سنگ هماتیت

هماتیت (Hematite) از کلمه یونانی haima به معنی خون گرفته شده است. هماتیت یکی از کانه های آهن بوده و فرمول شیمیایی Fe2O3 دارد و در حالت خالص 69.94 درصد آهن و 30.06 درصد اکسیژن دارد و رنگ آن ممکن است از خاکستری به قرمز تیره یا قرمز روشن تغییر کند. وزن مخصوص هماتیت 5.26 گرم بر سانتی متر مکعب است و ممکن است به صورت کلوخه ای و خاکی یا کمپاکت و کریستالی موجود باشد. نوع بسیار خالص این کانه که به صورت خاکی و قرمز رنگ است و گل اخرا نام دارد در جزیره هرمز ایران وجود دارد. سنگ معدن هماتیت معمولا دارای درجه خلوص بالا (50 تا 68 درصد آهن) بوده و عمدتا همراه با مواد باطله سیلیسی است. احیا پذیری این سنگ معدن بر خلاف مگنتیت بسیار خوب است. اغلب اوقات این کانه حاوی مقدار کمی فسفر است. هماتیت در دمای 1457 درجه سانتی گراد و فشار اکسیژن یک اتمسفر به مگنتیت و آهن تجزیه می شود. فشار تجزیه اکسیدهای آهن در دماهای مختلف و حرارت تشکیل آن ها در جداول زیر آمده است. چون فشار تجزیه اکسیژن برای هماتیت زیاد است در نتیجه به آسانی در دماهای بالا، حتی در محیط های احیایی ضعیف، به مگنتیت تبدیل می شود.

 

به همین دلیل هنگام کلوخه سازی کانه های آهن مقدار قابل توجهی از هماتیت به مگنتیت تبدیل شده سپس هنگام سرد شدن در دماهای پایین، محصول اکسید شده و به هماتیت تبدیل می شود که این ماده هماتیت ثانویه نام دارد.

فشار تجزیه اکسیژن برای اکسیدهای آهن در دماهای مختلف (فشار بر حسب اتمسفر)

)

اکسیدهای آهن 1400 درجه سانتی گراد 1300 درجه سانتی گراد 1200 درجه سانتی گراد 1100 درجه سانتی گراد

هماتیت به مگنتیت 1.3×10-1 1.4×10-2 1.6×10-3 5.2×10-5

مگنتیت به وستیت 3.7×10-7 2.2×10-8 8.4×10-10 2×10-11

وستیت به آهن 2.1×10-10 2×10-11 1.3×10-12 6×10-14

حرارت تشکیل اکسیدهای آهن در دماهای مختلف (کیلوژول بر مول)

انواع اکسید آهن 1200 کلوین 1000 کلوین 298 کلوین

وستیت -217.327 -228.87 -266.82

مگنتیت -933.285 -973.453 -1118.436

هماتیت -969.25 -724.954 -825.542

هرگاه در شبکه مگنتیت همه یون های دو ظرفیتی آهن به سه ظرفیتی تبدیل شود به طوری که فقط یون سه ظرفیتی و اکسیژن موجود باشد در این صورت هماتیت ناپایدار (یا هماتیت γ) تولید می شود. این ترکیب همانند مگنتیت، شبکه ای مکعبی از نوع نمک طعام داشته و خاصیت فرومغناطیسی دارد. این اکسید در فرآیند تولید فولاد در حین دمش اکسیژن در کنورتور به صورت دوده قهوه ای رنگ از دهانه کنورتور خارج می شود. هماتیت پایدار یا هماتیت α دارای شبکه کریستالی هگزاگونال و مشابه با کوراندوم بوده و خاصیت مغناطیسی ندارد. پارامتر شبکه آن a=0.5034  و c=1.377 نانومتر است. ساختار کوراندوم از چیدمان hcp یون های اکسیژن که دو سوم مواضع آن توسط FeIII پر شده، تشکیل شده است.

نوع شبکه های بلوری در فرآیند احیا اهمیت زیادی دارد. به عنوان مثال احیا کانه مگنتیت به علت دارا بودن شبکه کریستالی متراکم مشکل است زیرا در موقع احیا قشر خارجی کانه ابتدا به قشر متراکم وستیت تبدیل می شود پس از مدتی در اثر احیا قسمتی از وستیت، قشر متراکمی از آهن سطح وستیت را فرا گرفته و امکان نفوذ را کم می کند لذا سرعت احیا بسیار کم می شود. 

باربری بارسلون اولین و معتبر ترین شرکت حمل و نقل و باربری در تهران با ارائه خدمات در کلیه مناطق تهران بزرگ

اتوبار

باربری بارسلون با چندین سال تجربه در زمینه حمل بار شهری و بین شهری آمداه خدمت رسانی به همشهریان عزیز تهرانی میباشد . جهت کسب اطلاعات بیشتر با شماره تلفنهای اتوبار بارسلون تماس حاصل نمایید .

22149545 - 88563350 - 44849865

هماتیت و مگنتیت در تماس با آهن به صورت واکنش های  زیر احیا می شوند:

4Fe2O3+Fe→3Fe3O4

Fe3O4+Fe→4FeO

انبساط حجمی ایجاد شده هنگام احیا هماتیت به مگنتیت در اثر تغییر ساختار از هگزاگونال به مکعبی باعث ایجاد تنش در شبکه و در نتیجه خلل و فرج، ترک و شیار می شود. در واقع احیا هماتیت یک محصول حفره دار با مساحت سطحی زیاد تولید می کند که عمل نفوذ گازها را تسهیل می کند. این مسئله علت سرعت بیشتر احیای هماتیت در مقایسه با مگنتیت است.

هماتیت ها به صورت های متفاوتی در طبیعت وجود دارند و در شرایط مختلف تغییرات زمین شناسی تشکیل شده اند، به طور مختصر صورت های آن به قرار زیر است:

الف: هماتیت به مقدار کم در ترکیب سنگ های آذرین مانند گرانیت، آندزیت و غیره وجود دارد.

ب : در بعضی از کانسارهای هیدروترمال همراه با کوارتز هماتیت به صورت توده عظیم دیده می شود.

ج: از تغییر شکل و اکسایش مگنتیت طبق رابطه زیر هماتیت تشکیل می شود:

4Fe3O4+O2 →6Fe2O3

این واکنش به خصوص در قسمت های سطحی رگه های مگنتیتی انجام گرفته و در اکثر معادن مگنتیتی در سطح قسمتی از این کانی تبدیل به هماتیت شده است.

د- در مناطق خشک و گرم، بی آب شدن بعضی از اکسیدهای آهن آب دار باعث تشکیل هماتیت می گردد.

ه- در جریان متافورمیسم در درجه حرارت و فشار بالا هماتیت از کانسارهای لیمونیت رسوبی و بی آب شدن بعدی آن تشکیل می شود.

هماتیت علاوه بر مصرف در متالورژی آهن که یکی از کانی های عمده در تولید آهن و فولاد می باشد در شرایط معینی به خاک سرخ تبدیل می شود که در رنگ سازی به کار می رود.