Hämatit: Ein Grunderz aus Eisen und einem Pigmentmineral

Inhalt

• Was ist Hämatit?
• Physikalische Eigenschaften von Hämatit
• Zusammensetzung von Hämatit
• Geologisches Vorkommen
• Hämatit auf dem Mars?
• Verwendung von Hämatit (Eisenerz)
• Verwendung von Hämatit (Pigment)
• Verwendung von Hämatit (Edelsteinmaterial)
• Verwendung von Hämatit (Heilstein)
• Andere Verwendungen von Hämatit

Oolitischer Hämatit: Ein Exemplar von oolitischem Hämatit-Eisenerz. Oolithe sind winzige runde Kugeln aus chemisch ausgefälltem Hämatit. Das Exemplar auf dem Foto hat einen Durchmesser von etwa zehn Zentimetern, und die größten Oolithe haben einen Durchmesser von wenigen Millimetern.

Was ist Hämatit?

Hämatit ist eines der am häufigsten vorkommenden Mineralien auf der Erdoberfläche und in der flachen Kruste. Es ist ein Eisenoxid mit einer chemischen Zusammensetzung von Fe₂O₃. Es ist ein verbreitetes Mineral, das in Sedimentgesteinen, metamorphen Gesteinen und magmatischen Gesteinen auf der ganzen Welt vorkommt.

Hämatit ist das wichtigste Eisenerz. Obwohl es einst an Tausenden von Standorten auf der ganzen Welt abgebaut wurde, stammt heute fast die gesamte Produktion aus ein paar Dutzend großen Lagerstätten, in denen bedeutende Ausrüstungsinvestitionen es Unternehmen ermöglichen, das Erz effizient abzubauen und zu verarbeiten. Der größte Teil des Erzes wird derzeit in China, Australien, Brasilien, Indien, Russland, der Ukraine, Südafrika, Kanada, Venezuela und den Vereinigten Staaten gefördert.

Hämatit hat eine Vielzahl anderer Verwendungszwecke, aber seine wirtschaftliche Bedeutung ist im Vergleich zur Bedeutung von Eisenerz sehr gering. Das Mineral wird zur Herstellung von Pigmenten, Präparaten zur Trennung schwerer Medien, Strahlenschutzmitteln, Ballast und vielen anderen Produkten verwendet.

Hämatitenstreifen: Alle Hämatitproben bilden einen rötlichen Streifen. Der Streifen eines Minerals ist seine Farbe in Pulverform, wenn es über eine Streifenplatte (ein kleines Stück unglasiertes Porzellan, aus dem eine kleine Menge Mineralpulver hergestellt wird) geschabt wird. Einige Hämatitproben erzeugen einen leuchtend roten Streifen, andere einen rotbraunen Streifen. Vorsicht ist geboten, wenn eine Probe aus Hämatit mit metallischem Glanz getestet wird. Diese Exemplare sind oft spröde und hinterlassen zusammen mit dem Streifen eine Trümmerspur. Dieser Schutt ist kein Pulver - es ist eine Spur von Fragmenten. Um den Streifen zu beurteilen, müssen die losen Partikel vorsichtig von der Streifenplatte geschüttelt oder ganz leicht abgebürstet werden. Dies hinterlässt das Pulver, das in die strukturierte Oberfläche der Streifenplatte eingebettet ist. Auf dem Foto oben wurde der Streifen links von Fragmenten befreit, und Sie können sehen, dass er rotbraun ist. Der Streifen auf der rechten Seite weist immer noch eine Spur glitzernder Fragmente auf, die für eine ordnungsgemäße Bewertung vorsichtig entfernt werden müssen.

Physikalische Eigenschaften von Hämatit

Hämatit hat ein äußerst variables Aussehen. Sein Glanz kann von erdig über submetallisch bis metallisch reichen. Seine Farbbereiche umfassen Rot bis Braun und Schwarz bis Grau bis Silber. Es kommt in vielen Formen vor, einschließlich glimmerhaltiger, massiver, kristalliner, botryoidaler, faseriger, oolitischer und anderer.

