смотреть
| смотреть | |
|---|---|
 | |
| Общий | |
| Категория | Карбонатный минерал |
| Формула (повторяющаяся единица) | ФеСО 3 |
| Имеет символ IMA. | Сд [ 1 ] |
| Классификация Штрунца | 5.AB.05 |
| Классификация Дана | 14.01.01.03 |
| Кристаллическая система | Треугольный |
| Кристаллический класс | Hexagonal scalenohedral ( 3 m) Символ HM : ( 3 2/м) |
| Космическая группа | Р 3 с |
| Элементарная ячейка | а = 4,6916 с = 15,3796 [Å]; З = 6 |
| Идентификация | |
| Цвет | От бледно-желтого до коричневого, серого, коричневого, зеленого, красного, черного, а иногда и почти бесцветного цвета. |
| Кристальная привычка | Таблитчатые кристаллы, часто изогнутые; от ботриоидного до массивного |
| Твиннинг | Пластинчатая встречается редко на{01 1 2} |
| Расщепление | Идеально подходит для {01 1 1} |
| Перелом | Неровный до раковистого |
| упорство | хрупкий |
| шкала Мооса твердость | 3.75–4.25 |
| Блеск | Стекловидное тело, может быть от шелковистого до жемчужного |
| Полоса | Белый |
| прозрачность | От полупрозрачного до полупрозрачного |
| Удельный вес | 3.96 |
| Оптические свойства | Одноосный (-) |
| Показатель преломления | п ω = 1,875 п ε = 1,633 |
| Двойное лучепреломление | δ = 0,242 |
| Дисперсия | Сильный |
| Ссылки | [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] |
Сидерит – минерал , состоящий из карбоната железа(II) (FeCO 3 ). Его название происходит от древнегреческого слова σίδηρος ( сидерос ), что означает «железо». Ценная железная руда , на 48% состоит из железа и лишена серы и фосфора . Цинк , магний и марганец обычно замещают железо, в результате чего образуются сидерит- смитсонит , сидерит- магнезит и сидерит- родохрозит серии твердых растворов . [ 3 ]
Сидерит имеет твердость по шкале Мооса от 3,75 до 4,25, удельный вес 3,96, белую полоску и стеклянный или перламутровый блеск . Сидерит является антиферромагнитным при температуре ниже своей температуры Нееля 37 К (-236 ° C), что может помочь в его идентификации. [ 5 ]
Он кристаллизуется в тригональной кристаллической системе и имеет ромбоэдрическую форму, обычно с изогнутыми и полосатыми гранями. Это также происходит в массах. Цвет варьируется от желтого до темно-коричневого или черного, причем последний обусловлен наличием марганца.
Сидерит обычно встречается в гидротермальных жилах и связан с баритом , флюоритом , галенитом и другими. Это также распространенный диагенетический минерал в сланцах и песчаниках , где он иногда образует конкреции , в которых могут заключаться трехмерно сохранившиеся окаменелости . [ 6 ] В осадочных породах сидерит обычно образуется на небольших глубинах захоронения, и его элементный состав часто связан со средой отложения вмещающих отложений. [ 7 ] Кроме того, в ряде недавних исследований изотопный состав кислорода сферосидерита (типа, связанного с состава метеорной воды вскоре почвами) использовался в качестве показателя изотопного после осаждения . [ 8 ]
Карбонатная железная руда
[ редактировать ]Хотя карбонатные железные руды, такие как сидерит, экономически важны для производства стали, они далеки от идеальных руд.
Их гидротермальная минерализация имеет тенденцию формировать их в виде небольших рудных линз , часто расположенных по круто падающим плоскостям напластования . [ я ] Это делает их непригодными для открытой разработки и увеличивает стоимость их разработки при отработке горизонтальными забоями . [ 10 ] Поскольку отдельные рудные тела малы, может также возникнуть необходимость дублировать или перемещать головное оборудование, наматывающую машину и насосную машину между этими телами по мере разработки каждого из них. Это делает добычу руды дорогостоящим занятием по сравнению с обычными открытыми разработками железняка или гематита . [ ii ]
Извлеченная руда также имеет недостатки. Карбонатную руду труднее плавить , чем гематит или другую оксидную руду. Удаление карбоната в виде углекислого газа требует больше энергии, поэтому руда «убивает» доменную печь, если ее добавлять напрямую. Вместо этого руду необходимо подвергнуть предварительному обжигу. Разработка конкретных методов работы с этими рудами началась в начале 19 века, в основном благодаря работе сэра Томаса Летбриджа в Сомерсете . [ 12 ] В его «Железной мельнице» 1838 года использовалась трехкамерная концентрическая обжиговая печь, а затем руда направлялась в отдельную восстановительную печь для плавки. Детали этой мельницы были изобретением Чарльза Сандерсона, сталевара из Шеффилда, которому принадлежал патент на нее. [ 13 ]
Эти различия между спатической рудой и гематитом привели к банкротству ряда горнодобывающих предприятий, в частности, Brendon Hills Iron Ore Company . [ 14 ]
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, первоначальные попытки других воспроизвести его метод позорно не привели к получению хорошей стали. [ 15 ] Работа металлурга Роберта Форестера Мюше показала, что причиной несоответствия была природа шведских руд, которые Бессемер невинно использовал; в них было очень мало 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 он может работать в бессемеровском конвертере дольше, сжигая все примеси стали, включая нежелательный фосфор, а также углерод (который является важным компонентом стали), а затем повторное добавление углерода вместе с марганцем в виде ранее малоизвестной железомарганцевой руды без фосфора, spiegeleisen . [ 15 ] Это создало внезапный спрос на spiegeleisen. Хотя он не был доступен в достаточном количестве в виде минерала, сталелитейные заводы, такие как в Эббв-Вейл в Южном Уэльсе, вскоре научились производить его из спатических сидеритовых руд. [ 16 ] Поэтому в течение нескольких десятилетий спатические руды пользовались спросом, что стимулировало их добычу. Однако со временем первоначальная «кислотная» футеровка бессемеровского конвертера, изготовленная из кремниевого песчаника или ганистера , была заменена «базовой» футеровкой нового процесса Гилкриста Томаса . Это позволило удалить примеси фосфора в виде шлака, образующегося в результате химической реакции с футеровкой, и больше не требовалось spiegeleisen. С 1880-х годов спрос на руду снова упал, и многие из их рудников, в том числе в Брендон-Хиллз , вскоре закрылись.
