Minerály

Hematit



Vlastnosti, použitie a výskyt najdôležitejšej rudy železa.


Oolitický hematit: Vzorka oolitickej hematitovej železnej rudy. Oolity sú malé guľaté gule chemicky vyzrážaného hematitu. Vzorka na fotografii má priemer asi štyri palce (desať centimetrov) a najväčšie oolity majú priemer niekoľko milimetrov.

Čo je hematit?

Hematit je jedným z najhojnejších minerálov na zemskom povrchu av plytkej kôre. Je to oxid železa s chemickým zložením Fe2O3, Je to obyčajný horninotvorný minerál nachádzajúci sa v sedimentárnych, metamorfovaných a vyvrelých horninách v lokalitách po celom svete.

Hematit je najdôležitejšou rudou železa. Hoci sa kedysi ťažilo na tisíckach miest po celom svete, dnes takmer všetka produkcia pochádza z niekoľkých desiatok veľkých ložísk, kde významné investície do zariadení umožňujú spoločnostiam efektívne ťažiť a spracovať rudu. Väčšina rúd sa v súčasnosti vyrába v Číne, Austrálii, Brazílii, Indii, Rusku, Ukrajine, Južnej Afrike, Kanade, Venezuele a Spojených štátoch.

Hematit má mnoho ďalších použití, ale ich ekonomický význam je veľmi malý v porovnaní s významom železnej rudy. Minerál sa používa na výrobu pigmentov, prípravkov na separáciu ťažkých médií, ochranu pred žiarením, balastu a mnohých ďalších produktov.

Hematitov pruh: Všetky vzorky hematitu spôsobia načervenalý pruh. Pruh minerálu je jeho farba v práškovej forme, keď je zoškrabaný cez pruh dosky (malý kúsok neglazovaného porcelánu, ktorý sa používa na výrobu malého množstva minerálneho prášku). Niektoré exempláre hematitu budú produkovať brilantné červené pruhy, iné budú mať červenkasté hnedé pruhy. Pri skúšaní vzorky hematitu kovovým leskom je potrebná opatrnosť. Tieto vzorky sú často krehké a spolu s pruhom zanechávajú stopy úlomkov. Táto troska nie je prášok - je to stopa fragmentov. Na vyhodnotenie pruhu musia byť sypké častice jemne vytriasané z platne pruhov alebo veľmi ľahko oholené. To zanecháva prášok, ktorý je zabudovaný do štruktúrovaného povrchu pruhovej platne. Na fotografii vyššie bol pruh vľavo vyčistený od úlomkov a môžete vidieť, že je červenkasto hnedý. Pruh na pravej strane stále obsahuje stopu trblietavých fragmentov, ktoré je potrebné jemne odstrániť, aby sa dalo správne vyhodnotiť.

Fyzikálne vlastnosti hematitu

Chemická klasifikáciaoxid
farbaČierna až oceľovo šedá až strieborná; červená až červenohnedá až čierna
pruhČervená až červenohnedá
leskKovové, submetalické, zemité
Diaphaneitynepriehľadný
štěpnostnikto
Mohsova tvrdosť5 až 6,5
Špecifická závažnosť5,0 až 5,3
Diagnostické vlastnostiČervený pruh, špecifická hmotnosť
Chemické zloženiefe2O3
Kryštálový systémtrigonální
použitieNajdôležitejšia ruda železa. Pigment, separácia ťažkých médií, ochrana pred žiarením, štrk, leštiace zmesi, drobný drahokam

Fyzikálne vlastnosti hematitu

Hematit má veľmi variabilný vzhľad. Jeho lesk sa môže pohybovať od zemitých po metalické až kovové. Jeho farebné rozsahy zahŕňajú červenú až hnedú a čiernu až šedú až striebornú. Vyskytuje sa v mnohých formách, ktoré zahŕňajú sľudové, masívne, kryštalické, botryoidálne, vláknité, oolitické a iné.

Aj keď hematit má vysoko variabilný vzhľad, vždy vytvára červenkastú škvrnu. Študenti v úvodných kurzoch geológie sú zvyčajne prekvapení, keď vidia, ako strieborne sfarbený minerál vytvára červenkastú šmuhu. Rýchlo sa naučia, že načervenalý pruh je najdôležitejšou stopou na identifikáciu hematitu.

Hematit nie je magnetický a nemal by reagovať na bežný magnet. Mnoho vzoriek hematitu však obsahuje dostatok magnetitu, aby boli priťahované k bežnému magnetu. To môže viesť k nesprávnemu predpokladu, že vzorkou je magnetit alebo slabo magnetický pyrrhotit. Vyšetrovateľ musí skontrolovať ďalšie vlastnosti, aby urobil správnu identifikáciu.

