Minerali

Hematit



Lastnosti, uporaba in pojav najpomembnejše železove rude.


Oolitski hematit: Vzorec železove rude oolitskega hematita. Ooliti so drobne okrogle kroglice kemično oborjenega hematita. Vzorec na fotografiji je velik približno štiri centimetre (deset centimetrov), največji ooliti pa premera nekaj milimetrov.

Kaj je hematit?

Hematit je eden najbolj obilnih mineralov na Zemljini površini in v plitvi skorji. Je železov oksid s kemično sestavo Fe2O3. To je pogost mineral, ki tvori kamnine, ki ga najdemo v sedimentnih, metamorfnih in magnetnih kamninah na lokacijah po vsem svetu.

Hematit je najpomembnejša ruda železa. Čeprav je bila nekoč rudna na več tisoč lokacijah po svetu, danes skoraj vsa proizvodnja izhaja iz nekaj deset velikih nahajališč, kjer velike naložbe v opremo omogočajo podjetjem, da učinkovito rudirajo in predelujejo rudo. Največ rude zdaj pridobivajo na Kitajskem, v Avstraliji, Braziliji, Indiji, Rusiji, Ukrajini, Južni Afriki, Kanadi, Venezueli in Združenih državah Amerike.

Hematit ima široko paleto drugih uporab, vendar je njihov gospodarski pomen v primerjavi s pomembnostjo železove rude zelo majhen. Mineral se uporablja za proizvodnjo pigmentov, pripravkov za ločevanje težkih medijev, zaščite pred sevanjem, predstikalnih naprav in mnogih drugih izdelkov.

Hematitina linija: Vsi vzorci hematita bodo povzročili rdečkasto rdečico. Barva minerala je v barvi v obliki prahu, če ga strgate po plošči z vrvico (majhen kos neglaziranega porcelana, ki se uporablja za izdelavo majhne količine mineralnega prahu). Nekateri vzorci hematita bodo ustvarili sijočo rdečo črto, drugi pa rdečkasto rjavo črto. Previdnost je potrebna pri preskušanju vzorca hematita s kovinskim sijajem. Ti primerki so pogosto krhki in puščajo sled naplavin, skupaj z vrvico. Tisti naplavin ni prah - je sled drobcev. Torej, za oceno proge je treba ohlapne delce rahlo otresti s ploščice na traku ali jih zelo rahlo odbrisati. To pusti za seboj prah, ki je vtisnjen znotraj teksturirane površine plošče. Na zgornji fotografiji je črta na levi strani očiščena drobcev in vidite, da je rdečkasto rjava. Proga na desni ima še vedno sled bleščečih drobcev, ki jih je treba za pravilno oceno nežno odstraniti.

Fizikalne lastnosti hematita

Kemijska razvrstitevOksid
BarvaČrna do jekleno siva do srebrna; rdeča do rdečkasto rjava do črna
StreakRdeča do rdečkasto rjava
LusterKovinski, submetalni, zemeljski
DiafaneityNeprozorno
RazcepNoben
Mohsova trdota5 do 6,5
Specifična težnost5,0 do 5,3
Diagnostične lastnostiRdeča črta, specifična teža
Kemična sestavaFe2O3
Kristalni sistemTrigonalno
UporabaNajpomembnejša ruda železa. Pigment, ločevanje težkih medijev, zaščita pred sevanjem, balast, polirne spojine, manjši dragi kamen

Fizikalne lastnosti hematita

Hematit ima izjemno spremenljiv videz. Njen sijaj sega od zemeljskih do submetalnih do kovinskih. Barvni razponi vključujejo rdečo do rjavo in črno-sivo do srebrno. Pojavlja se v številnih oblikah, ki vključujejo mišičasto, masivno, kristalno, botrioidno, vlaknasto, oolitno in druge.

Čeprav ima hematit zelo spremenljiv videz, vedno ustvari rdečkasto črto. Študenti na uvodnih tečajih geologije so ponavadi presenečeni, ko vidijo, da srebrno obarvan mineral ustvarja rdečkasto črto. Hitro se naučijo, da je rdečkasta črta najpomembnejši namig za prepoznavanje hematita.

Hematit ni magnetni in se ne sme odzivati ​​na običajen magnet. Vendar veliko primerkov hematita vsebuje dovolj magnetita, da jih privlači navaden magnet. To lahko vodi do napačne domneve, da je vzorec magnetit ali šibko magnetni pirotid. Preiskovalec mora preveriti druge lastnosti, da lahko pravilno ugotovi.

