Месторождения черных металлов. Марганец и хром. Месторождения хрома
Месторождения хрома Cr Промышленные типы месторождений черных
Месторождения хрома (Cr)
Промышленные типы месторождений черных металлов • Железо • Марганец • Хром • Титан
Геохимические особенности хрома.
Серия Класс Типы Магмат 1. Ликвационный - Магма при её охлаждении может а) сульфидные медно-никелевые в основных и ультраосновных комплексах; ическая распадаться на две несмешивающиеся жидкости, одна из б) хромитовые, титаномагнетитовыс и руды которых состоит из вещества полезных ископаемых элементов платиновой группы в расслоенных (сернистые соединения металлов). Такой процесс называется ультраосновных комплексах; в) редкие, редкоземельные и рассеянные ликвацией; он приводит к возникновению ликвационных элементы в щелочных комплексах месторождений. 2. Раннемагматический - Ценные минералы при раскристаллизации магмы могут выделиться ранее других, погрузиться на дно магматического резервуара и сформировать залежи раннемагматических месторождений (аккумулятивных, или сегрегационных месторождений). К ним принадлежат некоторые сравнительно небольшие месторождения руд хрома, титана и железа. Оригинальными раннемагматическими образованиями являются трубки кимберлитов Сибири и Южной Африки, состоящие из застывшей магмы ультраосновного состава (кимберлита), содержащей выделившиеся на ранней стадии её остывания кристаллы алмазов. 3. Позднемагматичесский - В магмах, богатых газом, при их раскристаллизации вещество полезного ископаемого может сконцентрироваться в легкоплавком остаточном расплаве и при последующем отвердевании образовать позднемагматические месторождения (гистеромагматические, или фузивные месторождения). Среди них известны месторождения титаномагнетита типа горы Качканар на Урале, хромитов Южного Урала, апатитов Кольского полуострова, тантала, ниобия и редкоземельных элементов. Магматические горные породы, алмазоносные кимберлиты и лампроиты. месторождения руд хрома, титана и железа. Хромитовые, титаномагнетитовыс и апатит-нефелиновые
• Промышленные типы месторождений хрома • Промышленное значение имеют месторождения 1) раннемагматического генезиса, 2) познемагматического генезиса; 3) россыпные месторождения несущественны. • Раннемагматические месторождения • Находятся на платформах в нижних горизонтах расслоенных массивов основного-ультраосновного составов, сложенных дунитами, перидотитами, пироксенитами, анортозитами. • Рудные тела представлены серией маломощных параллельных хромитовых пластов, мощностью от нескольких сантиметров до нескольких метров. Хромитовые пласты имеют длину до нескольких десятков километров. Руды массивные, густовкрапленные, среднехромистые огнеупорные. • Нерудные минералы оливин, серпентин, пироксены. Месторождения – Бушвельд (ЮАР), Великая Дайка (Зимбабве).
• Промышленные типы месторождений хрома • Промышленное значение имеют месторождения 1) раннемагматического генезиса, 2) познемагматического генезиса; 3) россыпные месторождения несущественны. • Позднемагматические месторождения Залегают среди серпентинизированных дунитов и перидотитов и приурочены к геосинклинальным областям (складчатым). Рудные тела имеют форму линз, столбов и жилообразную. Они сложены крупнозернистыми, массивными и густовкрапленными хромитами. Мощность рудных тел до 250 м, протяженность – до 1500 м, ширина до 330 м. Руды высокохромистые металлургических, химических и огнеупорных. Месторождения в Казахстане (Южно-Кемпирсайское), России (Сарановское), Турции (Гулеман).
present5.com
Кемпирсайское месторождение хрома | Ископаемые минералы
Кемпирсайское месторождение хрома (точнее, группа месторождений) расположено в Актюбинской обл. Казахстана. Оно связано с крупным массивом ультрамафитов, длина которого в северо-северозападном направлении 70 км, ширина 10—20 км.
