Minerály

Hematit



Vlastnosti, použití a výskyt nejdůležitější rudy železa.


Oolitický hematit: Ukázka oolitické hematitové železné rudy. Oolity jsou malé kulaté koule chemicky vysráženého hematitu. Vzorek na fotografii má průměr asi čtyři palce (deset centimetrů) a největší oolity mají průměr několik milimetrů.

Co je to hematit?

Hematit je jedním z nejhojnějších minerálů na zemském povrchu a v mělké kůře. Je to oxid železa s chemickým složením Fe2Ó3. Jedná se o běžný horninotvorný minerál nalezený v sedimentárních, metamorfovaných a vyvřelých horninách na místech po celém světě.

Hematit je nejdůležitější ruda železa. Ačkoli to bylo kdysi těženo na tisících místech po celém světě, dnes téměř veškerá produkce pochází z několika desítek velkých ložisek, kde významné investice do zařízení umožňují společnostem efektivně těžit a zpracovávat rudu. Většina rudy se nyní vyrábí v Číně, Austrálii, Brazílii, Indii, Rusku, Ukrajině, Jižní Africe, Kanadě, Venezuele a ve Spojených státech.

Hematit má celou řadu dalších využití, ale jejich ekonomický význam je ve srovnání s významem železné rudy velmi malý. Minerál se používá k výrobě pigmentů, přípravků pro separaci těžkých médií, stínění proti záření, balastu a mnoha dalších produktů.

Hematitův pruh: Všechny vzorky hematitu budou mít načervenalý pruh. Pruh minerálu je jeho barva v práškové formě, když se škrábe přes proužkovou desku (malý kousek neglazovaného porcelánu používaný k výrobě malého množství minerálního prášku). Některé exempláře hematitu produkují brilantní červený pruh, jiné produkují červenohnědý pruh. Při testování vzorku hematitu kovovým leskem je nutná opatrnost. Tyto vzorky jsou často křehké a spolu s pruhem zanechávají stopy úlomků. Tato troska není prášek - je to stopa fragmentů. Aby bylo možné posoudit pruh, musí být volné částice jemně protřepány z pruhu nebo velmi lehce otřeny. To zanechává prášek, který je zabudován do texturovaného povrchu pruhované desky. Na fotografii nahoře byl pruh vlevo vyčištěn od úlomků a můžete vidět, že je načervenale hnědý. Pruh na pravé straně stále obsahuje stopu třpytivých fragmentů, které musí být jemně odstraněny pro správné vyhodnocení.

Fyzikální vlastnosti hematitu

Chemická klasifikaceOxid
BarvaČerná až ocelově šedá až stříbrná; červená až červenohnědá až černá
PruhČervená až červenohnědá
LeskKovové, submetalické, zemité
DiaphaneityNeprůhledný
VýstřihŽádný
Mohsova tvrdost5 až 6,5
Specifická gravitace5,0 až 5,3
Diagnostické vlastnostiČervený pruh, měrná hmotnost
Chemické složeníFe2Ó3
Crystal SystemTrigonal
PoužitíNejdůležitější ruda železa. Pigment, separace těžkých médií, ochrana před zářením, štěrk, leštící sloučeniny, drobný drahokam

Fyzikální vlastnosti hematitu

Hematit má velmi variabilní vzhled. Jeho lesk se může pohybovat od zemních po submetalické až kovové. Mezi její barevné škály patří červená až hnědá a černá až šedá až stříbrná. Vyskytuje se v mnoha podobách, které zahrnují slídy, masivní, krystalické, botryoidální, vláknité, oolitické a další.

Přestože hematit má vysoce variabilní vzhled, vždy vytváří červenavý pruh. Studenti v úvodních geologických kurzech jsou obvykle překvapeni, když vidí, jak stříbrně zbarvený minerál vytváří načervenalý pruh. Rychle se dozvědí, že načervenalý pruh je nejdůležitější vodítko pro identifikaci hematitu.

Hematit není magnetický a neměl by reagovat na běžný magnet. Mnoho vzorků hematitu však obsahuje dostatek magnetitu, aby byly přitahovány ke společnému magnetu. To může vést k nesprávnému předpokladu, že vzorek je magnetit nebo slabě magnetický pyrrhotit. Vyšetřovatel musí zkontrolovat jiné vlastnosti, aby provedl správnou identifikaci.