Ak vyšetrovateľ pruh skontroluje, načervenalý pruh vylúči identifikáciu ako magnetit alebo pyrrhotit. Namiesto toho, ak je vzorka magnetická a má načervenalý pruh, je to pravdepodobne kombinácia hematitu a magnetitu.

Špeculárny hematit: Špekulový hematit, niekedy nazývaný „sľudový hematit“, má kovový lesk a zdá sa, že je to hornina zložená z lesklých sľudových vločiek. Namiesto toho sú tieto vločky hematit. Aj keď má tento hematit striebornú farbu, stále vytvára červenkastú škvrnu - čo je kľúčom k identifikácii hematitu. Testovanie tvrdosti na zrkadlovom hematite je ťažké, pretože vzorky majú tendenciu sa rozpadať. Táto vzorka má priemer asi štyri palce (desať centimetrov) a bola odobratá v blízkosti republiky v Michigane.

Formácia pásového železa: Detailný záber na pruhované železné formácie. V tejto vzorke sa pásy hematitu (striebro) striedajú s pruhmi jaspisu (červenej). Hornina, v ktorej sa tieto útvary ťažia, sa často nazýva „taconite“. Táto fotografia sa rozkladá na ploche skalnej šírky asi 30 centimetrov. Fotografia zhotovená André Karwathom, licencia GNU Free Documentation License.

Zloženie hematitu

Čistý hematit má zloženie asi 70% železa a 30% hmotnosti kyslíka. Rovnako ako väčšina prírodných materiálov sa zriedka vyskytuje s týmto čistým zložením. Platí to najmä pre sedimentárne usadeniny, kde sa hematit vytvára anorganickým alebo biologickým zrážaním v vodnom útvare.

Menšia plastická sedimentácia môže do oxidu železa pridať ílové minerály. Epizodická sedimentácia môže spôsobiť, že sa v ložisku budú striedavo vyskytovať pruhy oxidu železa a bridlice. Oxid kremičitý vo forme jaspisu, chertu alebo chalcedónu sa môže pridávať chemickými, klastrovými alebo biologickými procesmi v malom množstve alebo vo významných epizódach. Tieto vrstvené ložiská hematitu a bridlice alebo hematitu a siliky sa stali známymi ako „pásové železné útvary“ (pozri obrázok).

Masívny hematit: Vzorka mohutného hematitu s priemerom asi 4 cm (10 centimetrov) odobratá v blízkosti mesta Antverpy v New Yorku.

Hematit obličkovej rudy: Niektorý hematit sa zráža v dutinách a má možnosť vytvoriť neobmedzený zvyk. Zvyk známy ako „obličková ruda“ sa často vyvíja v dutinách a je pomenovaný pre svoj vizuálny vzhľad podobný vnútornému orgánu. Tento typ chemicky vyzrážaného hematitu je často relatívne nekontaminovaný sedimentmi z usadenín hliny alebo hostiteľa a má vyššiu čistotu. Vďaka vysokej čistote je hematit vhodný na výrobu pigmentov. Táto vzorka má priemer asi štyri palce (desať centimetrov) a bola odobratá v blízkosti mesta Cumberland v Anglicku.

Geologický výskyt

Hematit sa nachádza ako primárny minerál a ako produkt alterácie v vyvrelých, metamorfovaných a sedimentárnych horninách. Môže kryštalizovať počas diferenciácie magmy alebo sa môže zrážať z hydrotermálnych tekutín, ktoré sa pohybujú cez horninu. Môže sa tiež tvoriť pri kontaktnej metamorfóze, keď horúce magmy reagujú so susednými horninami.

Najdôležitejšie ložiská hematitu vznikajúce v sedimentárnom prostredí. Asi pred 2,4 miliardami rokov boli zemské oceány bohaté na rozpustené železo, ale vo vode sa nachádzalo len veľmi málo voľného kyslíka. Potom sa skupina cyanobaktérií stala schopnou fotosyntézy. Baktérie použili slnečné svetlo ako zdroj energie na premenu oxidu uhličitého a vody na uhľohydráty, kyslík a vodu. Táto reakcia uvoľnila prvý voľný kyslík do oceánskeho prostredia. Nový kyslík sa okamžite spojil so železom a vytvoril hematit, ktorý klesol na dno morského dna a stal sa skalnými jednotkami, ktoré dnes poznáme ako pásové železné útvary.

Čoskoro sa vyskytla fotosyntéza v mnohých častiach zemských oceánov a na morskom dne sa hromadili rozsiahle ložiská hematitu. Táto depozícia pokračovala stovky miliónov rokov - od asi 2,4 do 1,8 milióna rokov. To umožnilo tvorbu usadenín železa, ktoré sú hrubé stovky až niekoľko tisíc stôp, ktoré sú laterálne perzistentné na stovkách až tisícoch štvorcových kilometrov. Zahŕňajú niektoré z najväčších skalných útvarov na Zemi.