Форма массива приближается к лакколиту с выпуклой волнистой поверхностью. Массив находится вблизи регионального глубинного разлома, отделяющего антиклинорий Уралтау от Магнитогорского синклинория, и приурочен к восточному крылу антиклинория. Среди вмещающих пород отмечаются серицит-хлорит-кварцевые, графитисто-кремнистые и другие, кристаллические сланцы верхнего протерозоя, эффузивные основные и кислые породы, туфы и туфопесчаники и кремнистые сланцы ордовика, песчаники, гравелиты, конгломераты, алевролиты зилаирской свиты карбона—девона. На размытой поверхности массива залегают опоки и пески верхнего мела и палеогена.
С корой выветривания массива связаны месторождения никеля. Массив слагается в основном гарцбургитами и в меньшей мере дунитами. С массивом связано 160 участков хромитового оруденения, 17 из которых относятся к категории промышленных месторождений. Но главные запасы сосредоточены только на двух месторождениях. В пределах площади выходов ультрамафитов выделяют Главное рудное поле, включающее все разведанные запасы хрома массива. Хромитовые тела Главного рудного поля приурочены к висячему эндоконтакту дупитов, которые на современном эрозионном срезе формируют две полосы, называемые Западной и Восточной рудоносными зонами (рис. 55). Это сложные линзы, штоки, жилы, пластообразные тела, шлиры. Мощность залежей — от первых метров до 230 м, длина от десятков метров до 1500 м. Руды массивные, густо-, средне- и убоговкрапленные. Последние представляют резерв будущего.
По структуре руды хрома в основном мелко- среднезернистые, размер зерен хромита от долей миллиметра до 2 мм. Подчиненное значение имеют нодулярные руды, размеры нодулей 10—15 мм, форма — трехосные эллипсоиды. Руды сложены хромитом, оливином, серпентином. Местами появляются хромдиолсид и хромактинолит, хромовые хлориты (родохром и кеммерерит), уваровит, брусит, магнетит. В рудных телах ведущую роль играют густовкрапленные руды, содержащие 50% Сr3Оз, причем в хромшпинелиде Сr20з 62%. Это в основном магнохромит, но есть и хромпикотит. В пределах массива известны участки оруденения с высокоглиноземистыми хромшпинелидами (например, Бурановское месторождение, в хромшпинелидах которого Сг20з 32—37%—алюмохромит) .
Верхние части хромитовых залежей до 10—15 м подверглись выветриванию, что привело к выщелачиванию силикатов, увеличению пористости, т. е. способствовало улучшению качества руд.
geomineral.ru
Бушвельдское месторождение хрома | Ископаемые минералы
Бушвельдское месторождение хрома находится на северо-востоке ЮАР и связано с огромным лополитом, длина которого с запада на восток 450 км, а ширина 250 км. Лополит слагается производными основной магмы и состоит из зон норитов, габбро, анортозитов, пироксенита, перидотитов, диоритов, дунитов, гранитов и др. Граниты прорывают Основные породы и располагаются также в верхней части лополита. Массив относится к стратифицированным интрузивам.
В пределах массива выделяют ряд зон общей мощностью свыше 8 км. Наиболее расслоена так называемая «критическая» зона мощностью 1 км, расположенная между Базальной (до 1,5 км) и Главной зонами (3—5 км). Хромитовые залежи встречаются в верхах Базальной зоны, но наиболее крупные из них приурочены к Критической, которая начинается с пласта хромитов Стилпоорт и заканчивается особым горизонтом, названным рифом Меренского.
Пласты различных пород падают внутрь массива в основном под углами 10—15°; в зоне боковых контактов углы падения увеличиваются до 30°. Вмещают лополит породы Трансваальской системы, представленные кварцитами, глинистыми сланцами, доломитами, лептитами, андезитами, туфами и другими, осадочными метаморфизованными, эффузивными и эффузивно-осадочными породами, инъецированными силлами диабазов. Трансваальская система предположительно относится к докембрийским образованиям.
