Кислород входит в состав гематита. Кровавая руда: добыча, физические свойства и применение гематита

Кислород О имеет атомный номер 8, расположен в главной подгруппе (подгруппе а) VI группе, во втором периоде. В атомах кислорода валентные электроны размещаются на 2-м энергетическом уровне, имеющем только s — и p -орбитали. Это исключает возможность перехода атомов О в возбуждённое состояние, поэтому кислород во всех соединениях проявляет постоянную валентность, равную II. Имея высокую электроотрицательность, атомы кислорода всегда в соединениях заряжены отрицательно (с.о. = -2 или -1). Исключение – фториды OF 2 и O 2 F 2 .

Для кислорода известны степени окисления -2, -1, +1, +2

Общая характеристика элемента

Кислород – самый распространенный элемент на Земле, на его долю приходится чуть меньше половины, 49 % от общей массы земной коры. Природный кислород состоит из 3 стабильных изотопов 16 О, 17 О и 18 О (преобладает 16 О). Кислород входит в состав атмосферы (20,9 % по объему, 23,2 по массе), в состав воды и более 1400 минералов: кремнезема, силикатов и алюмосиликатов, мраморов, базальтов, гематита и других минералов и горных пород. Кислород составляет 50-85% массы тканей растений и животных, т.к содержится в белках, жирах и углеводах, из которых состоят живые организмы. Общеизвестна роль кислорода для дыхания, для процессов окисления.

Кислород сравнительно мало растворим в воде – 5 объемов в 100 объемах воды. Однако, если бы весь растворенный в воде кислород перешел в атмосферу, то он занял бы огромный объем – 10 млн км 3 (н.у). Это равно примерно 1% всего кислорода в атмосфере. Образование на земле кислородной атмосферы обусловлено процессами фотосинтеза.

Открыт шведом К. Шееле (1771 – 1772 г.г) и англичанином Дж. Пристли (1774г.). Первый использовал нагревание селитры, второй – оксида ртути (+2). Название дал А.Лавуазье («оксигениум» - «рождающий кислоты»).

В свободном виде существует в двух аллотропных модификациях – «обыкновенного» кислорода О 2 и озона О 3 .

Строение молекулы озона

3О 2 = 2О 3 – 285 кДж
Озон в стратосфере образует тонкий слой, который поглощает большую часть биологически вредного ультрафиолетового излучения.
При хранении озон самопроизвольно превращается в кислород. Химически кислород О 2 менее активен, чем озон. Электроотрицательность кислорода 3,5.

Физические свойства кислорода

O 2 – газ без цвета, запаха и вкуса, т.пл. –218,7 °С, т.кип. –182,96 °С, парамагнитен.

Жидкий O 2 голубого, твердый – синего цвета. O 2 растворим в воде (лучше, чем азот и водород).

Получение кислорода

1. Промышленный способ — перегонка жидкого воздуха и электролиз воды:

2Н 2 О → 2Н 2 + О 2

2. В лаборатории кислород получают:
1.Электролизом щелочных водных растворов или водных растворов кислородосодержащих солей (Na 2 SO 4 и др.)

2. Термическим разложением перманганата калия KMnO 4:
2KMnO 4 = K 2 MnO4 + MnO 2 + O 2 ,

Бертолетовой соли KClO 3:
2KClO 3 = 2KCl + 3O 2 (катализатор MnO 2)

Оксида марганца (+4) MnO 2:
4MnO 2 = 2Mn 2 O 3 + O 2 (700 o C),

3MnO 2 = 2Mn 3 O 4 + O 2 (1000 o C),

Пероксид бария BaO 2:
2BaO 2 = 2BaO + O 2

3. Разложением пероксида водорода:
2H 2 O 2 = H 2 O + O 2 (катализатор MnO 2)

4. Разложение нитратов:
2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2

На космических кораблях и подводных лодках кислород получают из смеси K 2 O 2 и K 2 O 4:
2K 2 O 4 + 2H 2 O = 4KOH +3O 2
4KOH + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + 2H 2 O

Суммарно:
2K 2 O 4 + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + 3О 2

Когда используют K 2 O 2 , то суммарная реакция выглядит так:
2K 2 O 2 + 2CO 2 = 2K 2 CO 3 + O 2

Если смешать K 2 O 2 и K 2 O 4 в равномолярных (т.е. эквимолярных) количествах, то на 1 моль поглощенного СО 2 выделится один моль О 2.

Химические свойства кислорода

Кислород поддерживает горение. Горение — б ыстрый процесс окисления вещества, сопровождающийся выделением большого количества теплоты и света. Чтобы доказать, что в склянке находится кислород, а не какой-то другой газ, надо в склянку опустить тлеющую лучинку. В кислороде тлеющая лучинка ярко вспыхивает. Горение различных веществ на воздухе – это окислительно-восстановительный процесс, в котором окислителем является кислород. Окислители – это вещества, «отбирающие» электроны у веществ-восстановителей. Хорошие окислительные свойства кислорода можно легко объяснить строением его внешней электронной оболочки.

