Лимонит
| Лимонит | |
|---|---|
 | |
| Общий | |
| Категория | Аморфный, минералоид |
| Формула (повторяющаяся единица) | OH)· n H FeO ( |
| Классификация Штрунца | Неклассифицированный |
| Идентификация | |
| Цвет | Различные оттенки коричневого и желтого |
| Кристальная привычка | Мелкозернистый заполнитель, порошковое покрытие |
| Расщепление | Отсутствующий |
| Перелом | Неровный |
| шкала Мооса твердость | 4–5.5 |
| Блеск | Земляной |
| Полоса | Желтовато-коричневый |
| прозрачность | Непрозрачный |
| Удельный вес | 2.9–4.3 |
| Плотность | 2,7–4,3 г/см 3 |
| Ссылки | [1] [2] [3] |
Лимонит ( / ˈ l aɪ m ə ˌ n aɪ t / ) — железная руда , состоящая из смеси гидратированных оксидов-гидроксидов железа (III) различного состава. Общая формула часто записывается как FeO(OH)· n H 2 O , хотя это не совсем точно, поскольку соотношение оксида и гидроксида может варьироваться в довольно широких пределах. Лимонит — одна из трех основных железных руд (остальные — гематит и магнетит) , и ее добывали для производства железа по крайней мере с 400 г. до н.э. [4] [5]
Имена
[ редактировать ]
Лимонит назван в честь древнегреческого слова λειμών ( leimṓn [leː.mɔ̌ːn] ), что означает « мокрый луг », или λίμνη ( límnē [lím.nɛː] ), что означает «болотистое озеро», как намек на его появление в виде болотного железа. руда на лугах и болотах . [6] В коричневой форме его иногда называют коричневым гематитом. [7] или бурая железная руда . [8]
Характеристики
[ редактировать ]Лимонит относительно плотный , его удельный вес варьируется от 2,7 до 4,3. [9] Обычно он имеет цвет от среднего до темно-желтовато-коричневого. Прожилка . лимонита на неглазурованной фарфоровой пластинке всегда желтовато-коричневого цвета, что отличает его от гематита с красной прожилкой или от магнетита с черной прожилкой Твердость весьма изменчива и варьируется от 1 до 5. В шлифе он имеет красный, желтый или коричневый цвет и имеет высокий показатель преломления 2,0–2,4. Минералы лимонита обладают сильным двойным лучепреломлением, но размеры зерен обычно слишком малы, чтобы это можно было обнаружить. [10]
Хотя первоначально лимонит определялся как одиночный минерал, теперь он считается полевым термином, обозначающим смесь родственных минералов гидратированного оксида железа . [11] среди них гетит , лепидокрокит , [10] он согласился , [12] и ярозит . [13] Определение точного минерального состава возможно только с помощью рентгеновских дифракционных методов. [10] Отдельные минералы в лимоните могут образовывать кристаллы , но лимонит этого не делает, хотя образцы могут иметь волокнистую или микрокристаллическую структуру. [14] лимонит часто встречается в конкреционных формах или в виде плотных и землистых масс; иногда маммиллярные, ботриоидные , почковидные или сталактитовые. Из-за своей аморфной природы и присутствия в гидратированных областях лимонит часто представляет собой глину или аргиллит. Однако существуют псевдоморфозы лимонита после других минералов, таких как пирит . [9] Это означает, что химическое выветривание превращает кристаллы пирита в лимонит путем гидратации молекул, но внешняя форма кристалла пирита сохраняется. Псевдоморфозы лимонита образовались также из других оксидов железа, гематита и магнетита; из карбонатного сидерита и богатых железом силикатов, таких как альмандиновые гранаты .
Лимонит откладывается из шахтных стоков
Галенит и лимонит
Псевдоморфозы лимонита по гранату
Формирование
[ редактировать ]Лимонит обычно образуется в результате гидратации гематита и магнетита, окисления и гидратации богатых железом сульфидных минералов и химического выветривания других богатых железом минералов, таких как оливин , пироксен , амфибол и биотит . [10] Часто это основной компонент железа в латеритных почвах , а лимонитовые латеритовые руды являются источником никеля и потенциально кобальта и других ценных металлов, присутствующих в качестве микроэлементов. [15] [16] Он часто попадает в стоки от горнодобывающих предприятий.
Использование
[ редактировать ]
Богатые никелем лимонитовые руды представляют собой крупнейшие запасы никеля. Такие минералы относят к месторождениям латеритных никелевых руд . [17]
Одно из первых применений было в качестве пигмента . Желтая форма давала желтую охру , которой Кипр . славился [18] в то время как более темные формы давали более землистые тона. Обжиг лимонита частично превратил его в гематит, образовав красную охру, жженую умбру и сиену . [19] В качестве источника железа добывают болотную железную руду и лимонитовые аргиллиты.