Pokud vyšetřovatel pruh zkontroluje, načervenalý pruh vyloučí identifikaci jako magnetit nebo pyrrhotit. Místo toho, pokud je vzorek magnetický a má načervenalý pruh, je to pravděpodobně kombinace hematitu a magnetitu.

Spekulární hematit: Spektulární hematit, někdy nazývaný „slídový hematit“, má kovový lesk a zdá se, že je to skála složená z lesklých slídových vloček. Místo toho jsou tyto vločky hematit. Přestože má tento hematit stříbrnou barvu, stále vytváří načervenalý pruh - což je klíč k identifikaci hematitu. Testování tvrdosti na spekulativním hematitu je obtížné, protože vzorky mají tendenci se zhroutit. Tento vzorek je asi čtyři palce napříč (deset centimetrů) a byl odebrán poblíž republiky v Michiganu.

Banded Iron Formation: Close-up formace pásového železa. V tomto vzorku se pruhy hematitu (stříbro) střídají s pruhy jaspisu (červené). Skála produkovaná tam, kde se tyto útvary těží, se často nazývá „taconite“. Tato fotografie se rozprostírá na ploše skály asi 30 centimetrů široké. Fotografie pořízená André Karwathem, GNU Free Documentation License.

Složení hematitu

Čistý hematit má složení asi 70% hmotnostních železa a 30% hmotnostních kyslíku. Stejně jako většina přírodních materiálů se u tohoto čistého složení vyskytuje jen zřídka. To platí zejména o sedimentárních nánosech, kde se hematit vytváří anorganickým nebo biologickým srážením v těle vody.

Menší klastová sedimentace může do oxidu železa přidat jílové minerály. Epizodická sedimentace může způsobit, že se v ložisku budou střídat pruhy oxidu železa a břidlice. Oxid křemičitý ve formě jaspisu, chertů nebo chalcedonů může být přidán chemickými, klastrovými nebo biologickými procesy v malém množství nebo ve významných epizodách. Tato vrstvená ložiska hematitu a břidlice nebo hematitu a siliky se stala známou jako „pásové železné útvary“ (viz obrázek).

Masivní hematit: Vzorek masivního hematitu asi čtyři palce napříč (deset centimetrů) odebraný poblíž Antverp v New Yorku.

Hematit ledvinové rudy: Nějaký hematit se vysráží v dutinách a má příležitost vytvořit neomezený zvyk. Zvyk známý jako „ledvinová ruda“ se často vyvíjí v dutinách a je pojmenován pro svůj podobný vizuální vzhled jako vnitřní orgán. Tento typ chemicky vysráženého hematitu je často relativně nekontaminovaný sedimenty hlíny nebo hostitele a má vyšší čistotu. Díky vysoké čistotě je tento hematit vhodný pro výrobu pigmentů. Tento vzorek je asi čtyři palce napříč (deset centimetrů) a byl odebrán poblíž Cumberlandu v Anglii.

Geologický výskyt

Hematit se nachází jako primární minerál a jako produkt změny v vyvřelých, metamorfovaných a sedimentárních horninách. Může krystalizovat během diferenciace magmatu nebo se vysrážet z hydrotermálních tekutin pohybujících se přes horninu. Může se také tvořit během kontaktní metamorfózy, když horké magmy reagují se sousedními horninami.

Nejdůležitější hematitová ložiska se tvoří v sedimentárním prostředí. Asi před 2,4 miliardami let byly oceány Země bohaté na rozpuštěné železo, ale ve vodě bylo jen velmi málo volného kyslíku. Pak se skupina cyanobakterií stala schopnou fotosyntézy. Bakterie používaly sluneční světlo jako zdroj energie k přeměně oxidu uhličitého a vody na uhlohydráty, kyslík a vodu. Tato reakce uvolnila první volný kyslík do oceánského prostředí. Nový kyslík se okamžitě spojil se železem a vytvořil hematit, který klesl na dno mořského dna a stal se skalními jednotkami, které dnes známe jako pásové železné útvary.

Fotosyntéza se brzy objevila v mnoha částech pozemských oceánů a na mořském dně se hromadily rozsáhlé hematitové depozity. Tato depozice pokračovala stovky milionů let - přibližně před 2,4 až 1,8 miliony let. To umožnilo tvorbu železných usazenin stovky až několik tisíc stop tlustých, které jsou příčně perzistentní ve stovkách až tisících čtverečních mil. Zahrnují některé z největších skalních útvarů na Zemi.