Валентная оболочка кислорода расположена на 2-м уровне – относительно близко к ядру. Поэтому ядро сильно притягивает к себе электроны. На валентной оболочке кислорода 2s 2 2p 4 находится 6 электронов. Следовательно, до октета недостает двух электронов, которые кислород стремится принять с электронных оболочек других элементов, вступая с ними в реакции в качестве окислителя.

Кислород имеет вторую (после фтора) электроотрицательность в шкале Полинга. Поэтому в подавляющем большинстве своих соединений с другими элементами кислород имеет отрицательную степень окисления. Более сильным окислителем, чем кислород, является только его сосед по периоду – фтор. Поэтому соединения кислорода с фтором – единственные, где кислород имеет положительную степень окисления.

Итак, кислород – второй по силе окислитель среди всех элементов Периодической системы. С этим связано большинство его важнейших химических свойств.
С кислородом реагируют все элементы, кроме Au, Pt, He, Ne и Ar, во всех реакциях (кроме взаимодействия со фтором) кислород — окислитель.

Кислород легко реагирует с щелочными и щелочноземельными металлами:

4Li + O 2 → 2Li 2 O,

2K + O 2 → K 2 O 2 ,

2Ca + O 2 → 2CaO,

2Na + O 2 → Na 2 O 2 ,

2K + 2O 2 → K 2 O 4

Мелкий порошок железа (так называемого пирофорного железа) самовоспламеняется на воздухе, образуя Fe 2 O 3 , а стальная проволока горит в кислороде, если ее заранее раскалить:

3 Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4

2Mg + O 2 → 2MgO

2Cu + O 2 → 2CuO

С неметаллами (серой, графитом, водородом, фосфором и др.) кислород реагирует при нагревании:

S + O 2 → SO 2 ,

C + O 2 → CO 2 ,

2H 2 + O 2 → H 2 O,

4P + 5O 2 → 2P 2 O 5 ,

Si + O 2 → SiO 2 , и т.д

Почти все реакции с участием кислорода O 2 экзотермичны, за редким исключением, например:

N 2 + O 2 → 2NO – Q

Эта реакция протекает при температуре выше 1200 o C или в электрическом разряде.

Кислород способен окислить сложные вещества, например:

2H 2 S + 3O 2 → 2SO 2 + 2H 2 O (избыток кислорода),

2H 2 S + O 2 → 2S + 2H 2 O (недостаток кислорода),

4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O (без катализатора),

4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O (в присутствии катализатора Pt),

CH 4 (метан) + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O,

4FeS 2 (пирит) + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 .

Известны соединения, содержащие катион диоксигенила O 2 + , например, O 2 + — (успешный синтез этого соединения побудил Н. Бартлетта попытаться получить соединения инертных газов).

Озон

Озон химически более активен, чем кислород O 2 . Так, озон окисляет иодид - ионы I — в растворе Kl:

O 3 + 2Kl + H 2 O = I 2 + O 2 + 2KOH

Озон сильно ядовит, его ядовитые свойства сильнее, чем, например, у сероводорода. Однако в природе озон, содержащийся в высоких слоях атмосферы, выполняет роль защитника всего живого на Земле от губительного ультрафиолетового излучения солнца. Тонкий озоновый слой поглощает это излучение, и оно не достигает поверхности Земли. Наблюдаются значительные колебания в толщине и протяженности этого слоя с течением времени (так называемые озоновые дыры) причины таких колебаний пока не выяснены.

Применение кислорода O 2: для интенсификации процессов получения чугуна и стали, при выплавке цветных металлов, как окислитель в различных химических производствах, для жизнеобеспечения на подводных кораблях, как окислитель ракетного топлива (жидкий кислород), в медицине, при сварке и резке металлов.

Применение озона О 3: для обеззараживания питьевой воды, сточных вод, воздуха, для отбеливания тканей.

Fe 2 O 3 (a-Fe 2 O 3)

Греч, «гэматос» - кровь (минерал якобы останавливает кровь) Синонимы: железный блеск, спеку-лярит, железная слюдка, красный железняк

Химический состав. Железо (Fe) 70%, кислород (О) 30%; в титаногематите присутствует примесь титана; в несущественных количествах в химический состав может входить также вода (гидрогематит).

Цвет. Грубокристаллические разности железно-черные до стально-серых, а плотные разности (красная стеклянная голова) стально-серые до ярко-красных.

Блеск. Металлический, полуметаллический, реже тусклый, землистый.

Прозрачность. В тонких пластинках просвечивает темно-красным.

Черта. Вишнево-красная, буро-красная. Твердость. 6,5.

Плотнесть. |,9-5,3.

Излом. Расслаивается на чешуйки.

Сингония. Тригопальная.

Форма кристаллов. Часто пластинчатые, ромбоэдрические и таблитчатые кристаллы.

Кристаллографическая структура. Аналогична структуре корунда.

Класс симметрии. Дитригоналыю-скаленоэдрический.

Отношение осей, с/а =1,366.

Спайность. Отсутствует.

Агрегаты. Листоватые, зернистые, чешуйчатые, плотные, скрытокристаллйческие, натечные, .почковидные (крас-иая стеклянная голова), землистые (гидрогематит), оолитовые (икряной камень, гороховая |руда - железные оолиты). П. тр. Не плавится.

Поведение в кислотах. Медленно разлагается в НС1.

Сопутствующие минералы. Кварц, пирит, магнетит, мартит, карбонаты, хлорит.

Сходные минералы. Ильменит, магнетит, хромиты, франклинит, киноварь.

Практическое значение. Гематитовые руды являются важнейшими рудами железа, мировые запасы которых исчисляются миллиардами тонн.

Происхождение. Разновидности гематита образуются в различных условиях: 1) пневматолитовым путем - чешуйчатый железный блеск, часто встречающийся в оловорудных месторождениях; 2) как продукт вулканических возгонов в кратерах вулканов и в лавах - в виде таблитчатых выделений; 3) пневматолитово-гидротер-мальным или контактово-метасоматическим путем - в виде друз или плотных масс; 4) гидротермальным путем - в виде друз; 5) при морских извержениях - в виде плотных сплошных масс красного железняка; 6) .региональный метаморфизм приводит к образованию гематитовых кварцитов, магнетит-гематитовых кварцитов, гематитовых сланцев.

Месторождения. Зльбингероде, Браунезумпф и другие месторождения в Гарце, Шлейз и другие месторождения в Тюрингенском Лесу, многочисленные месторождения Рудных гор, землистые руды, сложенные красным железняком (комплексные руды), содержащие также минералы никеля и хрома возле Хоэнштейн-Эрнстталя, Вальдгейма, Бёригена, и другие месторождения в саксонских Гранулитовых горах (ГДР). Всемирно известные месторождения о. Эльба; гематит-магнетитовые руды Кривого Рога, Курской магнитной аномалии и др. (СССР); оз. Верхнее (США, Канада); гематитовые сланцы (итабириты) в шт. Минас-Жерайс (Бразилия); крупные месторождения, расположенные в различных районах Африки, и другие месторождения различных районов мира.

Руды. В химической формуле минерала феррум дополнен кислородом. Оксид красноват, в порошке напоминает запекшуюся кровь. Алой она становится, если растворить истолченный в воде. Создавая единую массу , частицы смотрятся .

Состав гематита бывает дополнен примесями оксидов и . Порой, в минерал входит и вода. Ее бывает до 8%. На оксид могут приходиться 14%. Доля дуэта титана с кислородом не превышает 11%.

Гематит – минерал . Под этим понятием геологи подразумевают кристаллические, тела. Они однородны, существуют обособленно, или входят в состав горных пород.

Так, гематит является примесью ко многим , окрашивая их в . Алыми оттенками железной руде обязаны, так же, некоторые , и .

Свойства гематита

Свойства минерала обусловлены его составом и строением. Обилие железа дает металлический . Редко, встречается гематит. Камень бывает не только , но и бурым, а так же, ярко-.

Цвет обусловлен концентрацией оксида железа и количеством сторонних примесей. Вода, к примеру, значительно разбавляет краски, сводя их вместо в алый спектр.

Красный гематит чаще встречается в скрытокристаллических массах. Они могут быть натечными, напоминать металлические пузыри. Такие шаровидные формы геологи именуют конкрециями.

Часть руды слоиста, а часть представлена . Последние, зачастую, и темно-. Кстати, у кристаллов гематита есть отдельное название – спекулярит.

На фото гематит в кристаллах напоминает таблички, или широкие пластины. Агрегаты камня так и называются, пластинчатыми и таблитчатыми. Встречаются и ромбоэдрические кристаллы. Но, их всего 5-10%. Под ромбоэдрическими понимают агрегаты в виде объемных ромбов. У них 6 граней.

От агрегатного состояния героя статьи зависит его прочность. В кристаллах хрупкий. От минерала легко откалываются кусочки, а при ударах образуются трещины. В скрытокристаллических массах гематит прочнее.

Его, напротив, больше у кристаллов, доходит до 6,5 баллов. В конкрециях отличается лишь 5,5-6-ю баллами. Показатели снимаются со . В ней 10 делений.

На каждом из них стоит минерал-маркер с ровно в 1 балл, 2,3, и так далее. Если на гематите оставляет царапины 6-бальный камень, а железная руда, в свою очередь, следит на 5-бальном, значит, сама тянет примерно на 5,5.

Если взять средний показатель гематита, а это 6 баллов, самоцвет можно сравнить с рубином. То есть, герой статьи годится для украшений, но рекордсменом твердости не является. До алмаза еще 4-ре балла. Значит, хранить изделия из гематита нужно бережно, избегая контакта с более твердыми и прочными камнями, металлами.

За счет присутствия железа, гематит тяжел. Плотность минерала на 2 балла выше среднего показателя самоцветов. Вместо 3-ех граммов на кубический сантиметр масса железной руды равна почти 6-ти.

Напоминая внешне , гематит лишен прозрачности. Слегка просвечивают лишь бурые и алые кристаллы. Спайности и они, и скрытокристаллические массы минерала лишены. Это значит, что у самоцвета нет определенных осей, по которым тот склонен раскалываться. Если случаются повреждения, они хаотичны.

Месторождения и добыча гематита

Гематит распространен. Это вызвано способностью камня образовываться, как на глубинах, так и на поверхности земной коры. Первый путь формирования геологи именуют эндогенным, а второй – экзогенный.

На глубинах гематит входит в состав гранитоидов, сиенитов, и . В них герой статьи появляется на поздних стадия кристаллизации пород из раскаленной магмы.

На поверхности же планеты железная руда становится частью эффузивных масс. Их еще именуют изверженными. Эффузивные породы образуются при разливе лавы по поверхности земли. Из минеральной массы высвобождаются газы. В этот-то момент и появляется спекулярит. Так называют слюдоподобную форму гематита.

Находят железную руду и в местах контактного метаморфизма, там, где на уже образовавшиеся породы воздействуют давление и температура. Так образуются железистые , и .

Найти героя статьи получается даже в осадочных массах, к примеру, оолита. Там гематит встречается в виде линз. В случае же метаморфических месторождений минерал, как правило, заполняет трещины в породах. На глубинах залегает сплошными массами.

Применение гематита

Будучи оксидом феррума, гематит служит железной рудой. Далее, стоит говорить уже о применении металла. Так, железо нужно для выплавки и . Феррум, так же, входит в некоторые с .

Растолченный гематит купить стремятся производители красок и карандашей. В обоих случаях герой статьи служит красителем, давая алые и бурые тона. Интересно, что порошком гематита выполнена часть наскальных узоров, коим, по заявлениям ученых, 30 000-35 000 лет. Получается, в качестве красящего героя статьи использовали еще на рубеже Ледникового периода.

На фото кулон со вставками гематита

Применяют железную руду и в деле. Работают, в основном, со сплошными массами минерала. Они проще обрабатываются. Отсутствие прозрачности и хрупкость гематита подразумевают огранку в виде .

Из них составляют . Можно встретить браслет из пегматита . В перстни самоцвет тоже вставляют, как и в . Порой, минерал не обрабатывают. Так, пластинчатые кристаллы руды нарастают друг на друга, уменьшаясь в размерах к центру. Получаются сростки, похожие на бутоны . Их так и вставляют в . Обычно, это гематит в серебре и недрагоценных сплавах.

Не обходится и без сувенирной продукции из оксида железа. На прилавки выставляют , подсвечники и яйца на подставках, и без них. Учитывая плотность гематита, товар тяжел. А тяжела ли окатанный камешек оценивают в 100-500 рублей, в зависимости от наличия обрамления металлом и его количества.

На фото серебряное кольцо с гематитом

Кольца из гематита предлагают за 200-400 рублей. Это ценник за сплошной перстень, без металлических дополнений. эффектны, но пользуются спросом не только благодаря эстетике. Люди тянуться еще и к магическим, лечебным свойствам минерала.

Магические и лечебные свойства гематита

Магические свойства гематита тесно связаны с лечебными. Раз камень влияет на систему кровообращения, значит, способен наделять качествами, свойственными людям, в чьих жилах кровь, как говориться, кипит.

Самоцвет пробуждает храбрость, делает мужественным. Поэтому, на вопрос, кому подходит гематит , раньше отвечали: — «Мужчинам». Однако, в современном мире границы между полами стерты. Мужественность не помешает женщинам-спасателям, пожарным, военным.

Лечебные свойства гематита не просто ускоряют кровеносные потоки, но и прочищают места закупорки сосудов. Иначе, усилить кровообращение не удалось бы. Еще Теофласт писал, что железная руда уберегает от анемии.

Греческий философ, так же, писал о влиянии гематита на репродуктивную функцию, работу почек и печени. Правда, последним органам герой статьи помогает лишь когда причина заболеваний связана с недостаточным кровообращением.

