Sisältö
- Mikä on hematiitti?
- Hematiitin fysikaaliset ominaisuudet
- Hematiitin koostumus
- Geologinen esiintyminen
- Hematiitti Marsilla?
- Hematiitin (rautamalmin) käyttö
- Hematiitin (pigmentin) käyttö
- Hematiitin käyttö (helmi materiaali)
- Hematiitin (parantava kivi) käyttö
- Muut hematiitin käyttötavat
Ooliittinen hematiitti: Ooliittisen hematiittirautamalmin näyte. Ooliitit ovat pieniä, kemiallisesti saostettujen hematiittien pyöreitä palloja. Valokuvan näyte on noin neljä tuumaa (kymmenen senttimetriä) poikki ja suurimpien ooliittien halkaisija on muutama millimetri.
Mikä on hematiitti?
Hematiitti on yksi yleisimmistä mineraaleista maan pinnalla ja matalassa kuoressa. Se on rautaoksidi, jonka kemiallinen koostumus on Fe2O3. Se on yleinen kiviaineksia muodostava mineraali, jota löytyy sedimentaatio-, muuntamis- ja muinaiskivistä eri puolilla maailmaa.
Hematiitti on tärkein rautamalmi. Vaikka se louhittiin kerran tuhansissa paikoissa ympäri maailmaa, nykyään melkein koko tuotanto tulee muutamasta kymmenestä suuresta esiintymästä, joissa merkittävät laiteinvestoinnit antavat yrityksille mahdollisuuden louhia ja käsitellä malmia tehokkaasti. Malmia tuotetaan nyt eniten Kiinassa, Australiassa, Brasiliassa, Intiassa, Venäjällä, Ukrainassa, Etelä-Afrikassa, Kanadassa, Venezuelassa ja Yhdysvalloissa.
Hematiitilla on laaja valikoima muita käyttötapoja, mutta niiden taloudellinen merkitys on hyvin pieni verrattuna rautamalmin merkitykseen. Mineraalia käytetään pigmenttien, raskaiden aineiden erotteluvalmisteiden, säteilysuojauksen, painolastin ja monien muiden tuotteiden valmistukseen.
Hematiittien raita: Kaikki hematiittinäytteet tuottavat punertavan viiran. Mineraalin viiva on sen väri jauhemaisessa muodossa, kun se raaputetaan putkilevyn poikki (pieni pala lasimatonta posliinia, jota käytetään tuottamaan pieni määrä mineraalijauhetta). Jotkut hematiittinäytteet tuottavat loistavan punaisen viiran, toiset punaisenruskean viiran. Varovaisuus on tarpeen testattaessa hematiittinäytettä metallisella kiildellä. Nämä näytteet ovat usein hauraita ja jättävät jäljen roskasta putken mukana. Tuo roska ei ole jauhe - se on pala siruista. Joten viiran arvioimiseksi, irralliset hiukkaset on ravistettava varovasti poistolevyltä tai harjattava hyvin kevyesti. Tämä jättää jauheen, joka on upotettu putkilevyn kuvioituun pintaan. Yllä olevassa valokuvassa vasemmalla oleva viiva on puhdistettu fragmenteista, ja voit nähdä, että se on punertavanruskea. Oikealla raidalla on vielä jälki kimaltelevista palasista, jotka on poistettava varovasti asianmukaisen arvioinnin suorittamiseksi.
Hematiitin fysikaaliset ominaisuudet
Hematiitilla on erittäin vaihteleva ulkonäkö. Sen kiilto voi vaihdella maanläheisestä submetalliseen metalliseen. Sen värialueita ovat punaisesta ruskeaan ja mustasta harmaan - hopeaan. Sitä esiintyy monissa muodoissa, jotka sisältävät piimaisia, massiivisia, kiteisiä, botryoidaalisia, kuituisia, oolitisia ja muita.
Vaikka hematiitin ulkonäkö on hyvin vaihteleva, se tuottaa aina punertavan viiran. Johdatusgeologian kurssien opiskelijat ovat yleensä yllättyneitä nähes hopeanvärisen mineraalin tuottavan punertavan viiran. He oppivat nopeasti, että punertava viiva on tärkein vihje hematiitin tunnistamiseen.
