de las reservas mundiales de cromita. [19]
Los depósitos estratiformes suelen ser de edad precámbrica y se encuentran en cratones . Las provincias ígneas máficas a ultramáficas en las que se forman estos depósitos probablemente se introdujeron en la corteza continental , que puede haber contenido granitos o gneises . Las formas de estas intrusiones se describen como tabulares o en forma de embudo. Las intrusiones tabulares se colocaron en forma de alféizares y las capas de estas intrusiones eran paralelas. Se pueden ver ejemplos de estas intrusiones tabulares en el Complejo Ígneo de Stillwater y en el Río Bird . Se ve que las intrusiones en forma de embudo se hunden hacia el centro de la intrusión. Esto le da a las capas de esta intrusión una formación sinclinal . Ejemplos de este tipo de intrusión se pueden ver en el Complejo Ígneo de Bushveld y el Gran Dique . [19]
La cromita se puede ver en depósitos estratiformes como múltiples capas que consisten en cromitita . Los espesores de estas capas oscilan entre 1 cm y 1 m. Las profundidades laterales pueden alcanzar longitudes de 70 km. La cromitita es la roca principal en estas capas, de la cual entre un 50% y un 95% está compuesta de cromita y el resto está compuesta de olivino , ortopiroxeno , plagioclasa , clinopiroxeno y los diversos productos de alteración de estos minerales. Una indicación de agua en el magma está determinada por la presencia de mica marrón . [19]
Se observa que ocurren depósitos podiformes dentro de las secuencias de ofiolita . La estratigrafía de la secuencia de ofiolitas es sedimentos de aguas profundas, lavas almohadilladas , diques laminares , gabros y tectonitas ultramáficas . [19]
Estos depósitos se encuentran en rocas ultramáficas, sobre todo en tectonitas. Se puede observar que la abundancia de depósitos podiformes aumenta hacia la cima de las tectonitas. [19]
Los depósitos podiformes tienen forma irregular. "Pod" es un término dado por los geólogos para expresar la morfología incierta de este depósito. Este depósito muestra una foliación paralela a la foliación de la roca huésped. Los depósitos podiformes se describen como discordantes, subconcordantes y concordantes. La cromita en los depósitos podiformes se forma como granos anédricos . Los minerales que se ven en este tipo de depósito tienen una textura nodular y son nódulos sueltos con un rango de tamaño de 5 a 20 mm. Otros minerales que se observan en depósitos podiformes son olivino , ortopiroxeno , clinopiroxeno , pargasita , námica , albita y jadeíta . [19]
El cromo extraído de la cromita se utiliza a gran escala en muchas industrias, incluidas la metalurgia, la galvanoplastia, las pinturas, el curtido y la producción de papel. La contaminación ambiental con cromo hexavalente es una importante preocupación para la salud y el medio ambiente. El cromo es más estable en su forma trivalente (Cr(III)), que se observa en compuestos estables como los minerales naturales. Cr (III) es un nutriente esencial, necesario para el metabolismo de lípidos y glucosa en animales y humanos. En contraste, la segunda forma más estable, el cromo hexavalente (Cr(VI)), generalmente se produce a través de la actividad humana y rara vez se ve en la naturaleza (como en la crocoita ), y es un carcinógeno altamente tóxico que puede matar animales y humanos si se ingiere en grandes dosis. [20]
Efectos en la salud
Cuando se extrae mineral de cromita , su objetivo es la producción de ferrocromo y produce un concentrado de cromita con una alta proporción de cromo a hierro. [21] También se puede triturar y procesar. El concentrado de cromita, cuando se combina con un reductor como carbón o coque y un horno de alta temperatura, puede producir ferrocromo . El ferrocromo es un tipo de ferroaleación que es una aleación entre cromo y hierro. Esta ferroaleación, así como el concentrado de cromita , pueden presentar diversos efectos sobre la salud. La introducción de un enfoque de control definitivo y distintas técnicas de mitigación puede resultar importante para la seguridad de la salud humana. [22]
Cuando el mineral de cromita se expone a las condiciones de la superficie, puede ocurrir erosión y oxidación . El elemento cromo es más abundante en la cromita en forma trivalente (Cr-III). Cuando el mineral de cromita se expone a condiciones aéreas, el Cr-III se puede convertir en Cr-VI , que es el estado hexavalente del cromo. El Cr-VI se produce a partir del Cr-III mediante molienda en seco o trituración del mineral. Esto se debe a la humedad del proceso de molienda así como a la atmósfera en la que se lleva a cabo la molienda. Un ambiente húmedo y una atmósfera no oxigenada son condiciones ideales para producir menos Cr-VI, mientras que se sabe que lo contrario crea más Cr-VI. [23]
Se observa que la producción de ferrocromo emite contaminantes al aire como óxidos de nitrógeno , óxidos de carbono y óxidos de azufre , así como partículas de polvo con una alta concentración de metales pesados como cromo , zinc , plomo , níquel y cadmio . Durante la fundición a alta temperatura del mineral de cromita para producir ferrocromo , el Cr-III se convierte en Cr-VI. Al igual que el mineral de cromita, el ferrocromo se muele y, por tanto, produce Cr-VI. Por tanto, el Cr-VI se introduce en el polvo cuando se produce el ferrocromo . Esto introduce riesgos para la salud, como la posibilidad de inhalación y lixiviación de toxinas al medio ambiente. La exposición humana al cromo es por ingestión, contacto con la piel e inhalación. El cromo III y VI se acumulará en los tejidos de humanos y animales. La excreción de este tipo de cromo del cuerpo tiende a ser muy lenta, lo que significa que décadas después se pueden observar concentraciones elevadas de cromo en los tejidos humanos. [23]
