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赤铁矿

赤铁矿(Hematite)化学成分为Fe2O3、属六方晶系的氧化物矿物。与等轴晶系的磁赤铁矿(γ-Fe2O3)成同质多象。单晶体常呈菱面体和板状。集合体形态多样,有片状、鳞片状(显晶质)、粒状、鲕状、肾状、土状、致密块状等。颜色呈红褐、钢灰至铁黑等色,条痕均为樱红色。金属至半金属光泽。摩斯硬度5.5~6.5,比重4.9~5.3。

呈铁黑色、金属光泽的片状赤铁矿集合体称为镜铁矿。呈灰色、金属光泽的鳞片状赤铁矿集合体称为云母赤铁矿,中国古称“云子铁”。呈红褐色、光泽暗淡的称为赭石,中国古称“代赭”,而以“赭石”泛指赤铁矿。呈鲕状或肾状的赤铁矿称为鲕状或肾状赤铁矿。

赤铁矿是自然界分布极广的铁矿物,是重要的炼铁原料,也可用作红色颜料。 [1]

2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,赤铁矿开采(地下)(Haematite mining (underground))在一类致癌物清单中、赤铁矿在3类致癌物清单中。 [2]

赤铁矿的化学成分为α-Fe2O3,晶体属六方晶系的氧化物矿物。赤铁矿,是氧化铁的主要矿物形式,铁主要由赤铁矿冶炼。

赤铁矿就是氧化铁,它又重又硬。赤铁矿含铁量高达70%并且可以大量产出,因而是最重要的铁矿石。赤铁矿的名字缘于它发出的暗红色。赤铁矿有几种形态,人们根据它们的不同形态,又给它们起了不同的名字。如亮闪闪钢灰色晶体叫镜铁矿;鳞片状的叫云母赤铁矿;松软土状的叫赭石;很多球状聚在一起的叫肾铁矿;纤维状的叫笔铁矿等。

赤铁矿矿床分布极广,很多情况下均可生成赤铁矿,但最主要的赤铁矿矿床是沉积而成的。赤铁矿经常与磁铁矿在一起产出。除了炼铁,粉末状的赤铁矿还被用来作红颜料和磨料。

西文名称来源于希腊文“血”的意思,意指这种矿物常常是红色的。它是一种的氧化物,是铁的主要矿石矿物。虽然,其他的金属逐渐地代替铁的地位,但是铁仍旧是最重要的金属。因此,赤铁矿是经济上最重要的矿物之一。只有为数不多的地方,赤铁矿有完美的金属闪光菱面体晶体。可是更多的情况下,晶体常常是偏平的。更有甚者形成薄板状,有些样品板状成簇组成玫瑰花状,叫铁玫瑰。有时呈鳞片状集合体,称之为镜铁矿。所有这些结晶很好的赤铁矿变种都是黑色的。但条痕,即矿物粉末的颜色都是红色的。所谓肾状铁矿就是这种红色,肾状铁矿是一些放射状的集合体,有肾状的表面。红色是绝大多数没有结晶形态的土状赤铁矿的颜色。赭石就是这种红色的土状赤铁矿,它一度是作为颜料的。

赤铁矿是广泛地分布在各种岩石当中的副矿物,它以细分散粒状出现在许多火成岩中,在特殊的情况下,在区域变质岩中形成巨大的块体。在红色砂岩中,赤铁矿是石英颗粒的胶结物,并且将岩石染上颜色。若要在经济上值得开采,就必须含有几千万吨赤铁矿,这种储量是大量规模的沉积作用造成的,在前寒武系地层中有很多这种铁矿,它们通常含硅的杂质。

赤铁矿显晶质呈铁黑至钢灰色,隐晶质呈暗红色,条痕樱红色,金属光泽至半金属光泽。摩氏硬度为5.5-6.5,无解理,比重5.0-5.3。

在每个大洲都找到和开采大型的赤铁矿床。在1961年苏联取代了美国成为最大的生产国。排在美国之后的是法国、加拿大、中国、瑞典和澳大利亚。在美国,自从19 世纪末以来,矿物的最大产地是大湖区的前寒武系岩石中。多数重要的赤铁矿矿床是变质成因的,也有一些是热液形成的,或大型水盆地中风化和胶体沉淀形成的。

世界著名矿床有美国的苏必利尔湖和克林顿、俄国的克里沃伊洛格和巴西的迈那斯格瑞斯。中国著名产地有辽宁鞍山、甘肃镜铁山、湖北大冶、湖南宁乡和河北宣化。

赤铁矿常含类质同像替代的Ti、Al、Mn、Fe2 、Ca、Mg及少量的Ga、Co。常含金红石、钛铁矿的微包裹体。隐晶质致密块体中常有机械混入物SiO2、Al2O3。纤维状或土状者含水。据成分可划分出钛赤铁矿、铝赤铁矿、镁赤铁矿、水赤铁矿等变种。 [3]

类别

氧化物

晶系

六方晶系

化学组成

Fe2O3

颜色

青灰色

形态/习性

板状、有时呈薄片状或葡萄状

硬度

5~6

解理

断口

次贝壳状至参差状

光泽

金属光泽至灰暗光泽

条痕

樱桃红色至红褐色

比重

5.3

透明度

不透明

折射率

2.94~3.22

六方晶系,arh=0.5421nm,α=55。17',Z=2。ah=0.5039nm,ch=1.3760nm,Z=6。刚玉型结构。成分中有Ti的替代时,晶胞体积将增大。而Al的替代则使晶胞体积减小。复三方偏三角面体晶类,D3d-3m(L33L23PC)。完好晶体较少见。