В массиве установлены 27 хромитовых пластов (рис. 54) сравнительно небольшой мощностью (от первых дециметров до 1 м, редко 4 м). Например, мощность Стилпоортского пласта 1,37—1,46 м, но протягивается он на 77 км, и содержит не менее 0,5 млрд, т хромитов. Если руды рассматривать как металлургические, то их качество низкое, но вполне приемлемое для огнеупорной промышленности. В горизонте рифа Меренского содержатся огромные запасы платины, связанные с маломощным слоем (0,6—0,75 м) платиноносных хромитов. С платиноидами ассоциируют сульфиды (главным образом меди, а также железа и никеля). Платина представлена ферроплатиной, сульфидами, арсенидами и сульфоарсенидами. Наблюдаются палладий, рутений, родий, иридий и осмий, а также золото. Платина встречается и в дунитовых трубках, рассекающих Бушвельдский интрузив в районе восточного контакта.
В массиве установлены отдельные горизонты, обогащенные ильменитом, магнетитом. В зоне выветривания перидотитов массива находятся месторождения магнезита. С бушвельдскими гранитоидами связаны месторождения флюорита и олова.
geomineral.ru
Месторождения черных металлов. Марганец и хром
В числе полезных ископаемых Российской Федерации находятся 16 месторождений марганцевых руд: в Северо-Западном федеральном округе — 1 (Республика Коми), в Уральском — 9 (Свердловская область), в Сибирском — 4 (Кемеровская область — 2, Иркутская — 1, Читинская — 1) и в Дальневосточном — 2 (Еврейская автономная область). В целом по России балансовые запасы марганцевых руд составили 159,0 млн т (на 1 января 2004 г.).
Марганцевые руды в России характеризуются низким качеством. Среднее содержание марганца в них составляет 20 %, тогда как в других странах оно достигает 40–50 %. Большая часть месторождений относится к мелким с запасами от 0,5 до 12 млн т, в современных условиях они практически не разрабатываются. Основной объем балансовых запасов — 98,5 млн т (64 %) сосредоточен на крупном Усинском месторождении в Кемеровской области, которое относится к резервным. Прогнозные ресурсы марганцевых руд — 841 млн т (Сибирь — 40 %, Дальний Восток — 30%, Урал — 18%, центральная часть страны — 12 %). Крупным объектом является Порожинское месторождение (Красноярский край) с запасами оксидных марганцевых руд по категориям C1 + C2 — 78 млн т и карбонатных руд — 75 млн т. Это месторождение способно обеспечить до 30–50 % потребности российского рынка в марганце.
В начале 2003 г. добыча маргацевых руд составляла 67 тыс. т. Разрабатываются три месторождения: Парнокское в Республике Коми (15 тыс. т), Дурновское в Кемеровской области (6 тыс. т) и Громовское в Читинской области (31 тыс. т). До 1992 г. в России марганцевые концентраты не производились. Для обеспечения металлургической промышленности марганцем Россия импортирует значительное количество марганцевых концентратов и сплавов, в основном из стран СНГ (Казахстан, Украина). Предполагается, что к 2010 г. потребление марганцевой продукции вырастет на 30 %. Обеспеченность металлургического комплекса России собственным марганцевым сырьем при ежегодной добыче 5 млн т в новом столетии составит 62 года, в том числе рентабельными — 43 года и нерентабельными — 18 лет.
Перспективы обеспечения промышленности России марганцем связаны также с планируемой разработкой железо-марганцевых конкреций со дна восточной части Финского залива.
В Российской Федерации учтено пять месторождений хромовых руд — в Северо-Западном федеральном округе — 1 (Мурманская область), в Приволжском — 4 (Пермский край — 3 и Оренбургская область — 1). Кроме того, на разрабатываемом собственно бокситовом Иксинском месторождении (Архангельская область) учтены запасы триоксида хрома в количестве 3,0 тыс. т.
