Лимонит

Лимонит представляет собой железную руду, состоящую из смеси гидратированных оксид-гидроксидов железа (III) в различном составе. Общая формула часто записывается как FeO(OH)·nH2O, хотя это не совсем точно, так как отношение оксида к гидроксиду может варьироваться довольно широко. Лимонит является одной из двух основных железных руд (другая — гематит) и добывается для производства железа по меньшей мере с 2500 г. до н.э.

Названия

Болотная руда
Болотная руда

Название «лимонит» происходит от греческого слова «луг» (λειμών), что связано с его распространением в виде болотной железной руды на лугах и болотах (здесь нужно сделать сноску, так как есть вероятность, что название происходит из латинского «limus», что означает «грязь», или от его желтовато-лимонного цвета). В коричневой форме его иногда называют коричневым гематитом или коричневой железной рудой, в ярко-желтой форме — лимонной породой или желтой железной рудой.

Характеристики

Лимонит — относительно плотный, с удельным весом от 2,7 до 4,3. Цвет варьируется от яркого лимонно-желтого до тусклого серовато-коричневого. Полоска лимонита на неглазурованной фарфоровой пластине всегда коричневатая, особенность, которая отличает ее от гематита с красной полосой или от магнетита с черной. Твердость является переменной, но обычно в диапазоне 4–5,5.

Лимонитовые псевдоморфозы после граната
Лимонитовые псевдоморфозы после граната

Хотя первоначально он был определен как одиночный минерал, теперь лимонит признан смесью родственных гидратированных минералов оксида железа, среди которых гетит, акаганеит, лепидокрокит и ярозит. Отдельные минералы в лимоните могут образовывать кристаллы, которых лимонит не имеет, хотя образцы могут иметь волокнистую или микрокристаллическую структуру, а лимонит часто встречается в конкреционных формах или в спрессованных и землистых массах; иногда в сосковидных, ботриоидальных, почковидных или сталактитовых. Из-за его аморфного характера и залегания в гидратированных областях лимонит часто представляет собой глину или аргиллит. Однако, существуют лимонитовые псевдоморфозы после других минералов, таких как пирит. Это означает, что химическое выветривание превращает кристаллы пирита в лимонит путем гидратации молекул, но внешняя форма кристалла пирита остается. Псевдоморфозы лимонита также формируются из других оксидов железа, гематита и магнетита; из карбонатного сидерита и из богатых железом силикатов, таких как альмандиновые гранаты.

Формирование

Лимонит обычно образуется от гидратации гематита и магнетита, от окисления и гидратации обогащенных железом сульфидных минералов и химического выветривания других минералов, богатых железом, таких как оливин, пироксен, амфибол и биотит. Он часто является основным компонентом железа в латеритных почвах. Часто осаждается в стоковых потоках от добычи полезных ископаемых.

Использование лимонита

Одним из первых способов применения было использование в качестве пигмента. Из желтой формы производили желтую охру, которой был знаменит Кипр, а из более темных форм — более землистую краску. Обжиг лимонита частично изменяет его на гематит, что позволяет производить красные охры, жженые умберы и сиенны.

Болотная железная руда и лимонитовые аргиллиты добываются как источник железа, хотя в некоторых странах (например, США) их коммерческая добыча прекращена.

Лимонитовые отложения из рудника
Лимонитовые отложения из рудника

В результате интенсивного окисления сульфидных рудных месторождений обычно образуются железные шляпы, или госсаны, кремнистого оксида железа. Эти госсаны использовались изыскателями в качестве путеводителей по погребенной руде. Кроме того, окисление тех сульфидных отложений, которые содержали золото, часто приводит к концентрации золота в оксиде железа и кварце госсанов. Золотоносные лимонитовые госсаны добываются в округе Шаста, Калифорния. Схожие месторождения разрабатываются вблизи Рио-Тинто («красной реки») в Испании и на горе Морган в Австралии. В золотом поясе Далонега в округе Лампкин (штат Джорджия) золото добывают из богатой лимонитами латеритной или сапролитовой почвы. Золото первичных вен сосредоточено в лимонитах глубоко выветренных пород. Другой характерный пример — глубоко выветренные железные образования Бразилии, благодаря которым происходит обогащение почв золотом с лимонитом.

История

В то время как первая железная руда была, вероятно, метеорным железом, а гематит было намного легче плавить, в Африке, известной первыми свидетельствами о железной металлургии, лимонит является наиболее распространенной железной рудой. Перед плавлением, когда руду нагревали и отводили воду, все больше и больше лимонита превращалось в гематит. Затем руду измельчали, когда она нагревалась выше 1250°С — температура, при которой железо начинает слипаться, а неметаллические примеси отбрасываются в виде искр. Для обработки лимонита были разработаны сложные системы, особенно в Танзании. Тем не менее, гематит и магнетит оставались предпочтительными рудами, когда выплавка производилась с помощью сыродутных печей, и только с развитием доменных печей в I веке до нашей эры в Китае и около 1150 г. н.э. в Европе появилась возможность использования коричневой железной руды лимонита с наибольшей пользой.

Что касается использования лимонита в качестве пигмента, то он был одним из самых ранних материалов, используемых человеком, и его можно увидеть в пещерах Неолита на картинах и пиктограммах.

Смотрите также: