CROMITA REFRACTARIOS Ma. de Lourdes Balandrán Torres Descripción La cromita es dura, pesada, carente de exfoliación pero con una discreta fractura plana; polvo de color pardo oscuro. Débilmente magnética; e insoluble en ácidos. La cromita es la única mena conocida para la obtención del cromo, el cual es un mineral que contiene variables cantidades de cromo, hierro y aluminio. Fundamentalmente es una combinación de óxido de cromo Cr2O3 y óxido de hierro FeO, acompañada casi siempre con sílice, alúmina, magnesio, etc. Obtención La mena del cromo es exclusiva de rocas máficas y ultramáficas (materiales procedentes del interior de la corteza, donde estuvieron en estado magmático). Características generales Nombre mineralógico: Cromita Fórmula química: FeCr2O4 (Fe2+ y Cr3+) Estructura: tipo espinel Fe2+ Cr3+ O-2 Características generales Composición química: 32% de hierro y el 68% de Cr2O3, con sustitución de parte del hierro por magnesio y el cromo por aluminio. Forma: Cristales octaédricos; generalmente en forma de diseminaciones y agregados granulares diseminados compacto o granular. Dureza: 5.5-6.0 escala de Mohs. Propiedades físicas Densidad: 4.5-4.8 g/cm3. Punto de fusión:~2450°C. Brillo metálico-submetálico. Color: Negro a pardo. A veces contiene Mg, Al y/o Ti. Coloración varía. Clasificación El cromo es uno de los elementos esenciales y más versátiles de la industria moderna. La cromita se consume en la obtención de aleaciones ferrosas y no ferrosas y en la fabricación de productos metálicos y productos refractarios. En la industria y el comercio de este mineral, se distinguen tres grados: Grado metalúrgico (48% de óxido de cromo, Fe- Cr=3.1, no más del 25% entre alúmina y magnesia). Grado químico (mayor a 44% de óxido de cromo, la razón de Cr - Fe debe ser de 1.5. Grado refractario (Mayor a 63% de Cr2O3 y Al2O3 combinados, la razón de Cr-Fe=2.2. Clasificación de los productos refractarios Debido a la gran variedad de materiales refractarios es posible clasificar los materiales desde diferentes aspectos, sin embargo la clasificación más utilizada es por la composición química y mineralógica: – Ácidos: sistemas de sílica y alúmina. – Básicos: magnesia, dolomita y cromita. – Especiales: carbon, espineles, zirconia, etc. carburos, nitruros, Diseño y composición de los productos refractarios Los productos refractarios son materiales heterogéneos de composición variable. Consisten en la utilización de uno o más minerales para la síntesis de este tipo de materiales, utilizando aditivos o sin ellos, los cuales proporcionan o refuerzan propiedades específicas. La definición del diseño puede ser considerada universal (excepción refractarios electrofundidos). Diseño y composición de los productos refractarios Agregados En general los agregados pueden estar constituidos por uno o más minerales, básicamente óxidos amorfos o cristalinos, los cuales imparten las principales características (propiedades refractarias y complementarias) al producto final. Estos materiales constituyen entre el 70-100% de la composición final del producto y frecuentemente ocupan la totalidad de la distribución granulométrica. Se pueden distinguir diferentes materias primas basadas en el origen y método de producción: – Materias primas naturales: este tipo de materiales generalmente se encuentran impuros y deben ser procesados antes de utilizarse. – Materias primas sintéticas: este tipo de materiales exhiben una alta pureza y no requieren ser procesados, ya que estos materiales se obtuvieron de la transformación de las materias primas naturales, debido al tratamiento térmico al cual fueron expuestas o ya sea mediante reacciones químicas para la obtención de productos sintéticos. En la siguiente tabla se muestran las principales materias primas Aditivos Los aditivos son añadidos en la composición, para impartir o reforzar características específicas a los productos terminados. En la siguiente tabla se muestran algunos ejemplos de aditivos utilizados en los materiales refractarios y las propiedades que se les atribuyen. Características de los productos refractarios La combinación de agregados/ligantes/aditivos proporciona las características principales del material requeridas para ciertas aplicaciones y condiciones específicas. De esta manera un material refractario no sólo resiste altas temperaturas, sino que también puede estar expuesto a otros ambientes agresivos sin sufrir algún cambio microestructural como: – Corrosión química (por líquidos de óxidos, metales fundidos y gases). – Erosión mecánica mediante calor. – Shock térmico. – Esfuerzos de tensión. Existen diferentes tipos de materiales refractarios usados en distintos sectores de la industria, por ejemplo: industria del cemento, electrometalurgia, industria del acero, industria química. Usos y aplicaciones El cromo se utiliza en la industria metalúrgica para aumentar la dureza, resistencia a la corrosión, a la oxidación y al desgaste de los productos finales. Las aleaciones ferrosas, principalmente el acero inoxidable, son las que consumen la mayor cantidad de cromo, aunque también se utiliza en otros tipos de acero, en fundición y en aleaciones no ferrosas, a los que proporciona propiedades metálicas aceptables, propiedades eléctricas especiales y mayor resistencia a la corrosión. En los aceros inoxidables, constituye el 10% de la composición final. Debido a su dureza, la aleación de cromo, cobalto y wolframio se emplea para herramientas de corte rápido de metales. Usos y aplicaciones El cromo contenido en los productos químicos proporciona color, inhibición a la corrosión, protección al revestimiento, etc. Se utiliza principalmente para chapados. Los pigmentos de cromo presentan su uso más extendido en la industria química. También se utiliza en la fabricación de vidrio verde. En la industria refractaria la cromita se usa principalmente, para la fabricación de ladrillos y morteros ya que se emplea en moldes de éstos materiales; y en general para fabricar materiales refractarios (como los ladrillos para hornos de fundición). El amplio uso de la cromita como refractante se debe a su alto punto de fusión, su moderada dilatación térmica y la estabilidad de su estructura cristalina. Usos y aplicaciones Industria Refractaria Características y aplicaciones de los productos refractarios Refractarios básicos Este tipo de refractarios se caracterizan por la alta refractariedad y la alta resistencia a la corrosión a líquidos de óxidos (escoria). Generalmente son usados en convertidores catalíticos, ollas de fundición, hornos eléctricos, proceso de fusión de metales no ferrosos como el Cu y el Pb (magnesita-cromita), hornos rotatorios (magnesita-cromita, espinel magnesia, dolomita). Aplicaciones
