Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жалпы темір оксид минералы. Минерал
Common iron oxide mineral
the mineral
Гематит (Hematite, /h/iː/m/ə/, /t/aɪ/t/, /'/h/ɛ/m/ə/), сондай-ақ гематит деп те жазылады, Fe2O3 формуласына ие темір оксидінің кең таралған қосылысы болып табылады және тау жыныстары мен топырақта жиі кездеседі. Гематит кристалдары ромбоэдрлік тор жүйесіне жатады, бұл оның альфа полиморфы деп аталады. Оның кристалдық құрылымы корунд пен илменит сияқты. Осының арқасында ол 950 °C (1742 °F) жоғары температурада толық қатты ерітінді құрайды. Гематит табиғатта қарадан болат түске дейін, күміс сұр, қоңырдан қызғылт қоңырға дейін немесе қызыл түстерде кездеседі. Ол темірдің маңызды кен минералы ретінде өндіріледі. Ол электр тогын жақсы өткізеді. Гематиттың түрлері: бүйрек кені, мартит (магнетиттен кейінгі псевдоморфтар), темір гүлі және спекулярит (жарық гематит). Бұл формалардың барлығында бірдей – қызыл түсті сызық байқалады. Гематит таза темірге қарағанда қаттырақ, бірақ одан әлдеқайда сынғыш. Магемит – гематиттің (γ) полиморфы, химиялық формуласы бірдей, бірақ магнетит сияқты спинельдік құрылымы бар. Гематиттің ірі кен орындары жолақты темір кендерінде табылады. Сұр гематит көбінесе Солтүстік Америкадағы Йеллоустоун ұлттық паркі сияқты, тұншықтырған, тоқтаған сулары немесе минералдық ыстық бұлақтары бар жерлерде кездеседі. Минерал суға тұнып, көлдің, бұлақтың немесе басқа тұншықтырған судың түбінде қабаттар түзеді. Гематит судың болмауы жағдайында да пайда болуы мүмкін, әдетте вулкандық белсенділіктің нәтижесінде. Кішкентай гематит кристалдары топырақтағы ауа райының әсерінен пайда болатын екіншілік минерал ретінде, сондай-ақ басқа темір оксидтерімен немесе гоетит сияқты оксид-гидроксидтерімен бірге кездеседі, олар тропикалық, ежелгі немесе қатты ауа райына ұшыраған топырақтардың қызыл түсіне жауап береді.
Hematite ('/h//iː//m//ə/,/t//aɪ//t//, /'/h//ɛ//m//ə// /), also spelled as haematite, is a common iron oxide compound with the formula, Fe2O3 and is widely found in rocks and soils. Hematite crystals belong to the rhombohedral lattice system which is designated the alpha polymorph of It has the same crystal structure as corundum and ilmenite With this it forms a complete solid solution at temperatures above 950 °C (1742 °F). Hematite naturally occurs in black to steel or silver gray, brown to reddish brown, or red colors. It is mined as an important ore mineral of iron. It is electrically conductive. Hematite varieties include kidney ore, martite (pseudomorphs after magnetite), iron rose and specularite (specular hematite). While these forms vary, they all have a rust red streak. Hematite is not only harder than pure iron, but also much more brittle. Maghemite is a polymorph of hematite (γ ) with the same chemical formula, but with a spinel structure like magnetite. Large deposits of hematite are found in banded iron formations. Gray hematite is typically found in places that have still, standing water or mineral hot springs, such as those in Yellowstone National Park in North America. The mineral can precipitate in the water and collect in layers at the bottom of the lake, spring, or other standing water. Hematite can also occur in the absence of water, usually as the result of volcanic activity. Clay sized hematite crystals can also occur as a secondary mineral formed by weathering processes in soil, and along with other iron oxides or oxyhydroxides such as goethite, which is responsible for the red color of many tropical, ancient, or otherwise highly weathered soils.