Mnohé z usadenín železa obsahujú hematit a magnetit, ako aj ďalšie minerály železa. Tieto sú často v úzkom spojení a ruda sa ťaží, drví a spracúva tak, aby sa získali obidve minerály. Historicky sa väčšina hematitu nezískala a bola poslaná na hromadu chvostov. Účinnejšie spracovanie dnes umožňuje získať viac hematitu z rudy. Odpady sa môžu tiež prepracovať, aby sa získalo ďalšie železo a znížil sa objem odtokov.

Marťanské „Čučoriedky“: V roku 2004 spoločnosť NASA Mars Exploration Rover Opportunity zistila, že pôda v blízkosti jej pristávacieho miesta obsahovala milióny malých guľôčok, ktoré vedci prezývali „čučoriedky“. Po analýze sa zistilo, že sú zložené z oxidu železa, väčšinou vo forme hematitu. Obsah železa v marťanských skalách a pôde prispieva k jeho červenému vzhľadu zo Zeme a pomohol mu získať názov „Červená planéta“. Obrázok NASA.

Hematit na Marse?

NASA zistila, že hematit je jednou z najhojnejších minerálov v horninách a pôdach na povrchu Marsu. Veľké množstvo hematitu v marťanských horninách a povrchových materiáloch dodáva krajine červenohnedú farbu, a preto sa planéta na nočnej oblohe javí ako červená. Je to pôvod prezývky „Červená planéta“ na Marse.

Taconite Pelety: Tieto pelety taconitu pozostávajú z jemne rozdrvenej taconitovej horniny, ktorá bola spracovaná na zlepšenie obsahu železa a zmiešaná s malým množstvom hlinky na zlepšenie peletizácie. Toto je jeden zo štandardných spôsobov prepravy železnej rudy z bane do oceliarne. Okrúhle častice majú priemer asi 1/2 palca (1 1/4 centimetra) a veľmi ľahko sa s nimi manipuluje počas prepravy a pri mlyne. Obrázok Harvey Henkelmann. GNU bezplatná dokumentačná licencia.

Použitie hematitu (železnej rudy)

Hematit je najdôležitejšou železnou rudou na svete. Hoci magnetit obsahuje vyššie percento železa a je ľahšie spracovateľný, hematit je hlavnou rudou, pretože je hojnejší a prítomný v ložiskách v mnohých častiach sveta.

Hematit sa ťaží v niektorých z najväčších baní na svete. Tieto bane si vyžadujú investície miliárd dolárov a niektoré z nich ročne odstránia vyše 100 miliónov ton rudy. Tieto povrchové bane môžu byť hlboké stovky až tisíce stôp a niekoľko kilometrov v čase, keď boli dokončené.

Čína, Austrália, Brazília, India, Rusko, Ukrajina, Južná Afrika a USA sú poprednými svetovými výrobcami železnej rudy (vrátane hematitu, magnetitu a ďalších rúd). Výroba železnej rudy v Spojených štátoch sa vyskytuje v Michigane a Minnesote.

Hematitové pigmenty: Hematit bol jedným z prvých pigmentových minerálov používaných ľuďmi. Pred najmenej 40 000 rokmi ľudia získali hematit, rozdrvili ho na jemný prášok a použili ho na výrobu farieb. Vyššie sú uvedené komerčné hematitové pigmenty, ktoré sú dnes dostupné. Zľava hore, v smere hodinových ručičiek, sú: Blue Ridge Hematite, Blue Ridge Violet Hematite, Benátska červená a Pozzuoli Red. Od renesancie sa pigmenty často pomenovali podľa miest, kde boli vyrobené. Farebné variácie sú výsledkom použitého typu hematitu a nečistôt, ako sú íly a iné oxidy železa, ktoré sú s ním zmiešané.

Hematitové drahokamy: Hematit a taconit sa často vyrábajú v drvených kameňoch alebo sa delia na cabochóny a korálky. Jedná sa o populárne ako lacné šperky. Hematit s lešteným povrchom je tiež obľúbený ako „liečivý kameň“. Niektorí ľudia sa domnievajú, že jeho nosenie pomôže zmierniť určité zdravotné problémy. Toto použitie nemá vedecký význam a môže byť v skutočnosti škodlivé, pretože obracia ľudí, ktorí potrebujú lekársku pomoc, od lekára.

Použitie hematitu (pigmentu)

Názov hematit je z gréckeho slova „haimatitída“, čo znamená „krvavočervená“. Tento názov pochádza z farby hematitu, keď bol rozdrvený na jemný prášok. Primitívni ľudia zistili, že hematit je možné rozdrviť a zmiešať s tekutinou na použitie ako farba alebo kozmetika. Jaskynné maľby, známe ako „piktogramy“, pochádzajúce z obdobia pred 40 000 rokmi, sa vytvorili pomocou hematitových pigmentov.