Obwohl Hämatit ein sehr variables Aussehen hat, erzeugt es immer einen rötlichen Streifen. Schüler in einführenden Geologiekursen sind in der Regel überrascht, wenn ein silberfarbenes Mineral einen rötlichen Streifen erzeugt. Sie lernen schnell, dass der rötliche Streifen der wichtigste Hinweis für die Identifizierung von Hämatit ist.

Hämatit ist nicht magnetisch und sollte nicht auf einen gemeinsamen Magneten ansprechen. Viele Hämatitproben enthalten jedoch genügend Magnetit, um von einem gemeinsamen Magneten angezogen zu werden. Dies kann zu einer falschen Annahme führen, dass es sich bei der Probe um Magnetit oder das schwach magnetische Pyrrhotit handelt. Der Prüfer muss andere Eigenschaften prüfen, um eine ordnungsgemäße Identifizierung zu gewährleisten.

Wenn der Prüfer den Streifen überprüft, schließt ein rötlicher Streifen die Identifizierung als Magnetit oder Pyrrhotit aus. Wenn die Probe magnetisch ist und einen rötlichen Streifen aufweist, handelt es sich höchstwahrscheinlich um eine Kombination aus Hämatit und Magnetit.

Spiegelhämatit: Specular Hämatit, manchmal auch "glimmerhaltiger Hämatit" genannt, hat einen metallischen Glanz und scheint ein Gestein zu sein, das aus glänzenden Glimmerflocken besteht. Stattdessen sind diese Flocken Hämatit. Obwohl dieser Hämatit eine silberne Farbe hat, erzeugt er immer noch einen rötlichen Streifen - ein Schlüssel zur Identifizierung von Hämatiten. Die Härteprüfung von spiegelndem Hämatit ist schwierig, da die Proben dazu neigen, zu bröckeln. Dieses Exemplar hat einen Durchmesser von etwa zehn Zentimetern und wurde in der Nähe von Republic, Michigan, gesammelt.

Gebänderte Eisenformation: Nahaufnahme einer mit einem Band versehenen Eisenanordnung. In diesem Exemplar wechseln sich Hämatitstreifen (Silber) und Jaspisstreifen (Rot) ab. Das Gestein, das dort entsteht, wo diese Formationen abgebaut werden, wird oft als "Taconit" bezeichnet. Dieses Foto erstreckt sich über eine Felsfläche von etwa einem Fuß (30 Zentimeter) Breite. Foto von André Karwath, GNU-Lizenz für freie Dokumentation.

Zusammensetzung von Hämatit

Reiner Hämatit hat eine Zusammensetzung von etwa 70 Gew .-% Eisen und 30 Gew .-% Sauerstoff. Wie die meisten natürlichen Materialien kommt es bei dieser reinen Zusammensetzung nur selten vor. Dies gilt insbesondere für Sedimentablagerungen, bei denen sich Hämatit durch anorganische oder biologische Ausfällung in einem Gewässer bildet.

Geringe klastische Sedimentation kann dem Eisenoxid Tonmineralien hinzufügen. Episodische Sedimentation kann dazu führen, dass die Ablagerungen abwechselnd Eisenoxid- und Schieferbanden aufweisen. Kieselsäure in Form von Jaspis, Chert oder Chalcedon kann durch chemische, klastische oder biologische Prozesse in kleinen Mengen oder in signifikanten Episoden zugesetzt werden. Diese geschichteten Ablagerungen von Hämatit und Schiefer oder Hämatit und Kieselsäure sind als "bandierte Eisenformationen" bekannt geworden (siehe Bild).

Massiver Hämatit: Ein Exemplar von massivem Hämatit mit einem Durchmesser von zehn Zentimetern wurde in der Nähe von Antwerpen, New York, gesammelt.