Efectos ambientales
La minería de cromita, la producción de cromo y ferrocromo pueden afectar tóxicamente al medio ambiente. [23] La extracción de cromita es necesaria cuando se trata de la producción de productos económicos . [24]
Como resultado de la lixiviación de suelos y la descarga explícita de actividades industriales, la erosión de las rocas que contienen cromo ingresarán a la columna de agua. La ruta de absorción del cromo en las plantas aún es ambigua, pero debido a que es un elemento no esencial, el cromo no tendrá un mecanismo distinto para esa absorción que sea independiente de la especiación del cromo. [25] Los estudios de plantas han demostrado que los efectos tóxicos del cromo en las plantas incluyen cosas como marchitez, hojas estrechas, crecimiento retrasado o reducido, disminución en la producción de clorofila , daño a las membranas de las raíces, sistemas de raíces pequeñas, muerte y muchos más. [23] La estructura del cromo es similar a la de otros elementos esenciales, lo que significa que puede afectar la nutrición mineral de las plantas. [25]
Durante las actividades industriales y la producción, cosas como los sedimentos, el agua, el suelo y el aire se contaminan y contaminan con cromo. El cromo hexavalente tiene impactos negativos sobre la ecología del suelo porque disminuye la presencia, función y diversidad de los microorganismos del suelo. [23] Las concentraciones de cromo en el suelo se diversifican dependiendo de las diferentes composiciones de los sedimentos y rocas que componen el suelo. El cromo presente en el suelo es una mezcla de Cr(VI) y Cr(III). [25] Ciertos tipos de cromo, como el cromo VI , tienen la capacidad de pasar a las células de los organismos. Las partículas de polvo de las operaciones industriales y las aguas residuales industriales contaminan y contaminan las aguas superficiales, las aguas subterráneas y los suelos. [23]
En ambientes acuáticos, el cromo podría experimentar cosas como disolución , sorción , precipitación , oxidación , reducción y desorción . [25] En los ecosistemas acuáticos, el cromo se bioacumula en invertebrados, plantas acuáticas, peces y algas. Estos efectos tóxicos funcionarán de manera diferente porque factores como el sexo, el tamaño y la etapa de desarrollo de un organismo pueden variar. Cosas como la temperatura del agua, su alcalinidad, salinidad, pH y otros contaminantes también afectarán estos efectos tóxicos en los organismos. [23]
Las pruebas toxicológicas realizadas en laboratorios con ratas y ratones proporcionan información sobre las dosis de cromo en los alimentos o el agua que producen problemas de salud en los mamíferos, como daños reproductivos, reducción del crecimiento y la supervivencia, cambios de comportamiento y cáncer. [23]
El cromo es fundamental para la buena salud, ya que cantidades suficientes deberían ayudar con la intolerancia a la glucosa en los seres humanos. [26] Los estudios demostraron que los suplementos de cromo pueden ser beneficiosos para las personas con resistencia a la insulina y diabetes tipo dos . El cromo reduce los niveles de glucosa y mejora la sensibilidad a la insulina. Algunos estudios también demostraron que el cromo puede ayudar con el síndrome de ovario poliquístico (SOP). [27] Excelentes fuentes dietéticas incluyen cosas como el germen de trigo, el brócoli, las vísceras y los champiñones. [26]
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La cromita se puede utilizar como material refractario porque tiene una alta estabilidad al calor . [28] El cromo extraído de la cromita se utiliza en cromado y aleaciones para la producción de superaleaciones resistentes a la corrosión , nicromo y acero inoxidable . El cromo se utiliza como pigmento para vidrio, esmaltes y pinturas, y como agente oxidante para curtir cuero. [29] También se utiliza a veces como piedra preciosa . [30]
Generalmente conocido como cromo, es un metal industrial muy esencial. Es duro y resistente a la corrosión. Se utiliza para cosas como aleaciones no ferrosas, la producción de acero inoxidable, productos químicos que procesan el cuero y la creación de pigmentos. El acero inoxidable suele contener alrededor del 18 por ciento de cromo. El cromo del acero inoxidable es el material que se endurece haciéndolo resistente a la corrosión. [26]
La mayoría de las molduras de automóviles brillantes están cromadas. Las superaleaciones que contienen cromo permiten que los motores a reacción funcionen bajo estrés elevado, en un ambiente químicamente oxidante y en situaciones de alta temperatura. [26]
Los gres porcelánico suelen producirse con muchos colores y pigmentaciones diferentes . El contribuyente habitual al color en el gres porcelánico de cocción rápida es el negro (Fe,Cr).
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3pigmento, que es bastante caro y es sintético . La cromita natural permite una pigmentación alternativa económica e inorgánica a la costosa (Fe,Cr)
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3y permite que la microestructura y propiedades mecánicas de las baldosas no se alteren o modifiquen sustancialmente cuando se introducen. [31]
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