Украшения из гематита

Если с гематитом приобретаются не только ради блеска, но и магических , рекомендованы в медном обрамлении. Если надежды возлагаются на лечебные свойства , нужны модели с обилием железняка.

У минерала есть слабый магнетизм. Он оказывает общеукрепляющее действие, повышает иммунитет. Поскольку магнетизм слаб, для должного эффекта нужны бусы в несколько рядов, или несколько , надетых одновременно.

Название минерала гематит происходит от греческого "эма" - кровь, "эматитес" - кровавый камень (Теофраст, 325 г. до н. э.). Английское название минерала Hematite

Синонимы: Олижист - oligiste - название, применяемое во Франции; ангидроферрит - anhydroferrite (по Честеру, 1896). Мартит - martite (Брайтхаупт, 1828) - псевдоморфоза гематита по магнетиту.
Рутилогематит - rutilohematite и ильменогематит - ilmeno- liematite - гематит с микровключениями рутила , соответственно ильменита .

Натечные образования O 3

Кровавик краснополосчатые кварциты.

Химический состав

Химический теоретический состав: Fe 2 O 3 - 100 (Fe - 69,94). Нередко содержит некоторое количество Ti, частью за счет включений ильменита, частью в твердом растворе; также содержит в твердом растворе некоторое количество Аl и Mn (до 17% Mn в однородных гематитах из Арденн); иногда содержит Ca, Mg, Fe 2+ (до 5% FeO при 10% TiO 2 в "базаномелане"). В скрытокристаллических плотных массах часто обнаруживается SiO 2 и Аl 2 O 3 в виде механических примесей, в волокнистых и землистых разностях - H 2 O (гидрогематит).

В минерале из разных месторождений отмечались примеси Cr, Ni, Со, также V (до 0,03% в Дастакертском месторождении Армянии, до 4-10-3 % из месторождения Монголии), In (в гидрогематите из Сарыбулака, Киргизии, до 0,41%), Sn, Zn и др.

Разновидности

А) По особенностям состава.

Титаногематит - titanohematite (Эдуарде, 1938) содержит в твердом растворе до 11,3% TiO 2 . Встречен в Маунт Монджер, Западная Австралия. Черта темно-коричневая до черной. Менее богатый титаном (5% TiO 2 ) наблюдался в Швейцарских Альпах и в песках Фицрой, Новая Зеландия (MgO - 1,5; FeO - 5,8; Fe 2 O 3 - 83,1; TiO 2 - 9,6). При 700-900° смесимость Fe 3 O 3 и FeTiO 3 полная, при комнатной температуре ограниченная; большей частью содержание TiO 2 в гематитах обусловлено распадом твердого раствора.

Алюмогематит - alumohematite (Бенеславский, 1957) - содержит до 14% Аl 2 O 3 в твердом растворе.
Искусственно получен минерал с содержанием до 11-14% Аl 2 O 3 , что указывает на возможность образования Al-содержащих гематитов в богатых глиноземом осадочных породах.

Гидрогематит - hydrohematite (Брайтхаупт, 1847) - тонко-кристаллический гематит, содержащий до 8% воды. Рентгенограмма отвечает рентгенограмме гематита. Под микроскопом часто наблюдаются колломорфные текстуры. Плотность более низкая, чем у собственно гематита: 4,40 - 4,80; отражательная способность ниже, внутренние рефлексы менее густые. Обычно образуется при гипергенных процессах. Отмечался в составе осадочных железных руд алапаевского типа (Свердловская обл.), в составе железных руд Белозерского месторождения (Украины), широко распространен в зоне окисления месторождений степной части Казахстана и др.

Тонкие смеси гидрогематита или гематита с гидрогётитом (лимонитом) известны под названием турьитов.

Б) По строению и форме выделений.

Железный блеск - Eisenglanz (Агрикола, 1546) - яснокристаллические выделения минерала, преимущественно черного цвета с металлическим блеском, нередко в виде кристаллов.

Синононимы: Спекулярит - specularite (Дана, 1892), specular hematite, specular iron, блестящая железная руда - Glanzeisenerz (Брайтхаупт, 1816), блестящий железняк - Glanzeisenstein (Хофман, 1816); зеркальная руда - Spiegelerz (Валериус, 1747).
Некоторые выделения железного блеска известны под специальными названиями. Железная роза - Eisenrose (частично базаномелан - Basa- nomelan, Кобель, 1838) - агрегат пластинчатых кристаллов, которые срослись почти параллельно по базопинакоиду; напоминает махровый цветок; прекрасные образцы происходят из Сен-Готарда в Италии. Железная слюдка - Eisenglimmer (Валериус, 1747) - тонко-чешуйчатые выделения железного блеска. Железная сметана - Eisen- rahm (Вернер, 1789) - рыхлые маркие агрегаты очень мелких чешуек железной слюдки красного цвета, жирные на ощупь. Докембрийские (?) сланцеватые породы Бразилии, содержащие значительное количество железной слюдки, известны под названиями итабирита - itabirite (Эшвеге, 1822) и якутинги - jacutinga; по предложению Дерби (1910), итабиритами называют также гематито-кварцевые сланцы других районов земного шара. Кристаллические индивиды этого минерала в сланцах могут обнаруживать определенную ориентировку.

