المحتوى
- ما هو الهيماتيت؟
- الخصائص الفيزيائية للهيماتيت
- تركيب الهيماتيت
- حدوث جيولوجي
- الهيماتيت على المريخ؟
- استخدامات الهيماتيت (خام الحديد)
- استخدامات الهيماتيت (الصباغ)
- استخدامات الهيماتيت (المواد جوهرة)
- استخدامات الهيماتيت (شفاء ستون)
- استخدامات أخرى للهيماتيت
الهيماتيت Oolitic: عينة من خام الحديد الهيماتيت الأولي. Oolites هي كرات صغيرة مستديرة من الهيماتيت المترسبة كيميائيا. يبلغ طول العينة الموجودة في الصورة حوالي أربع بوصات (عشرة سنتيمترات) ، ويبلغ قطر أكبر العينات الأولية بضعة ملليمترات.
ما هو الهيماتيت؟
الهيماتيت هي واحدة من أكثر المعادن وفرة على سطح الأرض وفي القشرة الضحلة. وهو أكسيد الحديد مع التركيب الكيميائي لل Fe2O3. إنه معدن شائع يتكون من الصخور الموجودة في الصخور الرسوبية والمتحولة والبركانية في مواقع في جميع أنحاء العالم.
الهيماتيت هو خام الحديد الأكثر أهمية. على الرغم من أنه تم تعدينه في آلاف المواقع حول العالم ، إلا أن معظم الإنتاج يأتي اليوم من عشرات من الرواسب الكبيرة حيث تسمح الاستثمارات الكبيرة في المعدات للشركات بالتعدين الفعال للمعادن الخام ومعالجتها. يتم إنتاج معظم خام الآن في الصين وأستراليا والبرازيل والهند وروسيا وأوكرانيا وجنوب أفريقيا وكندا وفنزويلا والولايات المتحدة.
للهيماتيت مجموعة واسعة من الاستخدامات الأخرى ، لكن أهميتها الاقتصادية صغيرة جدًا مقارنة بأهمية خام الحديد. يستخدم المعدن لإنتاج أصباغ ، الاستعدادات لفصل الوسائط الثقيلة ، التدريع الإشعاعي ، الصابورة ، والعديد من المنتجات الأخرى.
الهيماتيت متتالية: جميع عينات الهيماتيت ستنتج خطًا محمرًا. خط المعادن هو لونه في شكل مسحوق عند كشطه عبر صفيحة متتالية (قطعة صغيرة من البورسلين غير المزجج تستخدم لإنتاج كمية صغيرة من مسحوق المعادن). ستنتج بعض عينات الهيماتيت خطًا أحمر لامعًا ، بينما ينتج بعضها الآخر خطًا بني محمر. هناك حاجة إلى الحذر عند اختبار عينة من الهيماتيت مع بريق معدني. غالبًا ما تكون هذه العينات هشة وتترك أثراً من الحطام إلى جانب الشريط. هذا الحطام ليس مسحوقًا - إنه أثر شظايا. لذلك ، لتقييم الخط ، يجب التخلص من الجسيمات الرخوة برفق من لوحة الخطوط أو تنظيفها برفق. هذا يترك وراءه المسحوق المضمن في السطح المحكم للوحة الإنتصارات. في الصورة أعلاه ، تم تنظيف الشريط على اليسار من الشظايا ، ويمكنك أن ترى أنه بني محمر. الشريط على اليمين لا يزال يحتوي على آثار للشظايا اللامعة التي يجب إزالتها بلطف للتقييم المناسب.
الخصائص الفيزيائية للهيماتيت
الهيماتيت لديه مظهر متغير للغاية. يمكن أن تتراوح بريقها من الترابي إلى المعدني إلى المعدني. يتراوح لونه بين الأحمر والبني والأسود إلى الرمادي إلى الفضة. ويحدث ذلك في العديد من الأشكال التي تشمل micaceous ، ضخمة ، البلورية ، botryoidal ، ليفية ، oolitic ، وغيرها.
على الرغم من أن الهيماتيت له مظهر متغير بدرجة كبيرة ، إلا أنه ينتج دائمًا خطًا أحمرًا. يفاجأ الطلاب في دورات الجيولوجيا التمهيدية عادةً بمشاهدة المعدن ذي اللون الفضي وهو ينتج سلسلة من المحمر. يتعلمون بسرعة أن خط المحمر هو أهم دليل لتحديد الهيماتيت.