В целом по России балансовые разведанные запасы хромовых руд на 1 января 2003 г. составили 16,2 млн т. Размещены балансовые запасы на четырех месторождениях: 48 % запасов на Главном Сарановском, 1,4 % на Сарановской группе россыпей, 40,8 % на подготавливаемом к освоению Южно-Сарановском (Приволжский федеральный округ, Пермская группа). Прогнозные ресурсы хромовых руд — 486 млн т., из них категории С2 — 60,7 млн т (Карело-Кольский и Полярно-Уральский регионы).
В 2003 г. добыто хромовых руд 167 тыс. т., из них: 28 тыс. т в Мурманской области, 76 тыс. т — в Пермской области (в настоящее время Пермский край), 21 тыс. т — в Свердловской и 87 тыс. т — в Челябинской областях. Обеспеченность запасами эксплуатируемых месторождений хромовых руд составляет 29 лет, а всеми активными запасами — 47,5 лет.
geographyofrussia.com
Реферат Хром
скачатьРеферат на тему:
План:
- Введение
- 1 История
- 2 Происхождение названия
- 3 Нахождение в природе
- 3.1 Месторождения
- 4 Геохимия и минералогия
- 5 Получение
- 6 Физические и химические свойства
- 7 Применение
- 8 Биологическая роль и физиологическое действие
- 9 Интересные факты Примечания
Введение
Для термина «Chrome» см. другие значения.
Хром — элемент побочной подгруппы шестой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 24. Обозначается символом Cr (лат. Chromium). Простое вещество хром (CAS-номер: 7440-47-3) — твёрдый металл голубовато-белого цвета.
1. История
В 1766 году в окрестностях Екатеринбурга был обнаружен минерал, который получил название «сибирский красный свинец», PbCrO4. Современное название — крокоит. В 1797 французский химик Л. Н. Воклен выделил из него новый тугоплавкий металл (скорее всего Воклен получил карбид хрома).
2. Происхождение названия
Название элемент получил от греч. χρῶμα — цвет, краска — из-за разнообразия окраски своих соединений.
3. Нахождение в природе
Хром является довольно распространённым элементом (0,02 масс. долей, %). Основные соединения хрома — хромистый железняк (хромит) FeO·Cr2O3. Вторым по значимости минералом является крокоит PbCrO4.
3.1. Месторождения
Самые большие месторождения хрома находятся в ЮАР (1 место в мире), Казахстане, России, Зимбабве, Мадагаскаре. Также есть месторождения на территории Турции, Индии, Армении[2], Бразилии, на Филиппинах[3].
Главные месторождения хромовых руд в РФ известны на Урале (Донские и Сарановское).
Разведанные запасы в Казахстане составляют свыше 350 миллионов тонн (2 место в мире)[3].
4. Геохимия и минералогия
Среднее содержание хрома в различных изверженных породах резко непостоянно. В ультраосновных породах (перидотитах) оно достигает 2 кг/т, в основных породах (базальтах и др.) — 200 г/т, а в гранитах десятки г/т. Кларк хрома в земной коре 83 г/т. Он является типичным литофильным элементом и почти весь заключен в минералах типа хромшпинелидов. Хром вместе с железом, титаном, никелем, ванадием и марганцем составляют одно геохимическое семейство.
Различают три основных минерала хрома: магнохромит (Mn, Fe)Cr2O4, хромпикотит (Mg, Fe)(Cr, Al)2O4 и алюмохромит (Fe, Mg)(Cr, Al)2O4. По внешнему виду они неразличимы и их неточно называют «хромиты». Состав их изменчив:
- Cr2O3 18—62 %,
- FeO 1—18 %,
- MgO 5—16 %,
- Al2O3 0,2 — 0,4 (до 33 %),
- Fe2O3 2 — 30 %,
- примеси TiO2 до 2 %,
- V2O5 до 0,2 %,
- ZnO до 5 %,
- MnO до 1 %; присутствуют также Co, Ni и др.