Железные шапки или госсаны оксида железа обычно образуются в результате интенсивного окисления сульфидных кремнистого рудных месторождений. [20] Эти госсаны использовались старателями в качестве проводников к закопанной руде.
Лимонит добывали из-за содержания в нем побочного золота. Окисление сульфидных месторождений, содержащих золото , часто приводило к концентрации золота в оксиде железа и кварце госсанов. Золото коренных жил сконцентрировалось в лимонитах глубоко выветрелых пород. В другом примере глубоко выветрелые железные образования Бразилии служили для концентрации золота с лимонитом образовавшихся почв.
История
[ редактировать ]Лимонит был одним из первых материалов, используемых людьми в качестве пигмента, и его можно увидеть на наскальных рисунках и пиктограммах эпохи неолита . [21]
Хотя первой железной рудой, вероятно, было метеоритное железо , а гематит было гораздо легче плавить , в Африке, где появились первые свидетельства металлургии железа, [ сомнительно – обсудить ] Лимонит — самая распространенная железная руда. Перед плавкой, по мере нагревания руды и отгонки воды, все больше и больше лимонита превращалось в гематит. Затем руду измельчали при нагревании выше 1250 °C. [22] при этой температуре металлическое железо начинает слипаться, а неметаллические примеси выбрасываются в виде искр. [ сомнительно – обсудить ] Для переработки лимонита были разработаны сложные системы, особенно в Танзании. [23] Тем не менее, гематит и магнетит оставались предпочтительными рудами, когда плавка велась на цветных заводах , и это произошло только с развитием доменных печей в I веке до нашей эры в Китае. [24] и около 1150 г. н.э. в Европе, [25] что бурая железная руда лимонита может быть использована с максимальной пользой.
Болотную железную руду и лимонит добывали в США, но это закончилось разработкой передовых технологий добычи.
Золотосодержащие лимонитовые госсаны продуктивно добывались в горнодобывающем районе округа Шаста, Калифорния . [20] Подобные месторождения были добыты вблизи Рио-Тинто в Испании и горы Морган в Австралии . В золотом поясе Далонега в округе Лампкин, штат Джорджия, золото добывалось из богатых лимонитом латеритных или сапролитовых почв.
Поскольку месторождения сапролита на многих горнодобывающих объектах истощены, лимонит стал наиболее известным источником никеля для использования в энергоемких батареях.
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ Лимонит , Mindat.org , получено 16 октября 2011 г.
- ^ «Минерал 1.0: Лимонит» . Проверено 16 октября 2011 г.
- ^ «Лимонит (гидрат оксида железа)» . Проверено 16 октября 2011 г.
- ^ Макихерн, Скотт (1996) «Начало железного века к северу от гор Мандара, Камерун и Нигерия», стр. 489–496 В Пвити, Гилберт и Сопер, Роберт (редакторы) (1996) Аспекты африканской археологии: материалы десятой панели -Издательство Африканского конгресса Университета Зимбабве, Хараре, Зимбабве, ISBN 978-0-908307-55-5 ; заархивировано здесь 11 Интернет-архивом марта 2012 г.
- ^ Диоп-Маес, Луиза Мари (1996) «La вопрос де l'Âge du Fer en Afrique» («Вопрос железного века в Африке») Анк 4/5: стр. 278–303, на французском языке; заархивировано здесь 25 Интернет-архивом января 2008 г.
- ^ Лимонит , Mindat.org
- ^ Джексон, Джулия А., изд. (1997). «коричневый гематит». Глоссарий геологии (4-е изд.). Александрия, Вирджиния : Американский геологический институт . ISBN 0922152349 .
- ^ Джексон 1997 , «бурая железная руда».
- ^ Jump up to: а б Нортроп, Стюарт А. (1959) «Лимонитовые минералы Нью-Мексико » (пересмотренное издание) University of New Mexico Press, Альбукерке, Нью-Мексико, стр. 329–333, ОСЛК 2753195
- ^ Jump up to: а б с д Нессе, Уильям Д. (2000). Введение в минералогию . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. стр. 371–372. ISBN 9780195106916 .
- ^ Кляйн, Корнелис; Херлбат, Корнелиус С. младший (1993). Руководство по минералогии: (по мотивам Джеймса Д. Даны) (21-е изд.). Нью-Йорк: Уайли. ISBN 047157452X .
