Cromita

La cromita es un mineral cristalino compuesto principalmente de óxido de hierro(II) y óxido de cromo(III) . Se puede representar mediante la fórmula química Fe Cr 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 la magnesiocromita ( Mg Cr ₂ O ₄ ). ^{[ 6 ]} También puede ocurrir la sustitución del elemento aluminio , dando lugar a la hercinita ( Fe Al ₂ O ₄ ). ^{[ 7 ]} Actualmente, la cromita se extrae principalmente para la fabricación de acero inoxidable mediante la producción de ferrocromo ( Fe Cr ), que es una aleación de hierro y cromo. ^{[ 8 ]}

Los granos de cromita se encuentran comúnmente en grandes intrusiones ígneas máficas, como las del Bushveld en Sudáfrica e India. La cromita es de color negro hierro con brillo metálico, una raya marrón oscura y una dureza de 5,5 en la escala de Mohs . ^{[ 9 ]}

Los minerales de cromita se encuentran principalmente en intrusiones ígneas máficas-ultramáficas y también, en ocasiones, en rocas metamórficas . Estos minerales se presentan en formaciones estratificadas que pueden tener cientos de kilómetros de longitud y unos pocos metros de espesor. ^{[ 10 ]} La cromita también es común en meteoritos de hierro y se forma asociada con silicatos y minerales de troilita . ^{[ 11 ]}

La cromita se encuentra como lentes ortocumuladas en peridotita del manto terrestre . También se presenta en rocas intrusivas ultramáficas estratificadas . ^{[ 15 ]} Además, se encuentra en rocas metamórficas como algunas serpentinitas . Los depósitos de mineral de cromita se forman como diferenciados magmáticos tempranos. Se asocia comúnmente con olivino , magnetita , serpentina y corindón . ^{[ 16 ]} El vasto Complejo Ígneo de Bushveld en Sudáfrica es un gran cuerpo ígneo estratificado máfico a ultramáfico con algunas capas que consisten en un 90 % de cromita, formando el raro tipo de roca cromitita (cf. cromita el mineral y cromitita, una roca que contiene cromita). ^{[ 17 ]} El Complejo Ígneo de Stillwater en Montana también contiene cromita significativa. ^{[ 3 ]}

La cromita apta para la minería comercial se encuentra en solo un puñado de yacimientos muy importantes. Existen dos tipos principales de yacimientos de cromita: estratiformes y podiformes. Los yacimientos 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 de los yacimientos podiformes se encuentran principalmente en Kazajistán , Turquía y Albania . Zimbabue es el único país que posee reservas notables de cromita tanto en yacimientos estratiformes como podiformes. ^{[ 18 ]}

El cromo extraído de la cromita se utiliza a gran escala en numerosas industrias, como la metalurgia, la galvanoplastia, las pinturas, el curtido y la producción de papel. La contaminación ambiental por cromo hexavalente representa una importante preocupación para la salud y el medio ambiente. El cromo es más estable en su forma trivalente (Cr(III)), presente en compuestos estables como los minerales naturales. El Cr(III) es un nutriente esencial, necesario para el metabolismo de los lípidos y la glucosa en animales y humanos. En cambio, la segunda forma más estable, el cromo hexavalente (Cr(VI)), se produce generalmente por la actividad humana y rara vez se encuentra en la naturaleza (como en la crocoíta ), siendo un carcinógeno altamente tóxico que puede ser mortal para animales y humanos si se ingiere en grandes dosis. ^{[ 20 ]}

Efectos sobre la salud

Cuando se extrae el mineral de cromita , se busca producir ferrocromo y se obtiene un concentrado de cromita con una alta proporción de cromo respecto al hierro. ^{[ 21 ]} También se puede triturar y procesar. El concentrado de cromita, al combinarse con un agente reductor como el carbón o el coque y un horno de alta temperatura, puede producir ferrocromo . El ferrocromo es un tipo de ferroaleación que se encuentra entre el cromo y el hierro. Esta ferroaleación, al igual que el concentrado de cromita, puede tener diversos efectos en la salud. La implementación de un enfoque de control definitivo y técnicas de mitigación específicas puede ser importante para la seguridad de la salud humana. ^{[ 22 ]}