Собственно хромит, то есть FeCr2O4 сравнительно редок. Помимо различных хромитов, хром входит в состав ряда других минералов — хромовой слюды (фуксита), хромового хлорита, хромвезувиана, хромдиопсида, хромтурмалина, хромового граната (уваровита) и др., которые нередко сопровождают руды, но сами промышленного значения не имеют. В экзогенных условиях хром, как и железо, мигрирует в виде взвесей и может накапливаться в глинах. Наиболее подвижной формой являются хроматы.
5. Получение
Хром встречается в природе в основном в виде хромистого железняка Fe(CrO2)2 (хромит железа). Из него получают феррохром восстановлением в электропечах коксом (углеродом):
FeO · Cr2O3 + 4C → Fe + 2Cr + 4CO↑Феррохром применяют для производства легированных сталей.
Чтобы получить чистый хром, реакцию ведут следующим образом:
1) сплавляют хромит железа с карбонатом натрия (кальцинированная сода) на воздухе:
4Fe(CrO2)2 + 8Na2CO3 + 7O2 → 8Na2CrO4 + 2Fe2O3 + 8CO2↑
2) растворяют хромат натрия и отделяют его от оксида железа;
3) переводят хромат в дихромат, подкисляя раствор и выкристаллизовывая дихромат;
4) получают чистый оксид хрома восстановлением дихромата углём:
Na2Cr2O7 + 2C → Cr2O3 + Na2CO3 + CO↑5) с помощью алюминотермии получают металлический хром:
Cr2O3+ 2Al → Al2O3 + 2Cr + 130 ккал6) с помощью электролиза получают электролитический хром из раствора хромового ангидрида в воде, содержащего добавку серной кислоты. При этом на катодах совершаются в основном 3 процесса:
- восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного с переходом его в раствор;
- разряд ионов водорода с выделением газообразного водорода;
- разряд ионов, содержащих шестивалентный хром, с осаждением металлического хрома;
6. Физические и химические свойства
В свободном виде — голубовато-белый металл с кубической объемно-центрированной решеткой, а = 0,28845 нм. При температуре 39 °C переходит из парамагнитного состояния в антиферромагнитное (точка Нееля).
Хром (с примесями) является одним из самых твердых металлов, уступая лишь Вольфраму (твердость по шкале Мооса 8.5). Очень чистый хром достаточно хорошо поддаётся механической обработке.
Устойчив на воздухе. При 2000 °C сгорает с образованием зелёного оксида хрома(III) Cr2O3, обладающего амфотерными свойствами. Сплавляя Cr2O3 со щелочами получают хромиты:
Cr2O3 + 2NaOH → 2NaCrO2 + h3O.Непрокаленный оксид хрома(III) легко растворяется в щелочных растворах и в кислотах:
Cr2O3 + 6HCl → 2CrCl3 + 3Н2О.При термическом разложении карбонила хрома Cr(СО)6 получают красный основной оксид хрома(II) CrO. Коричневый или желтый гидроксид Cr(OH)2 со слабоосновными свойствами осаждается при добавлении щелочей к растворам солей хрома(II).
При осторожном разложении оксида хрома(VI) CrO3 в гидротермальных условиях получают оксид хрома(IV) CrO2, который является ферромагнетиком и обладает металлической проводимостью.