Этимологиясы мен тарихы
Гематит атауы грек тіліндегі "қан" сөзінен (αἷμα - haima) шыққан, себебі гематиттің кейбір түрлерінде қызыл түс кездеседі. Қызыл охр құрамында сусыз гематит, ал сары охр құрамында гидратталған гематит (Fe2O3 · H2O) болады. Охрдың негізгі қолданысы – берік түспен бояу. Гематит қалдықтары 80 000 жыл бұрынғы қабірлерде де табылған. Польшадағы Ридно және Венгриядағы Ловас маңында б.з.д. 5000 жылға дейінгі қызыл мел кен орындары табылды, олар Жоғарғы Рейн өзені бойындағы Сызықты керамика мәдениетіне жатады. Эльба аралында этрусктік дәуірден бері гематит кенінің мол қоры табылды. Жер астында гематит өндіру адам үшін қатерлі ісік тудырушы фактор ретінде жіктеледі.
The name hematite is derived from the Greek word for blood [[wikt:αἷμα (haima), due to the red coloration found in some varieties of hematite. Red ochre contains unhydrated hematite, whereas yellow ochre contains hydrated hematite (Fe2O3 · H2O). The principal use of ochre is for tinting with a permanent color. Hematite residues are also found in graves from 80,000 years ago. Near Rydno in Poland and Lovas in Hungary red chalk mines have been found that are from 5000 BC, belonging to the Linear Pottery culture at the Upper Rhine. Rich deposits of hematite have been found on the island of Elba that have been mined since the time of the Etruscans. Underground hematite mining is classified as carcinogenic hazard to humans.
Магнетизм
Гематит магнит өрісіне өте әлсіз жауап береді. Магнетиттен айырмашылығы, ол әдеттегі магнитке айқын тартылмайды. Гематит – Морин ауысуынан төмен температурада антиферромагниттік материал, ал Морин ауысуынан жоғары және оның Нель температурасынан төмен – антиферромагниттік немесе әлсіз ферромагниттік материал, одан жоғары – парамагниттік. α-гематиттің магниттік құрылымы 1950 жылдары қызу пікірталас тудырды, себебі ол шамамен Кюри температурасы бар, бірақ өте кішкентай магниттік моментімен (0,002 Бор магниттері) ферромагниттік сияқты көрінді. Көңілді қоздырған нәрсе – температураның төмендеуімен шамамен магниттік моменті жоқ фазаға өту болды. Жүйе негізінен антиферромагниттік екені, бірақ катиондық орындардың төмен симметриясы спин-орбиталық байланыс арқасында c осіне перпендикуляр жазықтықтағы моменттердің бұрылуына мүмкіндік беретіні көрсетілді. Температураның төмендеуімен моменттің жоғалуы анизотропияның өзгеруіне байланысты, бұл моменттердің c осі бойымен бағытталуына әкеледі. Бұл жағдайда спин бұрылуы энергияны төмендетпейді. Гематиттің магниттік қасиеттері оның наноөлшемді нұсқаларынан өзгеше. Мысалы, гематиттің Морин ауысу температурасы бөлшек өлшемі кішірейгенде төмендейді. Бұл ауысудың жойылуы гематит нанобөлшектерінде байқалды және кристалдық тордағы қоспалардың, су молекулаларының және ақаулардың болуымен байланысты. Гематит – минералдың магниттік және кристалдық-химиялық қасиеттеріне әсер ететін әртүрлі мөлшердегі H2O (су), гидроксил тобы және бос орын алмасулары бар күрделі қатты ерітінді жүйесінің бір бөлігі. Басқа екі ұшы – протогематит және гидрогематит. Гематиттің магниттік коэрцитивтігін екі жолды ферригидрит прекурсорын ерітіндіден құрғақ қыздыру арқылы арттыруға болады. Гематит температураға тәуелді магниттік коэрцитивтілік мәндерін көрсетті. Бұл жоғары коэрцитивтілік мәндерінің себебі бөлшектер мен кристаллиттердің әртүрлі өсу жылдамдықтарының нәтижесінде пайда болған суббөлшек құрылымы деп түсіндіріледі. Өсу жылдамдықтарының осы айырмашылығы наноөлшемде (супер кішкентай) суббөлшек құрылымының біртіндеп дамуына әкеледі. Төмен температурада (350–600 °C) жеке бөлшектер кристалданады. Бірақ жоғары температурада (600–1000 °C) кристалл агрегаттарының өсуі және суббөлшек құрылымы қалыптасады.