Nierenerz Hämatit: Ein Teil des Hämatits fällt in Hohlräumen aus und hat die Möglichkeit, eine uneingeschränkte Gewohnheit zu bilden. Eine Gewohnheit, die als "Nierenerz" bekannt ist, entwickelt sich häufig in Hohlräumen und wird nach ihrem ähnlichen Aussehen wie ein inneres Organ benannt. Diese Art von chemisch ausgefälltem Hämatit ist häufig relativ unbelastet mit sedimentären Ton- oder Wirtsgesteinseinschlüssen und weist eine höhere Reinheit auf. Die hohe Reinheit macht dieses Produkt zum Hämatit der Wahl für die Herstellung von Pigmenten. Dieses Exemplar hat einen Durchmesser von etwa zehn Zentimetern und wurde in der Nähe von Cumberland, England, gesammelt.

Geologisches Vorkommen

Hämatit kommt als primäres Mineral und als Alterationsprodukt in magmatischen, metamorphen und sedimentären Gesteinen vor. Es kann während der Differenzierung eines Magmas kristallisieren oder aus hydrothermalen Flüssigkeiten ausfallen, die sich durch eine Gesteinsmasse bewegen. Es kann sich auch während der Kontaktmetamorphose bilden, wenn heiße Magmen mit benachbarten Gesteinen reagieren.

Die wichtigsten Hämatitablagerungen in sedimentären Umgebungen. Vor etwa 2,4 Milliarden Jahren waren die Ozeane der Erde reich an gelöstem Eisen, aber im Wasser war nur sehr wenig freier Sauerstoff vorhanden. Dann wurde eine Gruppe von Cyanobakterien zur Photosynthese befähigt. Die Bakterien verwendeten Sonnenlicht als Energiequelle, um Kohlendioxid und Wasser in Kohlenhydrate, Sauerstoff und Wasser umzuwandeln. Diese Reaktion setzte den ersten freien Sauerstoff in die Meeresumgebung frei. Der neue Sauerstoff verband sich sofort mit dem Eisen, um Hämatit zu bilden, der auf den Grund des Meeresbodens sank und zu den Gesteinseinheiten wurde, die wir heute als bandierte Eisenformationen kennen.

Bald fand in vielen Teilen der Ozeane der Erde eine Photosynthese statt, und auf dem Meeresboden sammelten sich umfangreiche Hämatitablagerungen an. Diese Ablagerung dauerte Hunderte von Millionen Jahren - von etwa 2,4 bis 1,8 Millionen Jahren. Dies ermöglichte die Bildung von Eisenablagerungen mit einer Dicke von mehreren hundert bis mehreren tausend Fuß, die seitlich über mehrere hundert bis tausend Quadratkilometer bestehen. Sie umfassen einige der größten Gesteinsformationen der Welt.

Viele der sedimentären Eisenvorkommen enthalten sowohl Hämatit und Magnetit als auch andere Eisenmineralien. Diese sind oft in enger Verbindung, und das Erz wird abgebaut, zerkleinert und verarbeitet, um beide Mineralien wiederzugewinnen. Historisch gesehen wurde ein Großteil des Hämatits nicht gewonnen und in Halden verbracht. Durch eine effizientere Verarbeitung kann heute mehr Hämatit aus dem Erz gewonnen werden. Die Rückstände können auch wiederaufbereitet werden, um zusätzliches Eisen zurückzugewinnen und das Rückstandsvolumen zu verringern.

Mars "Blaubeeren": Im Jahr 2004 entdeckte die NASAs Mars Exploration Rover Opportunity, dass der Boden in der Nähe des Landeplatzes Millionen winziger Kugeln enthielt, die Forscher als "Blaubeeren" bezeichneten. Bei der Analyse wurde festgestellt, dass sie aus Eisenoxid bestehen, meist in Form von Hämatit. Der Eisengehalt der Marsgesteine ​​und des Marsbodens trägt zu seinem roten Aussehen von der Erde bei und hat ihm geholfen, den Namen "The Red Planet" zu verdienen. Bild von der NASA.

