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.
Содержание
Названия
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.
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.
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.