Če preiskovalec preveri progo, bo rdečkasta črta izključila identifikacijo kot magnetit ali pirotidit. Namesto tega, če je vzorec magnetni in ima rdečkasti trak, gre najverjetneje za kombinacijo hematita in magnetita.

Spekularni hematit: Spekularni hematit, včasih imenovan "sljudni hematit", ima kovinski sijaj in je videti, da je skala, sestavljena iz sijočih sljudnih kosmičev. Namesto tega so kosmiči hematiti. Čeprav ima ta hematit srebrno barvo, še vedno ustvarja rdečkasto črto - kar je ključnega pomena za identifikacijo hematita. Testiranje trdote na spekularnem hematitu je težko, ker se vzorci navadno drobijo. Ta primerek je približno deset centimetrov (deset centimetrov) in je bil zbran v bližini republike Michigan.

Železno tvorjenje železa: Zapiranje železne tvorbe železa. V tem vzorcu se pasovi hematita (srebro) izmenjujejo s trakovi jaspisa (rdeče barve). Kamnino, ki nastane tam, ko te minerajo, pogosto imenujemo "takonit." Ta fotografija obsega območje kamna, široko približno eno nogo (30 centimetrov). Fotografiral André Karwath, licenca za brezplačno dokumentacijo GNU.

Sestava hematita

Čisti hematit ima približno 70 mas.% Železa in 30 mas.% Kisika. Kot večina naravnih materialov ga tudi s to čisto sestavo redko najdemo. To še posebej velja za usedline, kjer se hematit tvori z anorganskimi ali biološkimi padavinami v vodnem telesu.

Manjša klastična usedlina lahko železovemu oksidu doda glinene minerale. Epizodna sedimentacija lahko povzroči, da ima nahajališče izmenične pasove železovega oksida in skrilavca. Kremena v obliki jaspisa, červeta ali kalcedona lahko dodajamo s kemičnimi, klastičnimi ali biološkimi postopki v majhnih količinah ali v pomembnih epizodah. Ta plastna nahajališča hematita in skrilavca ali hematita in silicijevega dioksida so postala znana kot "trakaste železne tvorbe" (glej sliko).

Masivni hematit: V bližini Antwerpna v New Yorku je bil zbran primerek masivnega hematita v velikosti približno štiri centimetre (deset centimetrov).

Hematit ledvične rude: Nekateri hematit se obori v votlinah in ima priložnost, da oblikuje neomejeno navado. Navada, znana kot "ledvična ruda", se pogosto razvije v votlinah in je poimenovana po svojem podobnem videzu kot notranji organ. Ta vrsta kemično oborjenega hematita je pogosto razmeroma nekontaminirana z vključki sedimentne gline ali gostiteljske kamnine in ima večjo čistost. Zaradi visoke čistosti je to hematit izbire za izdelavo pigmentov. Ta primerek je velik (deset centimetrov) približno štiri centimetre in je bil zbran v bližini mesta Cumberland v Angliji.

Geološki pojav

Hematit najdemo kot primarni mineral in kot spremembo v magnetnih, metamorfnih in sedimentnih kamninah. Med kristalizacijo magme se lahko kristalizira ali obori iz hidrotermalnih tekočin, ki se gibljejo skozi kamnito maso. Lahko se tvori tudi med kontaktnim metamorfizmom, ko vroče magme reagirajo s sosednjimi kamninami.

Najpomembnejša nahajališča hematita, ki nastanejo v sedimentnih okoljih. Pred približno 2,4 milijarde let so bili Zemljini oceani bogati z raztopljenim železom, v vodi pa je bilo zelo malo prostega kisika. Nato je skupina cianobakterij postala sposobna fotosinteze. Bakterije so sončno svetlobo uporabljale kot vir energije za pretvorbo ogljikovega dioksida in vode v ogljikove hidrate, kisik in vodo. Ta reakcija je sprostila prvi prosti kisik v oceansko okolje. Novi kisik se je takoj združil z železom, da je tvoril hematit, ki je potonil na dno morskega dna in postal kamnite enote, ki jih danes poznamo kot obrobljene železne tvorbe.

Kmalu se je v mnogih delih zemeljskega oceana pojavila fotosinteza, na morskem dnu se je nabiralo obsežno nahajališče hematita. To odlaganje se je nadaljevalo več sto milijonov let - od približno 2,4 do 1,8 milijona let. To je omogočilo nastajanje železovih nahajališč debeline od sto do nekaj tisoč čevljev, ki so stransko obstojne na več sto do tisoč kvadratnih kilometrih. Sestavljajo jih nekaj največjih kamnitih tvorb v skalnem zapisu Zemlje.