الهيماتيت ليس مغنطيسيًا ويجب ألا يستجيب لمغناطيس شائع. ومع ذلك ، تحتوي العديد من عينات الهيماتيت على ما يكفي من المغنتيت التي تنجذب إلى المغناطيس المشترك. هذا يمكن أن يؤدي إلى افتراض غير صحيح أن العينة هي المغنتيت أو البيروتيت ضعيف المغناطيسية. يجب على المحقق التحقق من الخصائص الأخرى لتحديد هوية مناسبة.
إذا قام المحقق بفحص الخط ، فستستبعد سلسلة المحمر تحديد الهوية على أنها مغنتيت أو بيروتوتيت. بدلاً من ذلك ، إذا كانت العينة مغناطيسية وذات خط أحمر ، فمن الأرجح أن تكون مزيجًا من الهيماتيت والمغنتيت.
الهيماتيت براق: الهيماتيت براق ، يسمى أحيانًا "الهيماتيت المجهري" ، له بريق معدني ويبدو أنه صخرة تتكون من رقائق الميكا اللامعة. بدلا من تلك رقائق الهيماتيت. على الرغم من أن هذا الهيماتيت له لون فضي ، فإنه لا يزال ينتج خطًا محمرًا - وهو مفتاح لتحديد الهيماتيت. يعد اختبار الصلابة على الهيماتيت المرصع أمرًا صعبًا لأن العينات تميل إلى الانهيار. يبلغ طول هذه العينة حوالي أربع بوصات (عشرة سنتيمترات) وتم جمعها بالقرب من ريبابليك ، ميشيغان.
تشكيل الحديد النطاقات: الصورة عن قرب لتشكيل الحديد النطاقات. في هذه العينة ، تتناوب عصابات الهيماتيت (الفضة) مع عصابات يشب (أحمر). وغالبًا ما يطلق على الصخر المنتج حيث يتم استخراج هذه التكوينات "التاكونيت". تمتد هذه الصورة على مساحة من الصخر بعرض قدم واحدة (30 سم). الصورة التي التقطها أندريه كارواث ، رخصة غنو للوثائق الحرة.
تركيب الهيماتيت
الهيماتيت النقي يحتوي على حوالي 70٪ من الحديد و 30٪ من الأكسجين بالوزن. مثل معظم المواد الطبيعية ، ونادرا ما وجدت مع هذا التكوين النقي. وينطبق هذا بشكل خاص على الرواسب الرسوبية حيث يتشكل الهيماتيت عن طريق الترسيب غير العضوي أو البيولوجي في جسم مائي.
يمكن أن تؤدي الترسبات الصغرى إلى إضافة معادن طينية إلى أكسيد الحديد. يمكن أن يؤدي الترسيب العرضي إلى احتواء الترسبات على شرائط بديلة من أكسيد الحديد والصخر الزيتي. يمكن إضافة السيليكا في شكل يشب أو قشر أو عقيق من خلال عمليات كيميائية أو clastic أو بيولوجية بكميات صغيرة أو في حلقات كبيرة. أصبحت هذه الرواسب ذات الطبقات من الهيماتيت والسجيل أو الهيماتيت والسيليكا تُعرف باسم "تكوينات الحديد ذات النطاقات" (انظر الصورة).
الهيماتيت الهائل: عينة من الهيماتيت الهائل حوالي أربع بوصات (عشرة سنتيمترات) تم جمعها بالقرب من أنتويرب ، نيويورك.
ركاز الكلى الهيماتيت: يترسب بعض الهيماتيت في التجاويف ولديه الفرصة لتشكيل عادة غير مقيدة. عادةً ما تتطور عادة تُعرف باسم "خام الكلى" في التجاويف ويتم تسميتها لمظهرها البصري المماثل مع العضو الداخلي. هذا النوع من الهيماتيت المترسّب كيميائياً غالبًا ما يكون غير ملوثًا نسبيًا بالطين الرسوبي أو الصخور المضيفة وله درجة نقاوة أعلى. يجعل درجة نقاء عالية هذا الهيماتيت المفضل لصنع أصباغ. يبلغ طول هذه العينة حوالي أربع بوصات (عشرة سنتيمترات) وتم جمعها بالقرب من كمبرلاند ، إنجلترا.