Красный железняк - Botheisenstein (Вернер, 1817) - тонкокристаллические или скрытокристаллические выделения гематита, обычно красного цвета.
Синононим: Кровавый камень -Blutstein (Агрикола, 1546), bloodstone. Красная стеклянная голова -rother Glaskopf, почковидная (почечная) руда-kidney ore- натечные агрегаты с радиально-лучистым и нередко с концентрически-скорлуповатым сложением. Оолитовый красный железняк - red oolitic hematite - состоит из оолитов. Охристый красный железняк - red ocher hematite, красная охра - ochra rubra (Валериус, 1747), рётель - Rothel (Леонхард, 1821), красная земля - reddle, красный мел - red chalk, красный карандаш (по Шубниковой, 1937), сангин - sanguine - землистые агрегаты, иногда в смеси с глинистыми минералами. Гематогелит - hematogelite (Тучан, 1913), гематитогелит - hematitogelite - красящее вещество красных бокситов. Вапа - минерал с примесью глины.

Мартит - псевдоморфоза (ложная форма) по магнетиту черного цвета. Кристаллы в виде октаэдров.

Наблюдается ориентированное взаимное прорастание гематита и ильменита («вашингтониты») - результат распада твердых растворов: пластинки ильменита располагаются параллельны (0001) или (1011); отмечаются также ориентированные пластинки гематита в ильмените, ориентированные параллельно (0001) ильменита; встречаются параллельные сростки кристаллов гематита и ильменита по (0001). Кристаллики гематита иногда закономерно нарастают плоскостью (0001) на грани октаэдра магнетита или шпинели ; ориентированные срастания его с магнетитом наблюдаются под микроскопом среди продуктов распада твердых растворов: (111) и магнетита параллельно (0001) и .
Рутил образует ориентированные нарастания на гематите: (100) и (101) рутила параллельно (0001) и (1010) гематита. Наблюдалось также ориентированное нарастание кристаллов псевдобрукита на кристаллы гематита: (121) и псевдобрукита параллельно (0001) и гематита; при замещении вольфрамита : (0001) и гематита параллельно(100) и вольфрамита. Описаны закономерные срастания гематита с кварцем: (1010) и кварца параллельно (0001) и гематита.
Отмечались закономерные вростки его в мусковите с расположением включений гематита на (001) слюды по трем направлениям под углом 60° и образованием решетки, что вызывает явление астеризма в слюде. Известны игольчатые включения гематита в корунде с взаимно параллельными осями обоих минералов. Закономерно расположенные чешуйки гематита встречаются в карналлите: (0001) и гематита параллельно(001) и или карналлита ; также параллельно (130) и карналлита; в сильвине : (0001) гематита параллельно(100), (111) или реже параллельно (110) сильвина; в канкрините : (0001) гематита параллельно(1010) или (1120) канкринита; в полевом шпате - (0001) гематита параллельна ряду граней полевого шпата; в кальците (сидерите) с вростками гематита грани (1120) обоих минералов иногда параллельны.

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Тригональная. L 3 3L 2 3РС
Класс. Дитригонально-скаленоэдрический. D 3d - 3m

Кристаллическая структура

Структура аналогична структуре корунда.

Главные формы: Наиболее обычны формы r, c и n, также e и a.

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов разнообразный: ромбоэдрический, таблитчатый - преимущественно у кристаллов, образовавшихся из гидротермальных и газовых растворов; наблюдаются изометрически развитые кристаллы (преимущественно в контактово-метасоматических месторождениях); редки призматические кристаллы.
На (0001) -штриховка по трем направлениям, параллельным ребрам (0001) : (1011), треугольные углубления, также треугольные пирамиды нарастания, признаки спирального роста, естественного травления и др.

Двойники

Двойники прорастания и срастания по (0001) с плоскостью срастания (1010) ; очень распространены двойники по (1011) с углом между базопинакоидами, равным 64°48; при этом нередко мелкие кристаллы при нарастании в двойниковом положении на более крупный таблитчатый кристалл располагаются по-разному - под углом в 120° друг к другу. Двойникование может быть обусловлено испытанным кристаллами давлением. Скольжение по Т (0001), t .
Характерны сростки тонкопластинчатых кристаллов (отдельные пластинки нарастают гранями с (0001) почти параллельно друг другу), слагающих так называемые железные розы, которые, возможно, являются результатом спирального роста кристаллов.

