В Киевской, а потом и в Московской Руси почти до конца XVI столетия основной сырьевой базой для производства железа являлись залегающие близко к поверхности болотные и озерные руды. Научным термином они именуются как «бурый железняк органического происхождения» или «лимонит». Сегодняшние названия некоторых поселений, урочищ и ручьев до сих пор отображают интерес древности к этому сырью: деревня Железняки, водоем Рудокоп, ручей Ржавец. Непритязательный болотный ресурс выдавал железо весьма сомнительного качества, но именно оно долгое время спасало Русское государство.
Характеристика болотной руды
Руда на болотах представляет разновидность бурого железняка, отлагающегося в заболоченной местности на корневищах водных растений. По виду она обычно являет собой россыпи или кряжистые землистые куски красно-рыжих оттенков, состав которых большей частью представлен гидратом окиси железа, а также включает воду и разные примеси. Не так часто в составе можно встретить окись никеля, хрома, титана или фосфора.
Наедине с природой. Бурый железняк | 2007
Болотная руда широко распространена в Восточной Европе и всюду сопутствует лесам умеренного пояса. Южная граница ее распространения совпадает с южным рубежом лесостепи. В степных зонах железная руда данного типа почти отсутствует.
По страницам истории
Болотная руда длительное время превалировала над рудой жильной. В Древней Руси для изготовления железных изделий прибегали к руде, собранной на болотах. Извлекали ее черпаком, убирая сверху тонкий слой растительного покрова. Поэтому такая руда известна еще как «дерновая» или «луговая».
Добыча железа из болотной руды являлась сугубо сельским ремеслом. На промысел крестьяне выходили, как правило, в конце летнего сезона и ранней осенью. При поиске руды использовали деревянный кол с заостренным концом, которым пробивали верхний слой дерна, погружая на небольшую глубину 20-35 сантиметров.
Результаты поиска добытчиков венчались производимым колом определенным звуком, а затем по цвету и вкусу куска определяли извлекаемую породу. На просушку руды от лишней влаги уходило до двух месяцев, а в октябре ее уже прокаливали на кострах, выжигая различные примеси. Окончательная выплавка производилась зимой в доменных печах. Секреты того, как добыть болотную руду, передавались по наследству и сохранялись поколениями.
Интересно, что в древнерусском языке лексема «руда» употреблялась в значении и руда, и кровь, а производная «рудый» являлась синонимом «красный» и «рыжий».
Образование руды
В 1836 году немецкий геолог Х. Г. Эренберг впервые сформулировал гипотезу, что разрастающиеся донные отложения бурого железняка в болоте являются результатом жизнедеятельности железобактерий. При этом, несмотря на свободное развитие в природной среде, этот главный организатор болотной руды по сей день не поддается разведению в лабораторных условиях. Его клетки покрыты своеобразным чехлом из гидроокиси железа. Таким образом, в водоемах через развитие и жизнедеятельность железобактерий совершается постепенное скапливание железа.
Рассеянные частицы соли железа первичного месторождения проходят в грунтовые воды и при значительном скоплении оседают в рыхлых неглубоких наносах в виде гнезд, почек или линз. Встречаются эти руды в низменных и очень влажных местах, а также в долинах рек и озер.
Еще один фактор, оказывающий влияние на образование болотной руды — это череда окислительно-восстановительных процессов в общем развитии болотной системы.
Месторождения
Крупнейшие месторождения болотной руды в России находятся на Урале, где суммарный запас всех залежей составляет порядка 16,5 млн тонн. Бурый железняк органического происхождения содержит железо от 47 % до 52 %, наличие глинозема и кремнезема находится в умеренных пределах. Такая руда выгодно применяется для плавки.
В Карельской республике, в Новгородской, Тверской и Ленинградской областях встречаются месторождения гетита (гидрат окиси железа), который сосредоточен большей частью в болотах и озерах. И хотя он содержит много ненужных примесей, однако легкость добычи и обработки делали его экономически выгодным. Объемы озерной руды настолько существенны, что при железоплавильных заводах Олонецкого округа в 1891 году извлечение этих руд достигало 535000 пудов, и было выплавлено 189500 пудов чугуна.
Особенности добычи
Болотная руда в наши дни едва ли рассматривается как полезное ископаемое и не вызывает большого интереса для развития местной промышленности. И если для металлургии незначительная мощность рудосодержащих пластов не представляет никакой ценности, то для домашнего любительского хобби они в самый раз.
В природе такая руда встречаются всевозможного вида и качества, от объемистых бобовин и мелких крошек до сапропелевидного строения. Их залежи размещаются на дне топей, в низинах и на прилегающих к ним склонах возвышенностей. Места расположения опытные промысловики определяют по характерной ржавой воде и темному илу на поверхности болот, а также по ряду других признаков. Сняв верхний пласт грунта, часто по колено в воде, а порой и по пояс, они извлекают «железную землю» красно-рыжих оттенков. Стоит отметить, что руда с высоких мест и под зарослями березняка считается лучшей, поскольку железо из нее будет мягче, а вот более твердое железо получается из руды, находящейся под ельниками.
Дальнейший процесс с незапамятных времен не сильно изменился и заключает в себе примитивную сортировку сырья, чистку от растительных остатков и измельчение. Затем руда складывается на сухие места, на землю или специальные деревянные настилы и оставляется на время для просушки. На заключительном этапе ее обжигают для удаления оставшейся органики и отправляют на выплавку в горны.
Практическое применение
Наличие в составе болотных руд фосфора и других металлических добавок приводит к уменьшению использования лимонитных пород для выплавки стали и чугуна. Металлурги все чаще применяют землистые разновидности как сырье для изготовления формовочных смесей. С недавних пор болотная руда стала востребована в химических очистителях, на коксовых заводах с ее помощью удаляют сероводород из воздуха. А в некоторых государствах Европы она задействована для очистки бытового газа. Определенные виды бурого железняка применяются также для производства лакокрасочной продукции, в частности охры и умбры.
Такая разновидность болотной руды как «бурая стеклянная голова» в своем самородном состоянии весьма ценится ювелирными мастерами и коллекционерами камней. Из ее кристаллов создаются изысканные украшения на любой вкус: подвески, браслеты, кулоны, кольца и серьги. Лимонит прекрасно сочетается с серебром.
Источник: fb.ru
Лимонит, или бурый железняк: химическая формула, характеристика и свойства минерала
Лимонит (бурый железняк) — это одна из железных руд, которую используют для выплавки железа, чугуна, стали в доменных печах. Он представляет собой не отдельный минерал, а агрегат, в состав которого входит несколько элементов. Использование лимонита как сырья для получения железа началось еще несколько тысяч лет назад и продолжается до сих пор. Что же это за камень, лимонит, и какими свойствами он обладает?
- 1. Общая характеристика и происхождение
- 2. Формула и свойства лимонита
- 3. Химический состав
- 4. Месторождения минерала
- 5. Практическое применение лимонита
- 6.
Источник: moykamen.com
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
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.
Источник: mineraly-kamni.ru