Mnoho sedimentárních ložisek železa obsahuje hematit i magnetit, jakož i další minerály železa. Tito jsou často v důvěrném spojení a ruda je těžena, drcená a zpracovaná obnovit obě minerály. Historicky se většina hematitu nezískala a byla poslána na hromady ocasu. Účinnější zpracování dnes umožňuje získat více hematitu z rudy. Odpady lze také přepracovat, aby se získalo další železo a snížil se objem odtoků.

Marťanské „borůvky“: V roce 2004 společnost NASA Mars Exploration Rover Opportunity zjistila, že půda poblíž místa přistání obsahovala miliony malých koulí, které vědci přezdívali „borůvky“. Podle analýzy byly určeny jako složené z oxidu železa, většinou ve formě hematitu. Obsah železa v marťanských skalách a půdě přispívá k jeho červenému vzhledu ze Země a pomohl mu získat jméno „Červená planeta“. Obrázek NASA.

Hematit na Marsu?

NASA zjistila, že hematit je jedním z nejhojnějších minerálů ve skalách a půdách na povrchu Marsu. Množství hematitu v marťanských horninách a povrchových materiálech dává krajině červenohnědou barvu, a proto se planeta na noční obloze objevuje červeně. Je to původ přezdívky „Rudá planeta“ na Marsu.

Taconite Pelety: Tyto pelety taconitu sestávají z jemně drcené taconitové horniny, která byla zpracována pro zlepšení obsahu železa a smíchána s malým množstvím jílu pro zlepšení peletizace. Toto je jeden ze standardních způsobů přepravy železné rudy z dolu do ocelárny. Kulaté částice mají průměr asi 1/2 palce (1 1/4 centimetr) a velmi snadno se s nimi manipuluje během přepravy a v mlýně. Obrázek Harvey Henkelmann. Licence GNU na bezplatnou dokumentaci.

Použití hematitu (železná ruda)

Hematit je nejdůležitější světovou rudou na světě. Ačkoli magnetit obsahuje vyšší procento železa a je snadněji zpracovatelný, hematit je hlavní ruda, protože je hojnější a přítomný v ložiscích v mnoha částech světa.

Hematit se těží v některých z největších dolů na světě. Tyto doly vyžadují investice miliard dolarů a některé odstraní více než 100 milionů tun rudy ročně. Tyto povrchové doly mohou být hluboké stovky až tisíce stop a několik kilometrů napříč časem, kdy byly dokončeny.

Čína, Austrálie, Brazílie, Indie, Rusko, Ukrajina, Jižní Afrika a Spojené státy jsou předními světovými výrobci železné rudy (včetně hematitu, magnetitu a dalších rud). Produkce železné rudy ve Spojených státech se vyskytuje v Michiganu a Minnesotě.

Hematitový pigment: Hematit byl jedním z prvních pigmentových minerálů používaných lidmi. Před nejméně 40 000 lety lidé získali hematit, rozdrtili jej na jemný prášek a použili ho k výrobě barev. Nahoře jsou uvedeny komerční hematitové pigmenty, které jsou dnes dostupné. Zleva nahoře, ve směru hodinových ručiček, jsou: Blue Ridge Hematite, Blue Ridge Violet Hematite, Benátská červená a Pozzuoli Red. Od renesance byly pigmenty často pojmenovány podle míst, kde byly vyrobeny. Barevné variace jsou výsledkem typu použitého hematitu a nečistot, jako jsou jíl a jiné oxidy železa, které jsou s ním smíšeny.

Hematitové drahokamy: Hematit a taconit se často vyrábějí v mletých kamenech nebo se rozřezávají na cabochony a korálky. Jedná se o oblíbené jako levné šperky. Hematit leštěný v bubnu je také oblíbený jako „léčivý kámen“. Někteří lidé věří, že jeho nošení pomůže zmírnit některé zdravotní problémy. Toto použití nemá vědecké výhody a může být skutečně škodlivé, protože odvádí lidi, kteří potřebují lékařskou péči, od návštěvy lékaře.

Použití hematitu (pigmentu)

Název hematit je z řeckého slova „haimatitida“, což znamená „krevně červená“. Toto jméno pochází z barvy hematitu, když byl rozdrcen na jemný prášek. Primitivní lidé zjistili, že hematit lze rozdrtit a smíchat s kapalinou pro použití jako barva nebo kosmetika. Jeskynní malby, známé jako „piktogramy“, pocházející z doby před 40 000 lety, byly vytvořeny s hematitovými pigmenty.