Hematite shows only a very feeble response to a magnetic field. Unlike magnetite, it is not noticeably attracted to an ordinary magnet. Hematite is an antiferromagnetic material below the Morin transition at , and a canted antiferromagnet or weakly ferromagnetic above the Morin transition and below its Néel temperature at , above which it is paramagnetic. The magnetic structure of α hematite was the subject of considerable discussion and debate during the 1950s, as it appeared to be ferromagnetic with a Curie temperature of approximately , but with an extremely small magnetic moment (0.002 Bohr magnetons). Adding to the surprise was a transition with a decrease in temperature at around to a phase with no net magnetic moment. It was shown that the system is essentially antiferromagnetic, but that the low symmetry of the cation sites allows spin–orbit coupling to cause canting of the moments when they are in the plane perpendicular to the c axis. The disappearance of the moment with a decrease in temperature at is caused by a change in the anisotropy which causes the moments to align along the c axis. In this configuration, spin canting does not reduce the energy. The magnetic properties of bulk hematite differ from their nanoscale counterparts. For example, the Morin transition temperature of hematite decreases with a decrease in the particle size. The suppression of this transition has been observed in hematite nanoparticles and is attributed to the presence of impurities, water molecules and defects in the crystals lattice. Hematite is part of a complex solid solution oxyhydroxide system having various contents of H2O (water), hydroxyl groups and vacancy substitutions that affect the mineral's magnetic and crystal chemical properties. Two other end members are referred to as protohematite and hydrohematite. Enhanced magnetic coercivities for hematite have been achieved by dry heating a two line ferrihydrite precursor prepared from solution. Hematite exhibited temperature dependent magnetic coercivity values ranging from The origin of these high coercivity values has been interpreted as a consequence of the subparticle structure induced by the different particle and crystallite size growth rates at increasing annealing temperature. These differences in the growth rates are translated into a progressive development of a subparticle structure at the nanoscale (super small). At lower temperatures (350–600 °C), single particles crystallize. However, at higher temperatures (600–1000 °C), the growth of crystalline aggregates, and a subparticle structure is favored.
Кен орындарынан алынған қалдықтар
Гематит темір кендерінің қалдықтарында кездеседі. Жақында әзірленген магниттеу процесі магниттерді пайдаланып, Минесота штатының Месаби тау-кен ауданындағы ескі кен орындарының қалдықтарынан гематитті бөліп алуға мүмкіндік береді. Фаллу қызылы – дәстүрлі швед үй бояуларында қолданылатын пигмент. Алғашқыда ол Фаллу кенінің қалдықтарынан жасалған.
Hematite is present in the waste tailings of iron mines. A recently developed process, magnetation, uses magnets to glean waste hematite from old mine tailings in Minnesota's vast Mesabi Range iron district. Falu red is a pigment used in traditional Swedish house paints. Originally, it was made from tailings of the Falu mine.