Hematiitti ei ole magneettinen eikä sen pitäisi reagoida yhteiseen magneettiin. Kuitenkin monet hematiittinäytteet sisältävät tarpeeksi magnetiittia, että ne houkuttelevat yhteiseen magnetiiniin. Tämä voi johtaa virheelliseen oletukseen, että näyte on magnetiittia tai heikosti magneettista pyrrhotitea. Tutkijan on tarkistettava muut ominaisuudet oikean tunnistamisen tekemiseksi.
Jos tutkija tarkistaa viivan, punertava viiva sulkee pois tunnistamisen magnetiitiksi tai pyrrhotiteksi. Sen sijaan, jos näyte on magneettinen ja siinä on punertava viiva, se on todennäköisesti hematiitin ja magnetiitin yhdistelmä.
Specular hematiitti: Spesulaarisella hematiitilla, jota joskus kutsutaan "kiiltäväksi hematiitiksi", on metallinen kiilto ja se näyttää olevan kiiltävä kiiltävistä kiillehiutaleista. Sen sijaan nuo hiutaleet ovat hematiittia. Vaikka tällä hematiitilla on hopeanvärinen, se tuottaa silti punertavan viiran - mikä on avain hematiittien tunnistamiseen. Spesulaarisen hematiitin kovuustestaus on vaikeaa, koska näytteet yleensä murenevat. Tämä näyte on noin neljä tuumaa (kymmenen senttimetriä) poikki ja se on kerätty lähellä Michiganin tasavaltaa.
Raudan muodostuminen: Lähikuva raidoitetusta rautamuodostelmasta. Tässä näytteessä hematiitti (hopea) nauhat vuorottelevat jaspin (punainen) nauhojen kanssa. Kiviä, jota tuotetaan siellä, missä nämä muodostelmat louhitaan, kutsutaan usein "takoniitiksi". Tämä kuva kattaa noin 30 senttimetrin leveän kallioalueen. Kuva: André Karwath, GNU Free Documentation License -lisenssi.
Hematiitin koostumus
Puhtaan hematiitin koostumus on noin 70 painoprosenttia rautaa ja 30 painoprosenttia happea. Kuten useimmat luonnolliset materiaalit, sitä löydetään harvoin puhtaan koostumuksen kanssa. Tämä pätee erityisen hyvin sedimenttivarantoihin, joissa hematiitti muodostuu epäorgaanisella tai biologisella saostuksella vesistössä.
Pieni sakkamainen sedimentaatio voi lisätä savimineraaleja rautaoksidiin. Jaksoittainen sedimentaatio voi aiheuttaa talletukselle vuorottelevia rautaoksidin ja liuskeliuskoja. Piihappoa jaspisin, chertin tai kalcedonin muodossa voidaan lisätä kemiallisilla, saumattomilla tai biologisilla prosesseilla pieninä määrinä tai merkittävinä jaksoina. Nämä hematiitti- ja liuskekivi- tai hematiitti- ja piidioksidikerroskerrostumat on tullut tunnetuksi "sidotut raudan muodostelmat" (katso kuva).
Massiivinen hematiitti: Näyte massiivisesta hematiitista, joka on noin neljä tuumaa (kymmenen senttimetriä) poimittu Antwerpenin lähellä, New Yorkissa.
Munuaismalmin hematiitti: Jotkut hematiitti saostuvat onteloissa ja sillä on mahdollisuus muodostaa rajoittamaton tapa. "Munuaismalmina" tunnettu tapa kehittyy usein onteloissa ja sen nimi on samanlainen visuaalinen ulkonäkö kuin sisäelimessä. Tämän tyyppinen kemiallisesti saostettu hematiitti on usein suhteellisen saastuttamatta sedimenttisavesta tai isäntäkiven sulkeumista, ja sen puhtaus on korkeampi. Korkea puhtaus tekee siitä valitun hematiitin pigmenttien valmistukseen. Tämä näyte on noin neljä tuumaa (kymmenen senttimetriä) poikki ja kerättiin lähellä Cumberlandia, Englantia.
Geologinen esiintyminen
Hematiittia esiintyy primaarisena mineraalina ja muutostuotteena muinaisissa, muodonmuutos- ja sedimenttikiveissä. Se voi kiteytyä magman erottelun aikana tai saostua hydrotermisistä nesteistä, jotka liikkuvat kivimassan läpi. Se voi muodostua myös kontaktimetamorfismin aikana, kun kuumat magmat reagoivat vierekkäisten kivien kanssa.
Tärkeimmät hematiittiesiintymät, jotka muodostuvat sedimenttiympäristöissä. Noin 2,4 miljardia vuotta sitten Maan valtameret olivat runsaasti liuenneesta raudasta, mutta vedessä oli vain vähän vapaata happea. Sitten ryhmä sinileviä tuli kykeneväksi fotosynteesiin. Bakteerit käyttivät auringonvaloa energialähteenä hiilidioksidin ja veden muuntamiseksi hiilihydraateiksi, happeksi ja vedeksi. Tämä reaktio vapautti ensimmäisen vapaan hapen valtameriympäristöön. Uusi happi yhdistettiin heti raudan kanssa hematiitiksi, joka upposi merenpohjan pohjaan ja josta tuli kiviyksiköitä, jotka tunnemme tänään raidallisiksi rautamuodostelmiksi.
Pian fotosynteesi tapahtui monissa osissa maapallon valtameriä, ja merenpohjaan oli kerääntymässä laajoja hematiitti talletuksia. Tämä laskeuma jatkui satoja miljoonia vuosia - noin 2,4 miljoonasta 1,8 miljoonaan vuotta sitten. Tämä salli rautakerrostumien muodostumisen satojen tai useiden tuhansien jalkojen paksuuksiksi, jotka ovat sivusuunnassa pysyviä satojen tuhansien neliökilometrien yli. Ne käsittävät eräitä maapallon rock-levyjen suurimmista kivimuodostelmista.
Monet sedimenttisistä raudan saostumista sisältävät sekä hematiittia ja magnetiittia että muita rauta mineraaleja. Nämä ovat usein läheisessä yhteydessä toisiinsa, ja malmi louhitaan, murskataan ja prosessoidaan molempien mineraalien talteenottamiseksi. Historiallisesti suurta osaa hematiitista ei saatu talteen ja se lähetettiin rikastuspaaluihin. Tehokkaampi prosessointi mahdollistaa enemmän hematiitin talteenoton malmista. Räätälöinti voidaan myös uudelleenkäsitellä ylimääräisen raudan talteenottamiseksi ja jätteen määrän vähentämiseksi.
Marsin "mustikat": Vuonna 2004 NASA: n Mars Exploration Rover Opportunity havaitsi, että sen laskeutumispaikan lähellä oleva maaperä sisälsi miljoonia pieniä palloja, joita tutkijat kutsuttiin "mustikoiksi". Analysoinnin jälkeen niiden määritettiin koostuvan rautaoksidista, pääasiassa hematiitin muodossa. Marsin kivien ja maaperän rautapitoisuus edistää sen punaista ilmettä maapallosta ja auttoi sitä ansaitsemaan nimen "Punainen planeetta". Kuva NASA.
Hematiitti Marsilla?
NASA on havainnut, että hematiitti on yksi runsaimmista mineraaleista Marsin pinnan kallioissa ja maaperässä. Runsaasti hematiittia Marsin kivissä ja pintamateriaaleissa antaa maisemalle punertavanruskean värin ja siksi planeetta näyttää punaiselta yötaivaalla. Se on Marsin "Punaisen planeetan" lempinimen alkuperä.
Taconite-pelletit: Nämä takoniittipelletit koostuvat hienoksi murskatusta takoniittikivistä, joka on käsitelty parantamaan rautapitoisuutta ja sekoitettu pienen määrän kanssa savea pelletoinnin parantamiseksi. Tämä on yksi tavanomaisista tavoista kuljettaa rautamalmia kaivoksesta terästehtaaseen. Pyöreiden hiukkasten halkaisija on noin 1/2 tuumaa (1 1/4 senttimetriä), ja niitä on erittäin helppo käsitellä kuljetuksen aikana ja tehtaalla. Kuva Harvey Henkelmann.GNU Free Documentation -lisenssi.
