Сидерит - Siderite

Сидерит - это также название типа железный метеорит.
Сидерит
Гарвардский музей естественной истории. Сидерит. Гилман, Eagle Co., CO (DerHexer) 2012-07-20.jpg
Общий
КатегорияКарбонатный минерал
Формула
(повторяющийся блок)		FeCO3
Классификация Струнца5.AB.05
Классификация Дана14.01.01.03
Кристаллическая системаТригональный
Кристалл классШестиугольный скаленоэдр (3м)
Символ HM: (3 2 / м)
Космическая группар3c
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 {0112}
РасщеплениеИдеально на {0111}
ПереломНеравномерный до раковинного
УпорствоХрупкий
Шкала Мооса твердость3.75 - 4.25
БлескСтекловидное тело, от шелковистого до жемчужного
Полосабелый
ПрозрачностьОт полупрозрачного до полупрозрачного
Удельный вес3.96
Оптические свойстваОдноосный (-)
Показатель преломленияпω = 1,875 пε = 1.633
Двулучепреломлениеδ = 0,242
ДисперсияСильный
Рекомендации[1][2][3]

Сидерит это минеральная состоит из карбонат железа (II) (FeCO3). Название происходит от греческого слова σίδηρος. сидерос "утюг". Это ценный минерал железа, так как он на 48% состоит из железа и не содержит сера или же фосфор. Цинк, магний и марганец обычно заменяют железо, образуя сидерит-смитсонит, сидерит-магнезит и сидерит-родохрозит Твердый раствор серии.[2]

Сидерит имеет Твердость по Моосу 3,75-4,25, а удельный вес из 3,96, белый полоса и стекловидный блеск или жемчужный блеск. Сидерит антиферромагнитный ниже его Температура Нееля 37 К, что может помочь в его идентификации.[4]

Он кристаллизуется в тригональная кристаллическая система, и являются ромбоэдрический по форме, обычно с изогнутыми и бороздчатыми гранями. Это также происходит массово. Цвет варьируется от желтого до темно-коричневого или черного, последнее обусловлено присутствием марганца.

Сидерит обычно встречается в гидротермальный вены, и связан с барит, флюорит, галенит, и другие. Это также обычное диагенетический минерал в сланцы и песчаники, где иногда образуется конкреции, который может заключать в трехмерное сохраненное окаменелости.[5] В осадочные породы, сидерит обычно образуется на небольших глубинах залегания, а его элементный состав часто связан с осадочная среда вмещающих отложений.[6] Кроме того, в ряде недавних исследований использовался изотопный состав кислорода сферосидерита (тип, связанный с почвы ) как доверенное лицо для изотопический Состав метеорная вода вскоре после осаждения.[7]

Спатическая железная руда

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

Их гидротермальная минерализация имеет тенденцию формировать их как небольшие рудные линзы, часто следуя круто погружение плоскости подстилки.[ii] Это делает их непригодными для разработка карьеров, и увеличивает стоимость их обработки за счет добычи с горизонтальной забоя.[9] Поскольку отдельные рудные тела небольшие, может также потребоваться дублирование или перемещение машинного оборудования карьера, заводной двигатель и качающий двигатель, между этими корпусами по мере отработки каждого. Это делает добычу руды более дорогостоящей по сравнению с обычными железный камень или же гематит карьеры.[iii]

Извлеченная руда также имеет недостатки. Карбонатную руду сложнее нюхать чем гематит или другая оксидная руда. Удаление карбоната, поскольку углекислый газ требует больше энергии, поэтому руда «убивает» доменная печь если добавлено напрямую. Вместо этого руду нужно подвергнуть предварительному обжигу. Разработка конкретных методов работы с этими рудами началась в начале 19 века, в основном благодаря работам Сэр Томас Летбридж в Сомерсет.[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 изобретением Чарльза Сандерсона, сталелитейщика из Шеффилда, которому принадлежал патент на нее.[12]

Эти различия между спатической рудой и гематитом привели к провалу ряда проблем, связанных с добычей полезных ископаемых, в частности, Brendon Hills Iron Ore Company.[13]

Спатические железные руды богаты марганцем и содержат незначительное количество фосфора. Это привело к их главному преимуществу, связанному с Бессемеровский процесс производства стали. Хотя первые демонстрации Бессемера в 1856 году были успешными, более поздние попытки воспроизвести это были печально провальными.[14] Работа металлурга Роберт Форестер Мушет 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 он 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 вызвало внезапный спрос на spiegeleisen. Хотя он не был доступен в достаточном количестве как минерал, сталелитейные заводы, такие как Ebbw Vale в 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 оригинальная «кислая» облицовка, сделанная из кремнистого песчаника или ганистер, преобразователя Бессемера в разработанном Процесс Гилкриста Томаса. Это удалило примеси фосфора, как шлак, образуется в результате химической реакции с лайнером и больше не требует шпатлевки. С 1880-х годов спрос на руды снова упал, и многие рудники, в том числе рудники Брендон Хиллз, вскоре закрылся.

Галерея

  • Сидерит - Redruth, 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

  1. ^ https://en.wiktionary.org/wiki/spathic.
  2. ^ Некоторый сидерит вместе с гетит, также образуется в болотное железо депозиты,[8] но они небольшие и экономически второстепенные.
  3. ^ И железные камни, и полосчатые железные образования являются осадочными образованиями, поэтому экономически жизнеспособные отложения могут быть значительно толще и обширнее.[10]

Рекомендации

  1. ^ Справочник по минералогии
  2. ^ а б Миндат
  3. ^ Веб-минеральные данные
  4. ^ Frederichs, T .; фон Добенек, Т .; Bleil, U .; Деккерс, М.Дж. (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. Дои:10.1016 / S1474-7065 (03) 00121-9.
  5. ^ Рассел Гарвуд, Джейсон А. Данлоп и Марк Д. Саттон (2009). "Реконструкция высокоточной рентгеновской микротомографии обитающих в сидеритах паукообразных каменноугольных отложений". Письма о биологии. 5 (6): 841–844. Дои:10.1098 / rsbl.2009.0464. ЧВК  2828000. PMID  19656861.
  6. ^ Мозли П.С., 1989, Связь между условиями осадконакопления и элементным составом раннего диагенетического сидерита: Геология, т. 17, стр. 704- 706
  7. ^ Людвигсон, Г.А., Гонсалес, Л.А., Мецгер, Р.А., Витцке, Б.Дж., Бреннер, Р.Л., Мурильо, А.П., Уайт, Т.С., 1998, Метеорные линии сферосидерита и их использование для палеогидрологии и палеоклиматологии: Геология, т. 26, с. 1039-1042
  8. ^ Осадочная геология, п. 304.
  9. ^ Джонс (2011), п. 34–35,37.
  10. ^ Протеро, Дональд Р .; Шваб, Фред (1996). Осадочная геология. Нью-Йорк: W.H. Фримен и компания. С. 300–302. ISBN  0-7167-2726-9.
  11. ^ Джонс, М. (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 (связь)
  12. ^ ГБ 7828, Чарльз Сандерсон, «Плавка железных руд», выпущенный в октябре 1838 г. 
  13. ^ Джонс (2011), п. 99.
  14. ^ а б Джонс (2011), п. 16.
  15. ^ Джонс (2011), п. 158.