Наблюдается ориентированное взаимное прорастание его и ильменита («вашингтониты») - результат распада твердых растворов: пластинки ильменита располагаютсяпараллельны (0001) или (1011); отмечаются также ориентированные пластинки в ильмените, ориентированные параллельно (0001) ильменита; встречаются параллельные сростки кристаллов гематита и ильменита по (0001). Кристаллики гематита иногда закономерно нарастают плоскостью (0001) на грани октаэдра магнетита или шпинели; ориентированные срастания его с магнетитом наблюдаются под микроскопом среди продуктов распада твердых растворов: (111) и магнетита параллельно (0001) и гематита.

Рутил образует ориентированные нарастания на гематите: (100) и (101) рутила параллельно (0001) и (1010) гематита. Наблюдалось также ориентированное нарастание кристаллов псевдобрукита на кристаллы гематита: (121) и псевдобрукита параллельно (0001) и гематита; при замещении вольфрамита: (0001) и гематита параллельно(100) и вольфрамита. Описаны закономерные срастания его с кварцем: (1010) и кварца параллельно (0001) и .
Отмечались закономерные вростки гематита в мусковите с расположением включений гематита на (001) слюды по трем направлениям под углом 60° и образованием решетки, что вызывает явление астеризма в слюде. Известны игольчатые включения гематита в корунде с взаимно параллельными осями обоих минералов. Закономерно расположенные чешуйки гематита встречаются в карналлите: (0001) и гематита параллельно(001) и или карналлита; также параллельно (130) и карналлита; в сильвине: (0001) гематита параллельно(100), (111) или реже папаллельно (110) сильвина; в канкрините: (0001) гематита параллельно(1010) или (1120) канкринита; в полевом шпате - (0001) гематита параллельна ряду граней полевого шпата; в кальците (сидерите) с вростками гематита грани (1120) обоих минералов иногда параллельны.

Вростки в кварце , микроклине, кислом плагиоклазе и калинатровом полевом шпате придают этим минералам красивый искристо-золотистый отлив (авантюрин, солнечный камень).
Включения мельчайших пластинок минерала окрашивают некоторые минералы в красный цвет (карналлит, сильвин, гейландит, канкринит и др.).

Агрегаты. Обычно встречается в виде плотных мелкокристаллических, чешуйчатых или листоватых скоплений, а также в землистых массах и натечных агрегатах. В последнем случае он называется красным железняком. Иногда концентрически-слоистые и радиально-лучистые, натечные, почковидные и оолитовые.

Натеки. Минералогический отвес

Физические свойства

Оптические

Цвет ясно кристаллических разновидностей стально-серый до черного; иногда наблюдается побежалость. Скрытокристаллический - матово-красный до ярко- красного, вишнево-красный до черного. В нефильтрованных лучах ртутно-кварцевой лампы желтовато-белый (в отличие от голубовато-белого ильменита).
Черта вишнево-красная или красновато-коричневая, красная (характерный диагностический признак). .
Блеск металлический до полуметаллического
Отлив матовый
Прозрачность В тонких осколках просвечивает кроваво-красным цветом.

Механические

Твердость 5-6. Данные разных авторов по микротвердости колеблются в широких пределах.
В кристаллах хрупок, в тонких пластинках упруг.
Плотность 5,26.
Спайность отсутствует, отдельность по (0001) и (1011) обусловлена двойникованием.
Излом полураковистый до неровного.

Химические свойства

В кислом водном растворе при температурах 100-160° гематит растворяется с разложением; концентрация Fe 3+ в растворах при 100° (в мг/л): 0,37 при pH около 2; 0,04 при pH = 4; 0,01 при рН= 6,11; соответственно при 160°: 0,14; 0,04; 0,01; при температурах порядка 350° и рН = 5-7 растворение минерала протекает без разложения. Растворяется в концентрированной НСl. В полированных шлифах ни одним из стандартных реактивов не травится. Для структурного травления применяется концентрированная HF (продолжительность травления 1-2 мин).

Прочие свойства

Проводник электричества. Данные по удельному электрическому сопротивлению природных образцов колеблются в широких пределах; при повышенном напряжении обладает детекторными свойствами.

При комнатной температуре антиферромагнитен, при -15° становится ферромагнитным. Характерна высокая стабильность по отношению к постоянному и переменному магнитным полям, а также к температурному воздействию.

Успешно флотируется анионными собирателями типа олеиновой кислоты или алкилсульфатов (оптимальные условия - нейтральная или слабощелочная среда). Неплавок. В восстановительном пламени становится магнитным.