Hematit je i nadále jedním z nejdůležitějších pigmentových minerálů. Těžilo se na mnoha místech po celém světě a značně se s ním obchodovalo jako s červeným pigmentem. Během renesance, kdy mnoho malířů začalo používat oleje a plátno, byl hematit jedním z nejdůležitějších pigmentů. Hematitová barva byla neprůhledná a trvalá. Mohlo by být smícháno s bílým pigmentem za vzniku různých růžových barev, které byly použity k malování masa.

Nejlepší způsob, jak se dozvědět o minerálech, je studovat se sbírkou malých vzorků, které můžete zpracovat, zkoumat a pozorovat jejich vlastnosti. Levné sbírky minerálů jsou k dispozici v obchodě Geology.com.

Použití hematitu (materiál drahokamů)

Hematit je drobný drahokam, který se používá k výrobě kabonů, korálků, drobných soch, omílání kamenů a dalších předmětů. Materiálem použitým pro výrobu těchto produktů je hematit stříbrné barvy s pevnou, jednotnou texturou. Jasná stříbrná barva hematitu a jeho "vážný pocit" z něj činí velmi populární omítaný kámen.

Hematitové novinky: Výrobky zvané „magnetický hematit“ a „duhový hematit“ jsou často nabízeny k prodeji v dárkových, turistických, novinářských a vědeckých obchodech a na jejich webových stránkách. Většinou tyto materiály nejsou hematit, ale jsou to umělé materiály, které nemají stejné chemické složení jako hematit. Kupte si je, pokud se vám líbí, ale ne proto, že si myslíte, že získáváte jedinečný minerální vzorek.

Použití hematitu (léčivý kámen)

Někteří lidé věří, že nošení kousků hematitu leštěného v bubnu, známého jako „léčivé kameny“, přinese úlevu od určitých zdravotních problémů. Neexistuje vědecký důkaz, že toto použití hematitu má jakýkoli pozitivní účinek kromě toho, že je placebem. Použití hematitu jako „léčivého kamene“ nebo „léčivého krystalu“ může být ve skutečnosti škodlivé, protože odvádí lidi od návštěvy lékaře, který jim může poskytnout náležitou péči. Poté, když se osoba s problémem konečně rozhodne navštívit lékaře, je její situace závažnější.

Železná pec: V 1700s a 1800s, malé doly ve východních Spojených státech produkovaly hematite, který sloužil jako primární železná ruda oblasti. Ruda byla zpracována zahříváním spalováním uhlí v jednoduchých kamenných pecích. Vklady železné rudy byly malé a těžko využitelné. Když byla objevena velká ložiska železné rudy v oblasti Velkých jezer, železná ruda se ve východních Spojených státech již těžila. Zobrazeno je vesuvská železná pec na jihu Ohia. USGS fotka.

Jiná použití hematitu

Hematit se používá pro řadu dalších účelů. Je to velmi hustý a levný materiál, který je účinný při zastavení rentgenového záření. Z tohoto důvodu se používá pro radiační ochranu kolem lékařského a vědeckého vybavení. Nízké náklady a vysoká hustota hematitu a dalších železných rud je také činí užitečnými jako zátěž pro lodě.

Hematit lze také rozemlet na jemný prášek, který po smíchání s vodou vytvoří kapalinu s velmi vysokou měrnou hmotností. Tyto kapaliny se používají při zpracování „float-sink“ uhlí a jiných minerálních materiálů. Rozdrcené uhlí, které má velmi nízkou měrnou hmotnost, je umístěno na těžkou kapalinu a lehce čisté uhlí plave, zatímco nečistoty s vysokou měrnou hmotností, jako je pyritový dřez.

A konečně, hematit je materiál používaný k výrobě leštících směsí známých jako „červená rouge“ a „roubenka pro klenotníky“. Červený rouge je hematitový prášek používaný k leštění mosazi a jiných měkkých kovů. Může být přidán do drceného kukuřičného klasu nebo drceného média z ořechového ořechu pro mosazná pouzdra z leštěné mosazi. Klenotník je pasta používaná na měkkém hadříku k leštění zlatých a stříbrných šperků.