Hematiitin (rautamalmin) käyttö
Hematiitti on maailman tärkein rautamalmi. Vaikka magnetiitti sisältää korkeamman määrän rautaa ja sitä on helpompi käsitellä, hematiitti on johtava malmi, koska sitä on runsaammin ja sitä esiintyy saostumissa monissa maailman osissa.
Hematiittia louhitaan eräissä maailman suurimmissa kaivoksissa. Nämä kaivokset vaativat miljardien dollarien investointeja, ja jotkut poistavat yli 100 miljoonaa tonnia malmia vuodessa. Nämä avoimen kaivoksen miinat voivat olla satoja tuhansia jalkoja syviä ja useita mailia poikittain siihen mennessä, kun niitä on valmistettu loppuun.
Kiina, Australia, Brasilia, Intia, Venäjä, Ukraina, Etelä-Afrikka ja Yhdysvallat ovat maailman johtavia rautamalmin (mukaan lukien hematiitti, magnetiitti ja muut malmit) tuottajia. Rautamalmin tuotantoa harjoitetaan Yhdysvalloissa Michiganissa ja Minnesotassa.
Hematiittipigmentti: Hematiitti oli yksi ensimmäisistä ihmisten käyttämistä pigmenttimineraaleista. Ainakin 40 000 vuotta sitten ihmiset saivat hematiittia, murskasivat sen hienoksi jauheeksi ja käyttivät sitä maalien valmistukseen. Yllä esitetyt kaupalliset hematiittipigmentit ovat saatavilla tänään. Vasemmalta vasemmalta, myötäpäivään, ne ovat: Blue Ridge Hematiitti, Blue Ridge Violet Hematiitti, Venetsian punainen ja Pozzuoli Red. Renessanssin jälkeen pigmentit on usein nimetty niiden valmistuspaikkojen mukaan. Värivaihtelut johtuvat käytetystä hematiittityypistä ja siihen sekoitetuista epäpuhtauksista, kuten savesta ja muista rautaoksideista.
Hematiitti jalokivet: Hematiitti ja takoniitti tehdään usein rypistyneiksi kiviksi tai leikataan cabochoneiksi ja helmiksi. Nämä ovat suosittuja edullisina koruesineinä. Tumble-kiillotettu hematiitti on myös suosittu "parantava kivi". Jotkut ihmiset uskovat, että sen kantaminen auttaa lievittämään tiettyjä lääketieteellisiä ongelmia. Tällä käytöllä ei ole tieteellistä arvoa, ja se voi tosiasiassa olla haitallista, koska se ohjaa lääkärinhoitoa tarvitsevia ihmisiä näkemästä lääkäriä.
Hematiitin (pigmentin) käyttö
Nimi hematiitti on peräisin kreikkalaisesta sanasta "haimatitis", joka tarkoittaa "verenpunaista". Tämä nimi johtuu hematiitin väristä, kun se on murskattu hienoksi jauheeksi. Alkeelliset ihmiset huomasivat, että hematiitti voidaan murskata ja sekoittaa nesteeseen käytettäväksi maalina tai kosmeettisena aineena. Luolamaalaukset, jotka tunnetaan nimellä "pictographs", juontavat juurensa 40 000 vuotta sitten, luotiin hematiittipigmenteillä.
Hematiitti on edelleen yksi tärkeimmistä pigmenttimineraaleista. Sitä on louhittu monissa paikoissa ympäri maailmaa, ja siitä on käyty kauppaa laajasti punaisena pigmenttinä. Renessanssin aikana, kun monet maalarit alkoivat käyttää öljyjä ja kankaita, hematiitti oli yksi tärkeimmistä pigmenteistä. Hematiittiväri oli läpinäkymätön ja pysyvä. Se voitiin sekoittaa valkoisen pigmentin kanssa tuottaakseen erilaisia vaaleanpunaisia värejä, joita käytettiin lihan maalaamiseen.
Paras tapa oppia mineraaleista on opiskella pienten näytteiden kokoelmalla, jota voit käsitellä, tutkia ja tarkkailla niiden ominaisuuksia. Halvat mineraalikokoelmat ovat saatavilla kaupasta.