Температура плавления 1594°. При нагревании до 1370-1400° переходит в магнетит. γ-Fe 2 O 3 , образующийся при нагревании до 950°, при охлаждении превращается в α-Fe 2 O 3 .

Искусственное получение гематита

Гематит получается путем сублимации при взаимодействии хлорида железа и водяного пара; при нагревании расплава буры с окисью железа; из силикатного расплава с большим содержанием железа; при нагревании гидрата окиси железа с водой в запаянной трубке и др. Получен при изучении многих систем: гематит - ильменит, корунд - магнетит и др.

Диагностические признаки

От магнетита и ильменита легко отличается по цвету черты; в отличие от маггемита оптически анизотропен и не магнитен. От киновари плотный гематит отличается отсутствием спайности, оптическим знаком, а также по твердости и по плотности В тонкозернистых агрегатах трудно отличим от лепидокрокита. В полированных шлифах значительно светлее магнетита, ильменита и других сопутствующих рудных минералов.

Спутники. Корунд, диаспор, рутил, андалузит , кварц, мушкетовита . Мушкетовит известен в контактно-метасоматических месторождениях (Урал, Таджикистан и др.) и в гидротермальных месторождениях, для которых характерно отложение сульфидов после гематита (Кутимское месторождение в Пермской обл. и др.); наряду с магнетитом по гематиту может образоваться маггемит. В процессе диагенеза он при наличии восстановителей (органическое вещество) может переходить в сидерит, пирит и лептохлориты (в СНГ- породы Донбасса, Второго Баку и ерунаковской толщи Кузбасса). Помимо магнетита в псевдоморфозах по гематиту наблюдаются: пирит, сидерит, хлориты, гидрогётит (лимонит), в отдельных случаях - халькопирит , рутил, касситерит, манганит и др.

Практическое применение

Минерал многих железных руд. Чистые порошковатые разности применяются как красные краски и для приготовления красных карандашей. Плотный камень («кровавик») употребляется как полировочный материал.

Краснополосчатые яшмовидные гематито-магнегитовые роговики Кривого Рога являются эффективным декоративно-поделочным камнем, карминовые оттенки которого дополняют богатую палитру отечественных камней-самоцветов.

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

Старинные методы. Под паяльной трубкой

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В шлифах в проходящем свете кроваво-красный (в тончайших пластинках), оранжево-красный, серо-желтый. Слабый плеохроизм: по No буровато-красный; по Ne желтовато-красный. Одноосный (-). Свето-преломление высокое, двупреломление очень сильное.

Фото галерея минерала

Доменный процесс заключается в выплавке чугуна из железных руд в доменных печах.

Для осуществления доменного процесса нужно иметь в необходимых количествах:

подготовленные к плавке железные руды,

огнеупорные материалы.

Руда

Руда - это горная порода, содержащая металл; обычно в руде содержатся металлы в таком количестве, которое позволяет экономически выгодно извлекать металл из руды.

Железные руды представляют собой главным образом окислы железа, соединенные с пустой породой .

Пустой породой называется естественное минеральное соединение, не содержащее железа, например кремнезем (SiO 2), глинозем (Аl 2 O 3) и др.

Для доменного процесса используются руды, в которых содержание железа превышает 25-30%.

В зависимости от химического состава железные руды подразделяются на следующие группы:

Магнитный железняк

Магнитный железняк (магнетит), представляющий собой магнитную окись железа Fe 3 O 1 . В чистом виде магнетит содержит 72,4% железа и 27,6% кислорода и обладает магнитными свойствами.

Наиболее мощным месторождением магнитного железняка является Магнитогорское месторождение , в котором содержание железа доходит до 62%.

В 1940 г. добыча магнитогорской руды составляла 22,5% от общей добычи руды в СССР.

Красный железняк

Красный железняк (гематит) - безводная окись железа (Fe 2 O 3). В химически чистом виде гематит содержит 70% железа и 30% кислорода .

Наиболее крупным в СССР месторождением красных железняков (гематитов) является Криворожское месторождение . В переплавку направляются руды, содержащие 40-60% железа.

Бурый железняк

Бурый железняк (лимонит) - водная окись железа (2Fe 2 O 3 * Н 2 O). В чистом виде лимонит содержит 59,88% железа и 14,43% гидратной воды .

Наиболее крупным месторождением бурых железняков является Керченское месторождение , содержание железа в котором составляет 32,36%.

Руды этого месторождения отличаются также высоким содержанием фосфора (от 0,4 до 1,3%) и присутствием мышьяка от 0,05 до 0,2%.

Шпатовые железняки

Шпатовые железняки (сидериты) FeCO3. В чистом виде сидерит содержит 48,3% железа и 37,9% С O 2 .

Крупное месторождение шпатовых железняков находится на Южном Урале вблизи Бакальского месторождения бурых железняков.