- ^ Маккей, Алабама (декабрь 1962 г.). «β-Оксигидроксид железа — акаганеит». Минералогический журнал и журнал Минералогического общества . 33 (259): 270–280. Бибкод : 1962MinM...33..270M . дои : 10.1180/minmag.1962.033.259.02 .
- ^ Цзо, Пэнфэй; Сунь, Цзянтао; Лю, Сюэфэй; Хао, Цзиньхуа; Чжэн, Дэшунь; Ли, Ю (ноябрь 2021 г.). «Два типа ярозита в осадочных породах раннего кембрия: понимание происхождения и трансформации ярозита на Марсе». Икар . 369 : 114651. Бибкод : 2021Icar..36914651Z . дои : 10.1016/j.icarus.2021.114651 .
- ^ Босуэлл, П.Ф. и Бланшар, Роланд (1929) «Ячеистая структура лимонита» Economic Geology 24 (8): стр. 791–796.
- ^ Рубисов, Д.Х.; Кровинкель, Дж. М.; Папангелакис, В.Г. (ноябрь 2000 г.). «Сернокислотное автоклавное выщелачивание латеритов — универсальная кинетика растворения никеля для лимонитов и лимонитово-сапролитовых смесей». Гидрометаллургия . 58 (1): 1–11. дои : 10.1016/S0304-386X(00)00094-3 .
- ^ Гао, Цзянь-мин; Ченг, Фанцинь (август 2018 г.). «Исследование по получению ферритов шпинели с повышенными магнитными свойствами с использованием в качестве сырья лимонитовой латеритовой руды». Журнал магнетизма и магнитных материалов . 460 : 213–222. Бибкод : 2018JMMM..460..213G . дои : 10.1016/j.jmmm.2018.04.010 . S2CID 125368631 .
- ^ Керфут, Дерек Дж. Э. (2005). «Никель». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a17_157 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Константину, Г. и Говетт, GJS (1972). «Генезис сульфидных месторождений, охры и умбры Кипра». Труды Горно-металлургического института . 81: стр. 34–46.
- ^ Хекель, Джордж Б. (1910) «Краски на основе оксида железа». Обзор красок, масел и лекарств . 50 (4): стр. 14–21, стр. 14.
- ^ Jump up to: а б Браун, Дж. Честер (1915) Шахты и минеральные ресурсы округа Шаста, округа Сискию, округа Тринити Горное бюро штата Калифорния, Типография штата Калифорния, Сакраменто, Калифорния, страницы 15–16 , ОСЛК 5458708
- ↑ Уилфорд, Джон Ноубл (13 октября 2011 г.) «В африканской пещере признаки древней фабрики по производству красок» The New York Times ; печатная версия опубликована 14 октября 2011 г. под заголовком «Африканская пещера, древняя фабрика по производству красок отодвигает символическую мысль человека «далеко назад»», нью-йоркское издание, стр. A-14; заархивировано WebCite, страницы 1 и 2 , 11 марта 2012 г.
- ^ Оксид железа становится металлическим железом примерно при 1250°C, что почти на 300 градусов ниже температуры плавления железа, равной 1538°C.
- ^ Шмидт, Питер и Эйвери, Дональд Х. (22 сентября 1978 г.) «Комплексная выплавка железа и доисторическая культура в Танзании» Science 201 (4361): стр. 1085–1089
- ^ Вагнер, Дональд Б. (1999) «Самое раннее использование железа в Китае». Архивировано 18 июля 2006 г. в Wayback Machine, стр. 1–9. В книге Янг, Сюзанна М.М. и др. (редакторы) (1999) Металлы в древности Archaeopress, Оксфорд, Англия, ISBN 978-1-84171-008-2
- ^ Йокенхёвель, Альбрехт и др. (1997) «Археологические исследования начала доменной технологии в Центральной Европе» Abteilung für Ur- und Frühgeschichtliche Archäologie, Вестфальский университет Вильгельма, Мюнстер; аннотация опубликована под названием: Йокенхёвель, А. (1997) «Археологические исследования начала доменной технологии в Центральной Европе». В Crew, Питер и Crew, Сьюзан (редакторы) (1997) Ранняя обработка железа в Европе: археология и эксперимент: тезисы международной конференции в Plas Tan y Bwlch, 19–25 сентября 1997 г. (Plas Tan y Bwlch, периодические статьи № 3) Сноудония Центр изучения национальных парков, Гвинед, Уэльс, стр. 56–58. OCLC 470699473 . Архивировано здесь WebCite г. 11 марта 2012
Внешние ссылки
[ редактировать ]