常见单形:平行双面c,六方柱a,菱面体r、u、e,六方双锥n。在晶面上有三组平行于和交棱方向的条纹、三角形凹坑或生长锥等晶面花纹。依为聚片双晶,依(0001)为穿插双晶或接触双晶。常呈显晶质板状、鳞片状、粒状和隐晶质致密块状、鲕状、豆状、肾状、粉末状等集合体形态。

钢灰色至铁黑色,常带淡蓝锖色。隐晶质或粉末状者呈暗红至鲜红色。具特征的樱桃红或红棕色条痕。金属光泽至半金属光泽,有时光泽暗淡。无解理。因双晶可具和裂开。硬度5~6。相对密度5.0~5.3。

偏光镜下:血红、橙黄、灰黄色。一轴晶(-),No=2.988,Ne=2.759。

单晶常呈板状,主要由板面(平行双面)与菱面体等所组成的聚形。

赤铁矿的形态特征与其形成条件的关系是:一般由热液作用形成的赤铁矿可呈板状、片状或菱面体的晶体形态。云母赤铁矿是沉积变质作用的产物,鲕状和肾状赤铁矿是沉积作用的产物。

形成于氧化条件下,规模巨大的赤铁矿矿床多与热液作用或沉积作用有关。赤铁矿可成沉积变质型铁矿,主要由磁铁矿、赤铁矿、假像赤铁矿所组成。与石英、绿泥石等共生。接触变质型的赤铁矿主要与磁铁矿、黄铜矿、斑铜矿、磁黄铁矿等硫化物和石榴子石、透辉石、金云母、阳起石等共生。

在自然界,磁铁矿和赤铁矿可相互转化。当氧逸度增大时,磁铁矿可氧化成赤铁矿。若仍保留有原磁铁矿的晶形,称之为假象赤铁矿。若磁铁矿仅部分转变为赤铁矿,则称为假赤铁矿。而当氧逸度减小时,赤铁矿又可还原成磁铁矿。若仍保留有赤铁矿的晶形,则称之为穆赤铁矿。

樱桃红色或红棕色条痕为其特征。具各种形态和无磁性,可与相似的磁铁矿、钛铁矿相区别。赤铁矿分布极广。各种内生、外生或变质作用均可生成赤铁矿。中国河北宣化的龙烟铁矿和湖南的宁乡铁矿都是沉积作用形成的赤铁矿矿床。赤铁矿经常与磁铁矿一起,在沉积变质、接触变质铁矿中产出。

赤铁矿的集合体有各种形态,形成一些矿物亚种,即:

(1)镜铁矿为具金属光泽的玫瑰花状或片状赤铁矿的集合体。

(2)云母赤铁矿具金属光泽的晶质细鳞状赤铁矿。

(3)鲕状或肾状赤铁矿形态呈鲕状或肾状的赤铁矿。

赤铁矿是自然界中分布很广的铁矿物之一,可形成于各种地质作用,但以热液作用、沉积作用和区域变质作用为主。在氧化带里,赤铁矿可由褐铁矿或纤铁矿、针铁矿经脱水作用形成。但也可以变成针铁矿和水赤铁矿等。在还原条件下,赤铁矿可转变为磁铁矿,称假象磁铁矿。

中国的赤铁矿矿石储量丰富,是铁矿石的主要来源之一,对于这类铁矿石目前生产氢践中采用的分选方法主要有:

(1)单一强磁选。一些赤铁矿矿石的选矿厂对于一15ram粒级的粉矿,采用单一的强磁场磁选方法进行处理。

(2)焙烧磁选。即对矿石进行磁化焙烧,使赤铁矿或假象赤铁矿转变成磁铁矿,然后用弱磁场磁选机进行分选,为了进一步提高铁精矿的品位,生产中经常采用细筛再磨再选(可使精矿品位提高到65%以上)、再磨反浮选(可使精矿品位提高到66%)等工艺对磁选得出的铁精矿进行进一步处理。

(3)采用联合流程。目前,重选-磁选-反浮选工艺流程在赤铁矿矿石的分选生产中得到了广泛应用,如鞍千矿业有限责任公司选矿厂、齐大山选矿厂、齐大山铁矿选矿分厂、东鞍山烧结厂选矿车问等。

中国部分赤铁矿矿石选矿厂的生产技术指标见表27.2,其中齐大山选矿厂的工艺流程如图273所示。 [4]

重要的铁矿石矿物之一。Ti、Ga、Co等元素达一定量时可综合利用。氧化铁可作矿物颜料。

药用赤铁矿名赭石,别名代赭石、代赭、铁朱、钉头赭石、红石头、赤赭石。功效:平肝潜阳,重镇降逆,凉血止血。

中国河北宣化的龙烟铁矿和湖南的宁乡铁矿都是沉积作用形成的赤铁矿矿床。赤铁矿经常与磁铁矿一起,在沉积变质、接触变质铁矿中产出。

赤铁矿是经济上最重要的矿物之一。只有为数不多的地方,赤铁矿有完美的金属闪光菱面体晶体。可是更多的情况下,晶体常常是偏平的,更有甚者形成薄板状,有些样品板状成簇组成玫瑰花状,叫铁玫瑰。所有这些结晶很好的赤铁矿变种都是黑色的,但条痕,即矿物粉末的颜色都是红色的。所谓肾状铁矿就是这种红色,肾状铁矿是一些放射状的集合体,有肾状的表面。红色是绝大多数没有结晶形态的土状赤铁矿的颜色。赭石就是这种红色的土状赤铁矿,它一度是作为颜料的。


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