حدوث جيولوجي
تم العثور على الهيماتيت كمعدن أولي وكمنتج تغيير في الصخور البركانية والمتحولة والرسوبية. يمكن أن تتبلور خلال تمايز الصهارة أو تترسب من السوائل الحرارية المائية تتحرك من خلال كتلة صخرية. يمكن أن تتشكل أيضًا أثناء تحول الاتصال عندما تتفاعل الصهارة الساخنة مع الصخور المجاورة.
أهم رواسب الهيماتيت التي تشكلت في البيئات الرسوبية. منذ حوالي 2.4 مليار سنة ، كانت محيطات الأرض غنية بالحديد الذائب ، لكن القليل من الأكسجين الحر كان موجودًا في الماء. ثم أصبحت مجموعة من البكتيريا الزرقاء قادرة على التمثيل الضوئي. تستخدم البكتيريا أشعة الشمس كمصدر للطاقة لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى كربوهيدرات وأكسجين وماء. صدر هذا التفاعل أول أوكسجين حر في بيئة المحيط. الأكسجين الجديد على الفور جنبا إلى جنب مع الحديد لتشكيل الهيماتيت ، والتي غرقت في قاع قاع البحر وأصبحت الوحدات الصخرية التي نعرفها اليوم باسم تشكيلات الحديد النطاقات.
بعد فترة وجيزة ، كانت عملية التمثيل الضوئي تحدث في أجزاء كثيرة من محيطات الأرض ، وكانت رواسب الهيماتيت الواسعة تتراكم في قاع البحر. استمر هذا الترسب لمئات ملايين السنين - من حوالي 2.4 إلى 1.8 مليون سنة مضت. سمح ذلك بتكوين رواسب من الحديد بسماكة تتراوح بين مئات إلى عدة آلاف من الأقدام والتي تكون أفقية ثابتة على مئات إلى آلاف الأميال المربعة. وهي تضم بعضًا من أكبر التكوينات الصخرية في سجل صخور الأرض.
تحتوي العديد من رواسب الحديد الرسوبية على كل من الهيماتيت والمغنيتيت وكذلك معادن الحديد الأخرى. وغالبًا ما تكون هذه المواد مرتبطة بشكل حميم ، ويتم استخراج خام المعادن وسحقه ومعالجته لاستعادة كلتا المعادنتين. تاريخيا ، لم يتم استرداد الكثير من الهيماتيت وتم إرسالها إلى أكوام المخلفات. معالجة أكثر كفاءة اليوم يسمح لاسترداد المزيد من الهيماتيت من الخام. يمكن أيضًا إعادة معالجة المخلفات لاستعادة الحديد الإضافي وتقليل حجم المخلفات.
المريخ "العنب البري": في عام 2004 ، اكتشفت وكالة ناسا لاستكشاف المريخ استكشاف ناسا أن التربة القريبة من موقع الهبوط تحتوي على ملايين من المجالات الصغيرة التي أطلق عليها الباحثون اسم "التوت الأزرق". عند التحليل ، تم تحديد أنها تتكون من أكسيد الحديد ، ومعظمها في شكل الهيماتيت. يساهم المحتوى الحديدي لصخور المريخ والتربة في ظهوره الأحمر من الأرض وساعده في الحصول على اسم "الكوكب الأحمر". الصورة بواسطة ناسا.
الهيماتيت على المريخ؟
اكتشفت ناسا أن الهيماتيت هو أحد أكثر المعادن وفرة في الصخور والتربة على سطح المريخ. توفر وفرة من الهيماتيت في صخور المريخ والمواد السطحية لونًا بنيًا محمرًا ، وهذا هو سبب ظهور الكوكب الأحمر في سماء الليل. إنه أصل لقب "الكوكب الأحمر" للمريخ.
حبيبات التكونيت: تتكون حبيبات التاكونيت هذه من صخور التاكونيت المسحوقة التي تمت معالجتها لتحسين محتوى الحديد ومزجها بكمية صغيرة من الطين لتحسين تكويرها. هذه هي إحدى الطرق القياسية لشحن خام الحديد من منجم إلى مصنع للصلب. يبلغ قطر الجسيمات الدائرية حوالي 1/2 بوصة (1 1/4 سنتيمتر) ويسهل التعامل معها أثناء الشحن وفي المصنع. صورة من هارفي هنكلمان.رخصة جنو للوثائق الحرة.
