Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сидерит - это также название типа железного метеорита .
Сидерит
Гарвардский музей естественной истории. Сидерит. Гилман, Eagle Co., CO (DerHexer) 2012-07-20.jpg
Общий
КатегорияКарбонатный минерал
Формула
(повторяющаяся единица)		FeCO 3
Классификация Струнца5.AB.05
Классификация Дана14.01.01.03
Кристаллическая системаТригональный
Кристалл классШестиугольный скаленоэдр ( 3 м)
Символ HM : ( 3 2 / м)
Космическая группаR 3 c
Ячейкаа = 4,6916, с = 15,3796 [Å]; Z = 6
Идентификация
ЦветОт бледно-желтого до коричневого, серого, коричневого, зеленого, красного, черного и иногда почти бесцветного
Хрустальная привычкаТабличные кристаллы, часто изогнутые - от ботриоидальных до массивных.
TwinningЛамеллярная редкость на {01 1 2}
РасщеплениеИдеально на {01 1 1}
ПереломНеравномерный до раковинного
УпорствоХрупкий
Твердость по шкале Мооса3,75 - 4,25
БлескСтекловидное тело, от шелковистого до жемчужного
Полосабелый
ПрозрачностьОт полупрозрачного до полупрозрачного
Удельный вес3,96
Оптические свойстваОдноосный (-)
Показатель преломленияn ω = 1,875 n ε = 1,633
Двулучепреломлениеδ = 0,242
ДисперсияСильный
Рекомендации[1] [2] [3]

Сидерит - это минерал, состоящий из карбоната железа (II) (FeCO 3 ). Он получил свое название от греческого слова σηδηρος sideros, «железо». Это ценный минерал железа, так как он на 48% состоит из железа и не содержит серы и фосфора . Цинк , магний и марганец обычно замещают железо, в результате чего образуются твердые растворы сидерит- смитсонит , сидерит- магнезит и сидерит- родохрозит . [2]

Сидерит имеет твердость по шкале Мооса 3,75–4,25, удельный вес 3,96, белую полосу и стекловидный или жемчужный блеск . Сидерит является антиферромагнитным при температуре ниже своей температуры Нееля 37 К, что может помочь в его идентификации. [4]

Он кристаллизуется в тригональной кристаллической системе и имеет ромбоэдрическую форму, как правило, с изогнутыми и полосатыми гранями. Это также происходит массово. Цвет варьируется от желтого до темно-коричневого или черного, последнее обусловлено присутствием марганца.

Сидерит обычно встречается в гидротермальных жилах и связан с баритом , флюоритом , галенитом и другими. Это также обычный диагенетический минерал в сланцах и песчаниках , где он иногда образует конкреции , которые могут заключать в себе трехмерно сохранившиеся окаменелости . [5] В осадочных породах сидерит обычно образуется на небольших глубинах залегания, и его элементный состав часто связан с условиями осадконакопления вмещающих отложений. [6] Кроме того, ряд недавних исследований использовали изотопный состав кислорода из sphaerosiderite (тип , связанный с почвами ) как прокси - сервер для изотопного состава метеорных вод вскоре после осаждения. [7]

Спатическая железная руда [ править ]

Хотя спатические [i] (карбонатные) железные руды, такие как сидерит, были экономически важны для производства стали, они далеки от идеала в качестве руды.

Их гидротермальной минерализацией имеет тенденцию формировать их в виде небольших рудных линз , часто следующие круто опускающихся плоскостям напластования . [ii] Это делает их непригодными для открытых работ и увеличивает стоимость их разработки за счет добычи с горизонтальными забоями . [9] Поскольку отдельные рудные тела имеют небольшие размеры, может также возникнуть необходимость дублировать или перемещать головное оборудование карьера, заводной двигатель и насосный двигатель между этими корпусами по мере разработки каждого из них. Это делает добычу руды более дорогостоящей по сравнению с обычными карьерами из железного камня или гематита . [iii]

Извлеченная руда также имеет недостатки. Карбонатную руду труднее плавить, чем гематит или другую оксидную руду. Удаление карбоната в виде диоксида углерода требует больше энергии, поэтому руда «убивает» доменную печь, если ее добавить напрямую. Вместо этого руду нужно подвергнуть предварительному обжигу. Разработка конкретных методов работы с этими рудами началась в начале 19 века, в основном с работ сэра Томаса Летбриджа в Сомерсете . [11]Его «Железная мельница» 1838 года использовала трехкамерную концентрическую печь для обжига перед тем, как передать руду в отдельную восстановительную печь для плавки. Детали этой мельницы были изобретены Чарльзом Сандерсоном, сталелитейщиком из Шеффилда, которому принадлежал патент на нее. [12]

Эти различия между спатической рудой и гематитом привели к краху ряда горнодобывающих предприятий, в частности компании Brendon Hills Iron Ore Company . [13]

