菱铁矿(siderite)是一种分布比较广泛的矿物,它的成分是碳酸亚铁。当菱铁矿中的杂质不多时可以作为铁矿石来提炼铁。
菱铁矿一般呈薄薄一层与页岩、粘土或煤在一起。菱铁矿一般为晶体粒状或不显出晶体的致密块状、球状、凝胶状。颜色一般为灰白或黄白,风化后可变成褐色或褐黑色等。菱铁矿在氧化水解的情况下还可变成褐铁矿。
【简介】菱铁矿是铁的碳酸盐矿物,成分为FeCO3,FeO 62.01%,CO2 37.99%。因为它含有48%的铁并不含有硫或磷,它是一个有价值的铁矿物。锌,镁和锰通常替代铁造成菱铁矿-菱锌矿,菱铁矿-菱镁矿和菱铁矿-菱锰矿固溶体系列(锰菱铁矿、镁菱铁矿),此外,钴和钙也是常见杂质。菱铁矿属于三方晶系,晶体呈菱面体,晶面往往弯曲。集合体呈粒状、块状或结核状,亦有葡萄状和土状者。显晶质球粒状的称球菱铁矿,隐晶质凝胶状的称胶菱铁矿。
菱铁矿莫氏硬度3.75-4.25,比重3.7~4.0,随成分中Mn和Mg含量的升高而降低。有白色条纹和玻璃光泽或珍珠光泽。热液成因的菱铁矿常见于金属矿脉中,与重晶石,萤石,方铅矿,以及其他矿物是相关的。沉积成因的菱铁矿常见于页岩层、粘土层和煤层中。在氧化带易水解成褐铁矿,形成铁帽。菱铁矿大量聚集而且硫、磷等有害杂质的含量小于0.04%时,可作为铁矿石开采。
菱铁矿常呈结核体或放射状球粒结构的菱铁矿产出,铁的硫化物包括黄铁矿和白铁矿。其常见的共生矿物有:石英、黄铁矿(pyrite)、褐铁矿(limonite)、针铁矿(goethite)、黄铜矿(chalcopyrite)、闪锌矿(sphalerite)、冰晶石(cryolite)、方铅矿(galena)、重晶石(barite)、方解石、白云石(dolomite),萤石(fluorite)等。
菱铁矿岩分布于中国贵州、陕西等省,可构成一定规模的矿床。菱铁矿是典型的成岩矿物,因此菱铁矿矿床大多属成岩期形成的层控矿床。
湖沼相铁质岩矿石成分以针铁矿常见,其次是菱铁矿、蓝铁矿。古代的湖沼相铁矿常与含煤地层共生,矿石成分以菱铁矿为主。
【基本性质】
吸水率:<0.5% 。
抗折强度:>650 Kg/cm2。
莫氏硬度:3.75-4.25。
热稳定性:700℃不开裂。
晶系:三方
空间群:
晶胞参数:a = 4.6916 Å, c = 15.3796 Å
单胞体积:293.17 ų
【成因】菱铁矿的成因主要有二。其一,外生成因,产自沉积岩中:这些层状的碎屑沉积岩大多带有来自生物的有机组份。例如(黑色)页岩、煤层等。换言之,菱铁矿是在低氧的情况下藉生物作用形成。
其二,形成于中温至低温的热液矿脉内:菱铁矿常见于变质沉积岩中,是热液堆积后形成的脉石矿物。此外,伟晶岩中亦可能出现菱铁矿。
【产地】世界著名的菱铁矿产地有:波兰、捷克波西米亚(Bohemia)、德国的Harz山脉和Freiberg、法国Lorraine、英国Cornwall、葡萄牙BieraBaixa、巴西MinasGerais、秘鲁Huancavelica、玻利维亚Tatasi、澳洲新南威尔州BrokenHill、ProspectHill,纳米比亚Otavi的Tsumeb、格陵兰Ivigtut。还有美国宾州、密西根州、犹他州、俄亥俄州东部、科罗拉多州、康乃狄格州Roxbury、纽泽西州Franklin、加州SanBernardinoCounty、威斯康辛州Ladysmith、亚利桑那州AntlerMine、纽约州、育空RapidCreek和加拿大蒙特利尔FranconQuarry与魁北克MontSaint-Hilaire。
中国菱铁矿资源十分丰富,目已探明储量近20亿吨,另存保有储量近20亿吨。主要分布在西部地区,其中新疆、青海、甘肃、陕西与云南等五个省的菱铁矿储量都超过亿吨。如陕西临水大西沟菱铁矿矿床储量超过三亿吨。
【价值应用】菱铁矿(FeCO3)作为一种传统矿物资源,长期以来一直用作冶炼钢铁。进一步研究发现,菱铁矿经热处理后可产生磁性矿物,分解产物变化非常复杂,而且表现出一系列异常的磁学现象,使菱铁矿热分解的主要产物具有极大的潜在应用价值,逐渐引起人们的兴趣。
中国菱铁矿资源十分丰富,但巳利用的菱铁矿不足总储量的10%。主要用于冶炼钢铁,在其他方面的应用基本处于空白。基于从菱铁矿的热分解产物所具有的潜在应用价值,利用其在高温分解时产生磁性物质的特点,我们已研制出完全新型的磁性日用陶瓷,强度比普通硅酸盐陶瓷高。这种陶瓷的主要特点是坯体中含有分布均匀的磁性矿物,可显示磁性,由于是热剩磁,故可长久保留。因而可以作为磁性保健用品,如磁化杯、磁储水器以及磁性浴缸。还可制作农产品以及花卉的栽培载体和输水管道,以及保健建筑材料等。如再作深化研究,还有可能作结构陶瓷与功能陶瓷的原料。总之,这项研究具有极大的社会意义和经济效益。
采用以天然纯菱铁矿为主要原料研制磁性日用陶瓷,在国内外尚属首次。所研制成的这种磁性陶瓷的特点在于:原料价格低廉且储量丰富、工艺简单成本较低、无毒无放射性、有利于工业化大规模生产、应用前景十分宽广,经济效益也十分可观。
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