Veliko sedimentnih nahajališč železa vsebuje tako hematit in magnetit kot druge minerale železa. Te so pogosto v intimni zvezi, rudo pa rudijo, drobijo in predelajo, da pridobijo oba minerala. Zgodovinsko gledano veliko hematita ni bilo predelano in so ga poslali v jalovine. Učinkovitejša predelava danes omogoča, da se iz rude pridobi več hematita. Prav tako se lahko predelajo repni odpadki, da se pridobi dodatno železo in zmanjša volumen repa.

Marsovske "borovnice": Leta 2004 je Nasina Mars Exploration Rover Opportunity odkrila, da tla v bližini njenega pristajalnega mesta vsebujejo milijone drobnih krogel, ki so jih raziskovalci poimenovali "borovnice". Po analizi so ugotovili, da je sestavljen iz železovega oksida, večinoma v obliki hematita. Vsebnost železa v marsovskih kamninah in tleh prispeva k njegovemu rdečemu videzu z Zemlje in mu je pomagala pridobiti ime "Rdeči planet." Slika NASA.

Hematit na Marsu?

NASA je odkrila, da je hematit eden najbolj obilnih mineralov v kamninah in tleh na površini Marsa. Obilje hematita v marsovskih kamninah in površinskih materialih daje pokrajini rdečkasto rjavo barvo in zato je planet na nočnem nebu videti rdeč. To je izvor vzdevka Mars "Red Planet".

Taconite peleti: Te pelete iz takonita so sestavljene iz fino zdrobljene kamnine takonita, ki je bila obdelana za izboljšanje vsebnosti železa in pomešana z majhno količino gline za izboljšanje peletizacije. To je eden od standardnih načinov pošiljanja železove rude iz rudnika v jeklarno. Okrogli delci so premera približno 1 inča (1 1/4 centimetra) in jih je med pošiljanjem in v mlinu zelo enostavno obdelovati. Slika Harvey Henkelmann Licenca za brezplačno dokumentacijo GNU.

Uporaba hematita (železna ruda)

Hematit je najpomembnejša ruda železa na svetu. Čeprav magnetit vsebuje večji odstotek železa in ga je lažje predelati, je hematit vodilna ruda, ker je obilnejši in je prisoten v nahajališčih v mnogih delih sveta.

Hematit je miniran v nekaterih največjih rudnikih na svetu. Ti rudniki zahtevajo naložbe v milijard dolarjev, nekateri pa bodo odstranili več kot 100 milijonov ton rude na leto. Te rudniške mine so od takrat, ko so bile dokončane, lahko globoke več sto in tisoč metrov.

Kitajska, Avstralija, Brazilija, Indija, Rusija, Ukrajina, Južna Afrika in ZDA so vodilni svetovni proizvajalci železove rude (vključuje hematit, magnetit in druge rude). Proizvodnja železove rude v ZDA poteka v Michiganu in Minnesoti.

Hematitni pigment: Hematit je bil eden prvih mineralov pigmenta, ki so ga ljudje uporabljali. Vsaj pred 40.000 leti so ljudje pridobivali hematit, ga drobili v droben prah in ga uporabljali za izdelavo barv. Prikazani so komercialni hematitni pigmenti, ki so danes na voljo. Zgornje levo, v smeri urinega kazalca, so: modri greben hematit, modri greben vijolični hematit, beneški rdeč in pozzuoli rdeč. Od renesanse so bili pigmenti pogosto poimenovani po krajih, kjer so jih proizvajali. Barvne razlike so posledica vrste uporabljenega hematita in nečistoč, kot so glina in drugi železov oksid, ki se z njim mešajo.

Hematitni dragulji: Hematit in takonit pogosto izdelujemo v razbeljene kamne ali pa jih narežemo na kabohone in kroglice. Ti so priljubljeni kot poceni nakit. Tumble-polirani hematit je priljubljen tudi kot "zdravilni kamen." Nekateri verjamejo, da bo njegovo nošenje pomagalo lajšati določene zdravstvene težave. Ta uporaba nima nobene znanstvene zasluge in je dejansko lahko škodljiva, saj ljudi, ki potrebujejo zdravniško pomoč, odvrne od zdravnika.