Спатические железные руды богаты марганцем и содержат незначительное количество фосфора. Это привело к их одному важному преимуществу, связанному с бессемеровским процессом производства стали . Хотя первые демонстрации Бессемера в 1856 году были успешными, более поздние попытки воспроизвести это были печально провальными. [14] Работа металлурга Роберта Форестера Мушета.обнаружил, что причиной этого была природа шведских руд, которые Бессемер невинно использовал, с очень низким содержанием фосфора. Использование типичной европейской руды с высоким содержанием фосфора в конвертере Бессемера дало сталь низкого качества. Чтобы производить высококачественную сталь из руды с высоким содержанием фосфора, Мушет понял, что может эксплуатировать конвертер Бессемера дольше, сжигая все примеси стали, включая нежелательный фосфор и основной углерод, но затем повторно добавляя углерод с марганцем в форма ранее неизвестной ферромарганцевой руды без фосфора, spiegeleisen . [14] Это создало внезапный спрос на spiegeleisen. Хотя в качестве минерала он не был доступен в достаточном количестве, сталелитейные заводы, такие как завод в Эббв Вейлв Южном Уэльсе вскоре научились получать его из спатических сидеритовых руд. [15] В течение нескольких десятилетий спатические руды пользовались спросом, и это способствовало их добыче. Однако со временем первоначальная «кислая» футеровка конвертера Бессемера , изготовленная из кремнистого песчаника или ганистера , была заменена «основной» футеровкой в ​​рамках процесса, разработанного Гилкристом Томасом . Это позволило удалить примеси фосфора в виде шлака , образовавшегося в результате химической реакции с футеровкой, и больше не требовалось шпильки. С 1880-х годов спрос на руды снова упал, и многие из их шахт, в том числе на Брендон-Хиллз , вскоре закрылись.

Галерея [ править ]

  • Сидерит - Редрут , Корнуолл, Англия

  • Кристаллы сидерита с галенитом и кварцем (размер: 6,2 х 4,1 х 3,6 см)

  • Дискообразные коричневые кристаллы сидерита на халькопиритах

  • Вырезанный сидерит из Минас-Жерайс, Бразилия (размер: 5 x 3,2 мм)

  • Колорадский сидерит с острыми пластинами оливково-коричневого цвета и мелким акцентом кварца.

  • Ископаемые конкреции сидерита из нижнего карбона.

Примечания [ править ]

  1. ^ https://en.wiktionary.org/wiki/spathic .
  2. ^ Некоторое количество сидерита, наряду с гетитом , также образуется вместорождениях болотного железа [8], но они небольшие и экономически незначительные.
  3. ^ И железняки, и полосчатые железные образования являются осадочными образованиями, поэтому экономически жизнеспособные отложения могут быть значительно толще и обширнее. [10]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Справочник по минералогии
  2. ^ а б Миндат
  3. ^ Веб-минеральные данные
  4. ^ Фредерикс, Т .; фон Добенек, Т .; Bleil, U .; Деккерс, MJ (январь 2003 г.). «К идентификации сидерита, родохрозита и вивианита в отложениях по их низкотемпературным магнитным свойствам». Физика и химия Земли, части A / B / C . 28 (16–19): 669–679. DOI : 10.1016 / S1474-7065 (03) 00121-9 .
  5. ^ Рассел Гарвуд, Джейсон А. Данлоп и Марк Д. Саттон (2009). "Реконструкция высокоточной рентгеновской микротомографии обитающих в сидерите каменноугольных паукообразных" . Письма биологии . 5 (6): 841–844. DOI : 10.1098 / rsbl.2009.0464 . PMC 2828000 . PMID 19656861 .  
  6. ^ Mozley, PS, 1989, связь между осадконакопления и элементного состава раннего диагенеза сидерита:. Геология, V 17, стр. 704- 706
  7. ^ Людвигсон, Г.А., Гонсалес, Л.А. Мецгер, Р.А., Витцке, Б.Дж., Бреннер, Р.Л., Мурильо, А.П. и Уайт, Т.С., 1998, Метеорные линии сферосидерита и их использование для палеогидрологии и палеоклиматологии: Геология, т. 26, с. 1039-1042
  8. ^ Осадочная геология , стр. 304.
  9. ^ Джонс (2011) , стр. 34–35,37.
  10. ^ Протеро, Дональд Р .; Шваб, Фред (1996). Осадочная геология . Нью-Йорк: WH Freeman and Company. С. 300–302. ISBN 0-7167-2726-9.
  11. Перейти ↑ Jones, MH (2011). Железные рудники Брендон-Хиллз и Минеральная железная дорога Вест-Сомерсет . Lightmoor Press. С. 17–22. ISBN 9781899889-5-3-2.CS1 maint: ref = harv ( ссылка )
  12. ↑ GB 7828 , Чарльз Сандерсон, «Плавка железных руд», октябрь 1838 г. 
  13. ^ Джонс (2011) , стр. 99.
  14. ^ a b Джонс (2011) , стр. 16.
  15. ^ Джонс (2011) , стр. 158.