استخدامات الهيماتيت (خام الحديد)
الهيماتيت هو خام الحديد الأكثر أهمية في العالم. على الرغم من أن المغنتيت يحتوي على نسبة أعلى من الحديد ويسهل معالجته ، إلا أن الهيماتيت هو الركاز الرائد لأنه أكثر وفرة ويوجد في الرواسب في أجزاء كثيرة من العالم.
يتم استخراج الهيماتيت في بعض من أكبر المناجم في العالم. تتطلب هذه المناجم استثمارات بمليارات الدولارات ، وسيزيل بعضها أكثر من 100 مليون طن من الخام في السنة. يمكن أن يصل عمق هذه المناجم المفتوحة إلى مئات الآلاف من الأمتار وعدة أميال في الوقت الذي تم فيه الانتهاء منها.
تعد الصين وأستراليا والبرازيل والهند وروسيا وأوكرانيا وجنوب إفريقيا والولايات المتحدة المنتجين الرئيسيين لخام الحديد في العالم (بما في ذلك الهيماتيت والمغنيتيت وخامات أخرى). إنتاج خام الحديد في الولايات المتحدة يحدث في ميشيغان ومينيسوتا.
الصباغ الهيماتيت: كان الهيماتيت من أوائل معادن الصباغ التي يستخدمها الناس. منذ ما لا يقل عن 40،000 عام ، حصل الناس على الهيماتيت ، وسحقوه إلى مسحوق ناعم ، واستخدموه لصنع الدهانات. المبينة أعلاه هي أصباغ الهيماتيت التجارية المتوفرة اليوم. من أعلى اليسار ، في اتجاه عقارب الساعة ، هم: Blue Ridge Hematite ، و Blue Ridge Violet Hematite ، و Venetian Red ، و Pozzuoli Red. منذ عصر النهضة ، غالبًا ما تم تسمية الأصباغ على اسم المواقع التي تم إنتاجها فيها. تنوع الألوان هو نتيجة لنوع الهيماتيت المستخدم والشوائب ، مثل الطين وأكاسيد الحديد الأخرى ، التي تمتزج معها.
الجواهر الهيماتيت: غالبًا ما تصنع الهيماتيت والكونيت في أحجار هابطة أو مقطعة إلى كبوشن وحبات. هذه هي شعبية كعناصر المجوهرات غير مكلفة. تعثر الهيماتيت المصقول أيضًا باسم "حجر الشفاء". بعض الناس يعتقدون أن حملها سيساعد في تخفيف بعض المشاكل الطبية. هذا الاستخدام ليس له ميزة علمية ويمكن أن يكون ضارًا بالفعل لأنه يحول الأشخاص الذين يحتاجون إلى عناية طبية من زيارة الطبيب.
استخدامات الهيماتيت (الصباغ)
اسم الهيماتيت هو من الكلمة اليونانية "التهاب haimatitis" التي تعني "أحمر الدم". ينبع هذا الاسم من لون الهيماتيت عندما يتم سحقه إلى مسحوق ناعم. اكتشف الناس البدائيون أن الهيماتيت يمكن سحقه وخلطه بسائل لاستخدامه كطلاء أو مستحضرات تجميل. صُممت لوحات الكهوف ، التي تُعرف باسم "الصور التوضيحية" ، والتي يعود تاريخها إلى ما قبل 40000 عام بأصباغ الهيماتيت.
الهيماتيت لا يزال واحدا من أهم المعادن الصباغ. تم تعدينه في العديد من المواقع حول العالم وتم تداوله على نطاق واسع باعتباره صبغة حمراء. أثناء عصر النهضة عندما بدأ العديد من الرسامين باستخدام الزيوت والقماش ، كان الهيماتيت أحد أهم الأصباغ. كان لون الهيماتيت معتمًا ودائمًا. يمكن خلطها مع صبغة بيضاء لإنتاج مجموعة متنوعة من الألوان الوردية التي كانت تستخدم لطلاء اللحم.
أفضل طريقة للتعرف على المعادن هي الدراسة مع مجموعة من العينات الصغيرة التي يمكنك التعامل معها وفحصها ومراقبتها. مجموعات المعادن غير مكلفة متوفرة في المتجر.