Uporaba hematita (pigment)

Ime hematit je iz grške besede "haimatitis", kar pomeni "krvavo rdeče." To ime izvira iz barve hematita, ko je bil drobljen v fin prah. Primitivni ljudje so odkrili, da lahko hematit zdrobimo in zmešamo s tekočino za uporabo kot barva ali kozmetika. Jame slike, znane kot "piktogrami", ki so nastale pred 40.000 leti, so bile ustvarjene s pigmenti hematita.

Hematit je še vedno eden najpomembnejših mineralov pigmenta. Pridobivali so ga na številnih lokacijah po svetu in se z njim veliko trguje kot rdeč pigment. V času renesanse, ko so mnogi slikarji začeli uporabljati olja in platno, je bil hematit eden najpomembnejših pigmentov. Barva hematita je bila neprozorna in trajna. Lahko bi ga mešali z belim pigmentom, da nastanejo različne rožnate barve, ki se uporabljajo za barvanje mesa.

Najboljši način za spoznavanje mineralov je preučevanje z zbirko majhnih primerkov, s katerimi lahko ravnate, pregledujete in opazujete njihove lastnosti. Poceni zbirke mineralov so na voljo v trgovini Geology.com.

Uporaba hematita (Gem Material)

Hematit je manjši draguljarski material, ki se uporablja za izdelavo kabohonov, kroglic, majhnih skulptur, razpadlih kamnov in drugih predmetov. Material, ki se uporablja za izdelavo teh izdelkov, je hematit srebrne barve s trdno, enotno teksturo. Svetla srebrna barva hematita in njegov "tehten občutek" je zelo priljubljen kamniti kamen.

Novosti hematita: Izdelki, imenovani "magnetni hematit" in "prelivni hematit", so pogosto na prodaj v trgovinah za darila, turiste, novosti in znanost ter na njihovih spletnih straneh. Ti materiali večinoma niso hematiti, ampak so umetni materiali, ki nimajo niti enake kemijske sestave kot hematit. Kupite jih, če so vam všeč, ne pa zato, ker mislite, da dobivate edinstven mineralni primerek.

Uporaba hematita (zdravilni kamen)

Nekateri ljudje verjamejo, da bo nošenje kosov razbeljenega hematita, znanega kot "zdravilni kamni", prineslo olajšanje nekaterih zdravstvenih težav. Ni znanstvenih dokazov, da ima ta uporaba hematita pozitiven učinek, poleg tega da je placebo. Uporaba hematita kot "zdravilnega kamna" ali "zdravilnega kristala" je dejansko lahko škodljiva, saj ljudi odvrne od videa zdravnika, ki mu lahko zagotovi ustrezno nego. Potem, ko se oseba s težavo končno odloči za zdravnika, je njihov položaj resnejši.

Železna peč: V 1700-ih in 1800-ih so mali rudniki na vzhodu ZDA proizvajali hematit, ki je služil kot glavna železova ruda v regiji. Rude so predelali s segrevanjem z kurjenjem oglja v preprostih kamnitih pečeh. Depoziti železove rude so bili majhni in jih je težko izkoristiti. Ko so odkrili velika nahajališča železove rude regije Velikih jezer, železove rude v vzhodnih Združenih državah Amerike niso več rudarili. Prikazana je železna peč Vezuva v južnem Ohiju. Fotografija USGS.

Druge uporabe hematita

Hematit se uporablja za številne druge namene. Je zelo gost in poceni material, ki je učinkovit pri zaustavljanju rentgenskih žarkov. Zaradi tega se uporablja za zaščito pred sevanjem okoli medicinske in znanstvene opreme. Nizki stroški in visoka gostota hematita in drugih železovih rud so tudi uporabni kot balast za ladje.

Hematit lahko zmeljemo tudi v fin prah, ki v mešanici z vodo naredi tekočino z zelo veliko specifično težo. Te tekočine se uporabljajo pri predelavi premoga in drugih mineralnih materialov s "plovnim potopom". Drobljen premog, ki ima zelo nizko specifično težo, je nameščen na težko tekočino in lahki čisti premog lebdi, medtem ko nečistoče z visoko specifično gravitacijo, kot je pirinski ponor.

Končno je hematit material, ki se uporablja za izdelavo polirnih spojin, znanih kot "rdeča ruža" in "draguljarska ruža". Red rouge je hematitni prah, ki se uporablja za poliranje medenine in drugih mehkih kovin. Lahko ga dodamo zdrobljenim medijem koruznega storža ali zdrobljenim orehovim lupinam za lupine iz medenine. Jeweler's rouge je pasta, ki se uporablja na mehki krpi za poliranje zlatega in srebrnega nakita.