Hematiitin käyttö (helmi materiaali)
Hematiitti on pieni helmi, jota käytetään kaboonien, helmien, pienten veistoksien, romahtuneiden kivien ja muiden esineiden valmistukseen. Näiden tuotteiden valmistuksessa käytetään hopeanväristä hematiittia, jolla on kiinteä, tasainen rakenne. Hematiitin kirkas hopeaväri ja sen "painava tunne" tekevät siitä erittäin suositun romahtaneen kivin.
Hematiittiuutiset: Tuotteita nimeltään "magneettinen hematiitti" ja "värikkään hematiitti" tarjotaan usein myytäväksi lahja-, turisti-, uutuus- ja tiedekaupoissa ja niiden verkkosivuilla. Suurin osa ajasta nämä materiaalit eivät ole hematiittia, mutta ovat ihmisen tekemiä materiaaleja, joilla ei ole edes samaa kemiallista koostumusta kuin hematiitilla. Osta niitä, jos pidät heistä, mutta et siksi, että luulet saavasi ainutlaatuisen mineraalinäytteen.
Hematiitin (parantava kivi) käyttö
Jotkut ihmiset uskovat, että rumpukivestävän kiillotetun hematiittipalan, joka tunnetaan nimellä "parantava kivi", kantaminen helpottaa tiettyjä lääketieteellisiä ongelmia. Ei ole olemassa tieteellistä näyttöä siitä, että tällä hematiitin käytöllä olisi mitään positiivista vaikutusta plaseboon liittymisen lisäksi. Hematiitin käyttäminen "parantavaa kiveä" tai "parantavaa kideä" voi olla todella haitallista, koska se estää ihmisiä näkemästä lääkäriä, joka voi tarjota asianmukaista hoitoa. Sitten kun ongelman saanut henkilö lopulta päättää käydä lääkärillä, heidän tilanne on vakavampi.
Rautauuni: Yhdysvaltojen itäosien pienissä kaivoksissa tuotettiin 1700- ja 1800-luvuilla hematiittia, joka toimi alueen päärautamalmina. Malmi käsiteltiin kuumentamalla sitä polttamalla puuhiiltä yksinkertaisissa kiviuuneissa. Rautamalmiesiintymät olivat pieniä ja vaikeasti hyödynnettäviä. Kun Suurten järvien alueen suuret rautamalmiesiintymät löydettiin, rautamalmia ei enää louhittu Yhdysvaltojen itäosissa. Näkyy Vesuviuksen rautauunista, Ohion eteläosasta. USGS-valokuva.
Muut hematiitin käyttötavat
Hematiittia käytetään moniin muihin tarkoituksiin. Se on erittäin tiheä ja edullinen materiaali, joka estää röntgenkuvat. Tästä syystä sitä käytetään säteilysuojaukseen lääketieteellisten ja tieteellisten laitteiden ympärillä. Hematiitti- ja muiden rautamalmien alhaiset kustannukset ja suuri tiheys tekevät niistä myös hyödyllisiä painolastilaivoina aluksissa.
Hematiitti voidaan myös jauhaa hienoksi jauheeksi, joka veteen sekoitettuna tuottaa nesteen, jolla on erittäin korkea ominaispaino. Näitä nesteitä käytetään kivihiilen ja muun mineraalimateriaalin "float-up" -prosessointiin. Murskattu kivihiili, jolla on erittäin pieni ominaispaino, asetetaan raskaalle nesteelle ja kevyt puhdas hiili kelluu, kun taas korkea-ominaispainoiset epäpuhtaudet, kuten pyriittipesuallas.
Lopuksi, hematiitti on materiaali, jota käytetään kiillotusyhdisteiden, jotka tunnetaan nimellä "punainen rouge" ja "jalokivikauppias rouge", valmistukseen. Punainen rouge on hematiittijauhe, jota käytetään messingin ja muiden pehmeiden metallien kiillottamiseen. Sitä voidaan lisätä murskattuun maissirunkoväliaineeseen tai murskattuun pähkinäkuoren väliaineeseen messinkikuorikuoren kuivaukseen. Jalokivikauppiaiden rouge on tahna, jota käytetään pehmeällä kankaalla kulta- ja hopeakorujen kiillottamiseen.