Hematit je aj naďalej jedným z najdôležitejších pigmentových minerálov. Ťažilo sa na mnohých miestach po celom svete a značne sa s ním obchodovalo ako s červeným pigmentom. Počas renesancie, keď mnoho maliarov začalo používať oleje a plátno, bol hematit jedným z najdôležitejších pigmentov. Hematitová farba bola nepriehľadná a stála. Dalo by sa zmiešať s bielym pigmentom, aby vzniklo množstvo ružových farieb, ktoré sa používali na maľovanie mäsa.

Najlepší spôsob, ako sa dozvedieť o mineráloch, je študovať so zbierkou malých vzoriek, s ktorými môžete zaobchádzať, skúmať ich a pozorovať ich vlastnosti. Lacné minerálne zbierky sú k dispozícii v obchode Geology.com.

Použitie hematitu (drahokam)

Hematit je minoritný drahokam, ktorý sa používa na výrobu cabochónov, korálikov, drobných sôch, omieľaných kameňov a ďalších predmetov. Materiál použitý na výrobu týchto výrobkov je hematit striebornej farby s pevnou a jednotnou textúrou. Jasná strieborná farba hematitu a jeho „závažný pocit“ z neho robia veľmi populárny omrvený kameň.

Hematitové novinky: Výrobky s názvom „magnetický hematit“ a „dúhový hematit“ sa často ponúkajú na predaj v darčekových, turistických, novinových a vedeckých obchodoch a na ich webových stránkach. Väčšinou tieto materiály nie sú hematit, ale sú to umelo vyrobené materiály, ktoré nemajú rovnaké chemické zloženie ako hematit. Kúpte si ich, ak sa vám páčia, ale nie preto, že si myslíte, že získavate jedinečný minerálny exemplár.

Použitie hematitu (liečivý kameň)

Niektorí ľudia sú presvedčení, že prenášanie kúskov hematitu lešteného v bubne, známeho ako „liečivé kamene“, prinesie úľavu od určitých zdravotných problémov. Neexistuje vedecký dôkaz o tom, že by toto použitie hematitu malo nejaký pozitívny účinok ako placebo. Používanie hematitu ako „liečebného kameňa“ alebo „liečivého kryštálu“ môže byť v skutočnosti škodlivé, pretože odvracia ľudí od návštevy lekára, ktorý im môže poskytnúť náležitú starostlivosť. Potom, keď sa osoba s problémom konečne rozhodne navštíviť lekára, je jej situácia vážnejšia.

Železná pec: V 17. a 18. storočí malé bane vo východných Spojených štátoch produkovali hematit, ktorý slúžil ako primárna železná ruda v regióne. Ruda bola spracovaná zahrievaním spaľovaním dreveného uhlia v jednoduchých kamenných peciach. Ložiská železnej rudy boli malé a ťažko sa využívali. Keď sa objavili veľké ložiská železnej rudy v oblasti Veľkých jazier, železná ruda sa vo východnej časti Spojených štátov už nerazila. Zobrazené je Vesuvius železná pec južného Ohia. USGS fotografia.

Iné použitia hematitu

Hematit sa používa na mnohé iné účely. Je to veľmi hustý a lacný materiál, ktorý účinne zastavuje röntgenové lúče. Z tohto dôvodu sa používa na tienenie žiarenia okolo lekárskych a vedeckých zariadení. Nízke náklady a vysoká hustota hematitu a iných železných rúd ich tiež robia užitočnými ako balast pre lode.

Hematit môže byť tiež pomletý na jemný prášok, ktorý po zmiešaní s vodou vytvorí tekutinu s veľmi vysokou špecifickou hmotnosťou. Tieto kvapaliny sa používajú pri spracovaní uhlia a iných minerálnych materiálov pri „float-sink“. Rozdrvené uhlie, ktoré má veľmi nízku mernú hmotnosť, sa umiestni na ťažkú ​​tekutinu a ľahké čisté uhlie plave, zatiaľ čo nečistoty vysokej hustoty, ako je napríklad pyrit, klesajú.

Nakoniec je hematit materiálom, ktorý sa používa na výrobu leštiacich zlúčenín známych ako „červená rúž“ a „klenotnícka ruda“. Červený prášok je hematitový prášok, ktorý sa používa na leštenie mosadze a iných mäkkých kovov. Môže sa pridávať do drveného kukuričného klasu alebo drveného orechového škrupinového média na leštenie mosadze z lešteného kovu. Klenotnica je pasta, ktorá sa používa na mäkkú handričku na leštenie zlatých a strieborných šperkov.

Pozri si video: Hematit - Dvojka zo správania (Júl 2020).