Галерея
[ редактировать ]-
Сидерит из Редрута , Корнуолл, Англия. -
Кристаллы сидерита с галенитом и кварцем. Размер: 6,2 см × 4,1 см × 3,6 см (2,4 × 1,6 × 1,4 дюйма). -
Дискообразные коричневые кристаллы сидерита, расположенные на халькопиритах. -
Ограненный сидерит из Минас-Жерайс, Бразилия. Размер: 5 мм × 3,2 мм (0,20 × 0,13 дюйма). -
Колорадский сидерит с острыми лезвиями оливково-коричневого цвета и небольшим акцентом кварца. -
Ископаемые сидеритовые конкреции нижнего карбона.
Примечания
[ редактировать ]- ^ Некоторое количество сидерита, наряду с гетитом , также образуется в болотного железа , месторождениях [ 9 ] но они малы и экономически незначительны.
- ^ И железняки, и полосчатые железные образования являются осадочными образованиями, поэтому экономически выгодные отложения могут быть значительно толще и обширнее. [ 11 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Уорр, Л.Н. (2021). «Утвержденные IMA–CNMNC символы минералов» . Минералогический журнал . 85 (3): 291–320. Бибкод : 2021MinM...85..291W . дои : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616 .
- ^ "Сидерит". Справочник по минералогии: бораты, карбонаты, сульфаты (PDF) . Тусон, Аризона: Публикация минеральных данных. 2003. ISBN 9780962209741 . Архивировано из оригинала (PDF) 13 марта 2022 года . Проверено 30 ноября 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б Сидерит , Mindat.org , получено 30 ноября 2022 г.
- ^ Данные о минералах сидерита , WebMineral.com , получены 30 ноября 2022 г.
- ^ Фредерикс, Т.; фон Добенек, Т.; Блейл, У.; 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. Бибкод : 2003PCE....28..669F . дои : 10.1016/S1474-7065(03)00121-9 .
- ^ Гарвуд, Рассел; Данлоп, Джейсон А.; Саттон, Марк Д. (2009). «Высокоточная рентгеновская микротомография-реконструкция паукообразных каменноугольных паукообразных, обитающих в сидерите» . Письма по биологии . 5 (6): 841–844. дои : 10.1098/rsbl.2009.0464 . ПМК 2828000 . ПМИД 19656861 .
- ^ Мозли, PS (1989). «Связь между средой осадконакопления и элементным составом раннедиагенетического сидерита». Геология . 17 : 704–706.
- ^ Людвигсон, Джорджия; Гонсалес, Луизиана; Мецгер, РА; Витцке, Б.Дж.; Бреннер, РЛ; Мурильо, AP; Уайт, Т.С. (1998). «Метеорные линии сферосидерита и их использование для палеогидрологии и палеоклиматологии». Геология . 26 : 1039–1042.
- ^ Осадочная геология , с. 304.
- ^ Джонс (2011) , с. 34–35,37.
- ^ Протеро, Дональд Р.; Шваб, Фред (1996). Осадочная геология . Нью-Йорк: WH Freeman and Company. стр. 300–302. ISBN 0-7167-2726-9 .
- ^ Джонс, Миннесота (2011). Железные рудники Брендон-Хиллз и железная дорога Вест-Сомерсет . Лайтмур Пресс. стр. 17–22. ISBN 9781899889-5-3-2 .
- ^ GB 7828 , Чарльз Сандерсон, «Выплавка железных руд», выпущен в октябре 1838 г.
- ^ Джонс (2011) , с. 99.
- ^ Перейти обратно: а б Джонс (2011) , с. 16.
- ^ Джонс (2011) , с. 158.