Hämatit auf dem Mars?

Die NASA hat herausgefunden, dass Hämatit eines der am häufigsten vorkommenden Mineralien in den Gesteinen und Böden auf der Marsoberfläche ist. Eine Fülle von Hämatit in Marsgesteinen und Oberflächenmaterialien verleiht der Landschaft eine rotbraune Farbe, weshalb der Planet am Nachthimmel rot erscheint. Es ist der Ursprung des Spitznamens "Roter Planet" auf dem Mars.

Taconite Pellets: Diese Taconit-Pellets bestehen aus fein zerkleinertem Taconit-Gestein, das zur Verbesserung des Eisengehalts verarbeitet und zur Verbesserung der Pelletisierung mit einer kleinen Menge Ton vermischt wurde. Dies ist eine der Standardmethoden für den Transport von Eisenerz von einer Mine zu einem Stahlwerk. Die runden Partikel haben einen Durchmesser von etwa 1/2 Zoll (1 1/4 Zentimeter) und sind während des Versands und in der Mühle sehr einfach zu handhaben. Bild von Harvey Henkelmann.GNU-Lizenz für freie Dokumentation.

Verwendung von Hämatit (Eisenerz)

Hämatit ist das weltweit wichtigste Eisenerz. Obwohl Magnetit einen höheren Anteil an Eisen enthält und leichter zu verarbeiten ist, ist Hämatit das Haupterz, da es in vielen Teilen der Welt häufiger vorkommt und in Lagerstätten vorkommt.

Hämatit wird in einigen der größten Minen der Welt abgebaut. Diese Minen erfordern Investitionen in Milliardenhöhe, und einige werden über 100 Millionen Tonnen Erz pro Jahr abbauen. Diese Tagebau-Minen können bis zu ihrer Fertigstellung mehrere hundert bis tausend Fuß tief und mehrere Meilen breit sein.

China, Australien, Brasilien, Indien, Russland, die Ukraine, Südafrika und die USA sind die weltweit führenden Produzenten von Eisenerz (einschließlich Hämatit, Magnetit und anderen Erzen). Die Eisenerzproduktion in den USA erfolgt in Michigan und Minnesota.

Hämatitpigment: Hämatit war eines der ersten von Menschen verwendeten Pigmentmineralien. Vor mindestens 40.000 Jahren erhielten die Menschen Hämatit, zerkleinerten es zu einem feinen Pulver und verwendeten es zur Herstellung von Farben. Oben sind kommerzielle Hämatitpigmente gezeigt, die heute erhältlich sind. Von oben links im Uhrzeigersinn sind dies: Blue Ridge Hematite, Blue Ridge Violet Hematite, Venetian Red und Pozzuoli Red. Seit der Renaissance wurden Pigmente häufig nach den Orten benannt, an denen sie hergestellt wurden. Die Farbabweichungen ergeben sich aus der Art des verwendeten Hämatits und den damit vermischten Verunreinigungen wie Ton und anderen Eisenoxiden.

Hämatit-Edelsteine: Hämatit und Taconit werden oft zu Trommelsteinen verarbeitet oder in Cabochons und Perlen geschnitten. Diese sind als preiswerte Schmuckstücke beliebt. Trommelpolierter Hämatit ist auch als "Heilstein" beliebt. Manche Menschen glauben, dass das Tragen des Geräts bei bestimmten medizinischen Problemen hilfreich ist. Diese Verwendung hat keinen wissenschaftlichen Wert und kann tatsächlich schädlich sein, da sie Menschen, die medizinische Hilfe benötigen, vom Arztbesuch abhält.