Cuando el mineral de cromita se expone a las condiciones superficiales, puede producirse meteorización y oxidación . El elemento cromo es más abundante en la cromita en forma trivalente (Cr-III). Cuando el mineral de cromita se expone a las condiciones superficiales, el Cr-III puede convertirse en Cr-VI , que es el estado hexavalente del cromo. El Cr-VI se produce a partir del Cr-III mediante molienda en seco del mineral. Esto se debe a la humedad del proceso de molienda, así como a la atmósfera en la que se lleva a cabo. Un ambiente húmedo y una atmósfera sin oxígeno son condiciones ideales para producir menos Cr-VI, mientras que lo contrario produce más Cr-VI. ^{[ 23 ]}

Se ha observado 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 con el mineral de cromita, el ferrocromo se muele y, por lo tanto, produce Cr-VI. Por consiguiente, el Cr-VI se introduce en el polvo durante la producción de ferrocromo . Esto introduce riesgos para la salud, como la inhalación y la lixiviación de toxinas al medio ambiente. La exposición humana al cromo se produce por ingestión, contacto con la piel e inhalación. El cromo-III y VI se acumulan 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 pueden observarse concentraciones elevadas de cromo décadas después en los tejidos humanos. ^{[ 23 ]}

Efectos ambientales

La extracción de cromita, cromo y la producción de ferrocromo pueden ser tóxicas para el medio ambiente. ^{[ 23 ]} La extracción de cromita es necesaria para la producción de productos básicos económicos . ^{[ 24 ]}

Como resultado de la lixiviación de suelos y la descarga explícita de actividades industriales, la meteorización de rocas que contienen cromo ingresará a la columna de agua. La ruta de absorción de cromo en las plantas aún es ambigua, pero debido a que es un elemento no esencial, el cromo no tendrá un mecanismo de absorción distinto que sea independiente de la especiación del cromo. ^{[ 25 ]} Estudios en plantas han demostrado que los efectos tóxicos del cromo en las plantas incluyen marchitamiento, hojas estrechas, retraso o reducción del crecimiento, disminución de la producción de clorofila , daño a las membranas de las raíces, sistemas radiculares pequeños, 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 de producción, elementos como sedimentos, agua, suelo y aire se contaminan con cromo. El cromo hexavalente tiene impactos negativos en la ecología del suelo, ya que disminuye la presencia, función y diversidad de los microorganismos del suelo. ^{[ 23 ]} Las concentraciones de cromo en el suelo varían según la composición de los sedimentos y rocas que lo conforman. 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 penetrar en las células de los organismos. Las partículas de polvo provenientes de las operaciones industriales y las aguas residuales industriales contaminan las aguas superficiales, subterráneas y los suelos. ^{[ 23 ]}

En ambientes acuáticos, el cromo puede experimentar procesos 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 varían según factores como el sexo, el tamaño y la etapa de desarrollo del organismo. La temperatura del agua, su alcalinidad, salinidad, pH y otros contaminantes también influyen en estos efectos tóxicos sobre los organismos. ^{[ 23 ]}

La cromita se puede utilizar como material refractario debido a su alta estabilidad térmica . ^{[ 26 ]} El cromo extraído de la cromita se utiliza en el cromado y la aleación para la producción de superaleaciones resistentes a la corrosión , nicromo y acero inoxidable . ^{[ 27 ]} El cromo se utiliza como pigmento para vidrio, esmaltes y pintura, y como agente oxidante para el curtido de cuero. ^{[ 28 ]} También se utiliza a veces como piedra preciosa . ^{[ 29 ]} La mayoría de los embellecedores brillantes de los automóviles están cromados. Las superaleaciones que contienen cromo permiten que los motores a reacción funcionen bajo alta tensión, en un entorno químicamente oxidante y en situaciones de alta temperatura. ^{[ 27 ]}

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  Muestra de cromita bajo un microscopio petrográfico con luz polarizada plana (PPL).
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  Granos de cromita con granos de calcita blanca
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  Óxido verde de cromo procedente de Baltimore , Maryland.
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  Grandes cristales equidimensionales de cromita procedentes de Hangha, distrito de Kenema , provincia oriental de Sierra Leona.

• Acero aleado
• Potencial de reducción
• Anillo de Fuego (Norte de Ontario)

• Minerales.net
• Información del USGS.