استخدامات الهيماتيت (المواد جوهرة)
الهيماتيت عبارة عن مادة جوهرية بسيطة تستخدم لإنتاج الكبوشون والخرز والمنحوتات الصغيرة والأحجار المكسرة ومواد أخرى. المواد المستخدمة في تصنيع هذه المنتجات هي الهيماتيت ذو اللون الفضي بنسيج صلب وموحد. اللون الفضي المشرق للهيماتيت و "إحساسه الثمين" يجعله حجر مشهور.
تحف الهيماتيت: غالبًا ما يتم عرض المنتجات التي تدعى "الهيماتيت المغناطيسي" و "الهيماتيت البراق" للبيع في متاجر الهدايا ، والسياحية ، والجدة ، والعلوم ومواقعها على الويب. معظم هذه المواد ليست هيماتيت ولكنها مواد من صنع الإنسان لا تحتوي حتى على التركيب الكيميائي نفسه للهيماتيت. قم بشرائها إذا أعجبك ولكن ليس لأنك تعتقد أنك تحصل على عينة معدنية فريدة من نوعها.
استخدامات الهيماتيت (شفاء ستون)
يعتقد بعض الناس أن حمل قطع من الهيماتيت المصقول ، والمعروفة باسم "أحجار الشفاء" ، سيخفف من بعض المشاكل الطبية. لا يوجد أي دليل علمي على أن هذا الاستخدام للهيماتيت له أي تأثير إيجابي يتجاوز كونه دواء وهمي. إن استخدام الهيماتيت "كحجر شفاء" أو "بلورة شفاء" يمكن أن يكون ضارًا لأنه يحول الناس عن رؤية طبيب يمكنه تقديم الرعاية المناسبة. ثم عندما يقرر الشخص المصاب أخيرًا زيارة الطبيب ، يكون وضعه أكثر حدة.
فرن الحديد: في 1700 و 1800 ، أنتجت مناجم صغيرة في شرق الولايات المتحدة الهيماتيت الذي كان بمثابة خام الحديد الرئيسي في المنطقة. تمت معالجة الخام عن طريق تسخينه عن طريق حرق الفحم في أفران حجرية بسيطة. رواسب خام الحديد كانت صغيرة ومن الصعب استغلالها. عندما تم اكتشاف رواسب خام الحديد الكبيرة في منطقة البحيرات الكبرى ، لم يعد خام الحديد يستخرج في شرق الولايات المتحدة. يظهر هو Vesuvius Iron فرن جنوب أوهايو. صورة هيئة المسح الجيولوجي الامريكية.
استخدامات أخرى للهيماتيت
يستخدم الهيماتيت لعدد من الأغراض الأخرى. إنها مادة كثيفة للغاية وغير مكلفة تكون فعالة في إيقاف الأشعة السينية. لهذا السبب يتم استخدامه للإشعاع التدريع حول المعدات الطبية والعلمية. التكلفة المنخفضة والكثافة العالية من الهيماتيت وخامات الحديد الأخرى تجعلها مفيدة أيضًا كصابورة للسفن.
يمكن أيضًا أن يكون الهيماتيت مطحونًا لمسحوق ناعم أنه عندما يخلط بالماء سيُنتج سائل ذو ثقل عالٍ للغاية. تستخدم هذه السوائل في معالجة "تعويم الحوض" للفحم والمواد المعدنية الأخرى. يتم وضع الفحم المسحوق ، الذي لديه ثقل محدد للغاية ، على السائل الثقيل ويطفو الفحم النظيف الخفيف ، في حين أن شوائب الجاذبية العالية مثل حوض البايرايت.
أخيرًا ، الهيماتيت هي المادة المستخدمة في صناعة مركبات التلميع المعروفة باسم "أحمر روج" و "جواهرجية روج". أحمر روج هو مسحوق الهيماتيت تستخدم لتلميع النحاس والمعادن اللينة الأخرى. يمكن إضافته إلى قطعة خبز الذرة المكسرة أو وسائط قشرة الجوز المكسرة لأغلفة غلاف النحاس النحاسية. الجواهريون روج هو عجينة تستخدم على قطعة قماش ناعمة لتلميع الذهب والفضة والمجوهرات.