Марс
Гематиттің спектрлік сипаттамасы Марс планетасында НАСА-ның Марс Global Surveyor және 2001 Mars Odyssey ғарыш кемелерінің Марс орбитасындағы инфрақызыл спектрометрі арқылы анықталды. Минерал планетадағы екі аймақта көп мөлшерде кездесті: 0° бойлықтағы Марс экваторының жанындағы Terra Meridiani және Valles Marineris маңындағы Aram Chaos. Aureum Chaos сияқты басқа да бірнеше аймақтарда да гематит табылды. Жердегі гематит көбінесе сулы ортада немесе судың әсерінен түзілетін минерал болғандықтан, бұл жайт ғылыми тұрғыдан қызығушылық тудырды. Сондықтан, Марсты зерттеудің екінші ровері Terra Meridiani аймағындағы Meridiani Planum деп аталған жерге жіберілді. Opportunity ровері жүргізген зерттеулер гематиттің көп мөлшерін көрсетті, оның көп бөлігі ғылыми команда "көкжиектер" деп атаған кішкентай "Марс шарлары" түрінде болды. Талдау нәтижесінде бұл шарлар сулы ерітіндіден пайда болған конгломераттар екені анықталды. "Марстағы гематит қалай түзілгенін білу бізге бұрынғы ортаны сипаттауға және оның өмірге жарамды болған-болмағанын анықтауға көмектеседі".
The spectral signature of hematite was seen on the planet Mars by the infrared spectrometer on the NASA Mars Global Surveyor and 2001 Mars Odyssey spacecraft in orbit around Mars. The mineral was seen in abundance at two sites on the planet, the Terra Meridiani site, near the Martian equator at 0° longitude, and the Aram Chaos site near the Valles Marineris. Several other sites also showed hematite, such as Aureum Chaos. Because terrestrial hematite is typically a mineral formed in aqueous environments or by aqueous alteration, this detection was scientifically interesting enough that the second of the two Mars Exploration Rovers was sent to a site in the Terra Meridiani region designated Meridiani Planum. In situ investigations by the Opportunity rover showed a significant amount of hematite, much of it in the form of small "Martian spherules" that were informally named "blueberries" by the science team. Analysis indicates that these spherules are apparently concretions formed from a water solution. "Knowing just how the hematite on Mars was formed will help us characterize the past environment and determine whether that environment was favorable for life".
Зергерлік бұйымдар
Гематит көбінесе моншақтарға, жылтыратылған тастарға және басқа да әшекей бұйымдарына өңделеді. Бұрын гематит аза тұту сақиналары мен әшекейлері үшін қолданылған.
Hematite is often shaped into beads, tumbling stones, and other jewellery components. Hematite was once used as mourning jewelry.
Пигменттер
Гематит адамның бейнелеу өнерінің бастапқы кезеңдерінен бері, мысалы үңгір қабырғаларында және басқа беттерде пигмент жасау үшін қолданылып келген, және барлық дәуірлерде сурет өнерінде үздіксіз пайдаланылған. Ол қызыл, күлгін және қоңыр темір оксид пигменттерінің негізін құрайды, сондай-ақ охра, сиена және умбра пигменттерінің маңызды құрамдас бөлігі болып табылады.
Hematite has been sourced to make pigments since earlier origins of human pictorial depictions, such as on cave linings and other surfaces, and has been continually employed in artwork through the eras. It forms the basis for red, purple and brown iron oxide pigments, as well as being an important component of ochre, sienna and umber pigments.
Өнеркәсіптік мақсаттар
Жоғарыда айтылғандай, гематит темір кенінің маңызды минералы болып табылады. Гематиттің физикалық қасиеттері медициналық жабдықтар, кеме жасау және көмір өндірісі салаларында да қолданылады. Жоғары тығыздығы бар және рентген сәулелерінен тиімді қорғай алатындықтан, ол көбінесе сәулеленуден қорғау экрандарына қосылады. Басқа темір кендері сияқты, гематит та кемелердің балласттарының құрамына оның тығыздығы мен экономикалық тиімділігі үшін жиі қосылады. Көмір өнеркәсібінде, ол көмір шаңын қоспалардан бөлуге көмектесетін жоғары тығыздықтағы ерітінді түрінде қолданылуы мүмкін.
As mentioned earlier, hematite is an important mineral for iron ore. The physical properties of hematite are also employed in the areas of medical equipment, shipping industries and coal production. Having high density and capable as an effective barrier for X ray passage, it is often incorporated into radiation shielding. As with other iron ores, it is often a component of ship ballasts for its density and economy. In the coal industry, it can be formed into a high specific density solution, to help separate coal powder from impurities.