При взаимодействии концентрированной серной кислоты с растворами дихроматов образуются красные или фиолетово-красные кристаллы оксида хрома(VI) CrO3. Типичный кислотный оксид, при взаимодействии с водой он образует сильные неустойчивые хромовые кислоты: хромовую h3CrO4, дихромовую h3Cr2O7 и другие изополикислоты с общей формулой h3CrnO3n+1. Увеличение степени полимеризации происходит с уменьшением рН, то есть увеличением кислотности:
2K2CrO4 + h3SO4 → K2Cr2O7 + K2SO4 + Н2О.Но если к оранжевому раствору K2Cr2O7 прилить раствор щёлочи, как окраска вновь переходит в жёлтую так как снова образуется хромат калия K2CrO4:
K2Cr2O7 + 2KOH → 2K2CrO4 + Н2О.При этом до высокой степени полимеризации, как это происходит у вольфрама и молибдена, не доходит, так как полихромовая кислота распадается на оксид хрома(VI) и воду:
h3CrnO3n+1 → h3О + nCrO3Известны галогениды, соответствующие разным степеням окисления хрома. Синтезированы дигалогениды хрома CrF2, CrCl2, CrBr2 и CrI2 и тригалогениды CrF3, CrCl3, CrBr3 и CrI3. Однако, в отличие от аналогичных соединений алюминия и железа, трихлорид CrCl3 и трибромид CrBr3 хрома нелетучи.
Среди тетрагалогенидов хрома устойчив CrF4, тетрахлорид хрома CrCl4 существует только в парах. Известен гексафторид хрома CrF6.
Получены и охарактеризованы оксигалогениды хрома CrO2F2 и CrO2Cl2.
Синтезированы соединения хрома с бором (бориды Cr2B, CrB, Cr3B4, CrB2, CrB4 и Cr5B3), с углеродом (карбиды Cr23C6, Cr7C3 и Cr3C2), c кремнием (силициды Cr3Si, Cr5Si3 и CrSi) и азотом (нитриды CrN и Cr2N).
В растворах наиболее устойчивы соединения хрома(III). В этой степени окисления хрому соответствуют как катионная форма, так и анионные формы, например, существующий в щелочной среде анион [Cr(OH)6]3−.
При окислении соединений хрома(III) в щелочной среде образуются соединения хрома(VI):
2Na3[Cr(OH)6] + 3h3O2 → 2Na2CrO4 + 2NaOH + 8h3O.При добавлении к жёлтому раствору, содержащему хромат-ионы, раствора соли бария выпадает жёлтый осадок хромата бария BaCrO4:
Ba2+ + CrO42− → BaCrO4↓.Соединения хрома(VI) — сильные окислители, например:
K2Cr2O7 + 14HCl → 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2↑ + 7h3O.7. Применение
Хром — важный компонент во многих легированных сталях (в частности, нержавеющих), а также и в ряде других сплавов. Используется в качестве износоустойчивых и красивых гальванических покрытий (хромирование). Хром применяется для производства сплавов: хром-30 и хром-90, незаменимых для производства сопел мощных плазмотронов и в авиакосмической промышленности.
8. Биологическая роль и физиологическое действие
Хром — один из биогенных элементов, постоянно входит в состав тканей растений и животных. У животных хром участвует в обмене липидов, белков (входит в состав фермента трипсина), углеводов. Снижение содержания хрома в пище и крови приводит к уменьшению скорости роста, увеличению холестерина в крови.
В чистом виде хром довольно токсичен, металлическая пыль хрома раздражает ткани лёгких. Соединения хрома(III) вызывают дерматиты. Соединения хрома(VI) приводят к разным заболеваниям человека, в том числе и онкологическим. ПДК хрома(VI) в атмосферном воздухе 0,0015 мг/м³.
9. Интересные факты
Хром является самым твердым металлом из чистых металлов (без примесей)[4].
Примечания
- Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Большая Российская энциклопедия, 1999. — Т. 5. — С. 308.
- статья «Минеральные ресурсы» - www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/tehnologiya_i_promyshlennost/MINERALNIE_RESURSI.html. Энциклопедия «Кругосвет».
- ↑ 12 ХРОМ | Онлайн Энциклопедия Кругосвет - www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/HROM.html
- Книга рекордов Гиннесса для химических веществ - www.chemister.pp.ru/Chemie/records.htm
wreferat.baza-referat.ru