Verwendung von Hämatit (Pigment)

Der Name Hämatit kommt vom griechischen Wort "Haimatitis" und bedeutet "blutrot". Dieser Name leitet sich von der Farbe des Hämatits ab, wenn er zu einem feinen Pulver zerkleinert wurde. Primitive Menschen entdeckten, dass Hämatit zerkleinert und mit einer Flüssigkeit zur Verwendung als Farbe oder Kosmetik gemischt werden konnte. Aus Hämatitpigmenten entstanden Höhlenmalereien, sogenannte "Piktogramme", die vor 40.000 Jahren entstanden sind.

Hämatit ist nach wie vor eines der wichtigsten Pigmentmineralien. Es wurde an vielen Orten auf der ganzen Welt abgebaut und in großem Umfang als rotes Pigment gehandelt. In der Renaissance, als viele Maler anfingen, Öl und Leinwand zu verwenden, war Hämatit eines der wichtigsten Pigmente. Die Hämatitfarbe war undurchsichtig und dauerhaft. Es könnte mit einem weißen Pigment gemischt werden, um eine Vielzahl von rosa Farben zu erzeugen, die zum Malen von Fleisch verwendet wurden.

Am besten lernen Sie Mineralien kennen, indem Sie eine Sammlung kleiner Proben verwenden, die Sie handhaben, untersuchen und ihre Eigenschaften beobachten können. Preiswerte Mineraliensammlungen sind im Laden erhältlich.

Verwendung von Hämatit (Edelsteinmaterial)

Hämatit ist ein geringfügiges Edelsteinmaterial, aus dem Cabochons, Perlen, kleine Skulpturen, Trommelsteine ​​und andere Gegenstände hergestellt werden. Das zur Herstellung dieser Produkte verwendete Material ist ein silberfarbener Hämatit mit einer festen, gleichmäßigen Textur. Die helle silberne Farbe von Hämatit und sein "gewichtiges Gefühl" machen ihn zu einem sehr beliebten Trommelstein.

Hämatit-Neuheiten: Produkte, die als "magnetischer Hämatit" und "irisierender Hämatit" bezeichnet werden, werden häufig in Geschenk-, Touristen-, Neuheiten- und Wissenschaftsgeschäften sowie auf deren Websites zum Verkauf angeboten. Meistens handelt es sich bei diesen Materialien nicht um Hämatit, sondern um künstliche Materialien, die nicht einmal die gleiche chemische Zusammensetzung wie Hämatit haben. Kaufen Sie sie, wenn Sie sie mögen, aber nicht, weil Sie glauben, dass Sie ein einzigartiges Mineral erhalten.

Verwendung von Hämatit (Heilstein)

Einige Leute glauben, dass das Tragen von Stücken aus poliertem Hämatit, die als "Heilsteine" bekannt sind, Linderung bei bestimmten medizinischen Problemen bringt. Es gibt keinen wissenschaftlichen Beweis dafür, dass diese Verwendung von Hämatit eine positive Wirkung hat, die über ein Placebo hinausgeht. Die Verwendung von Hämatit als "Heilstein" oder "Heilkristall" kann tatsächlich gesundheitsschädlich sein, da es die Menschen davon abhält, einen Arzt aufzusuchen, der die richtige Pflege leisten kann. Dann, wenn die Person mit dem Problem entscheidet, einen Arzt aufzusuchen, ist ihre Situation schwerwiegender.

Eisenofen: In den 1700er und 1800er Jahren produzierten kleine Minen im Osten der Vereinigten Staaten Hämatit, das als primäres Eisenerz der Region diente. Das Erz wurde durch Erhitzen durch Verbrennen von Holzkohle in einfachen Steinöfen verarbeitet. Die Eisenerzvorkommen waren klein und schwer auszubeuten. Als die großen Eisenerzvorkommen der Region der Großen Seen entdeckt wurden, wurde im Osten der Vereinigten Staaten kein Eisenerz mehr abgebaut. Dargestellt ist der Vesuvius Iron Furnace im Süden von Ohio. USGS Foto.

Andere Verwendungen von Hämatit

Hämatit wird für eine Reihe anderer Zwecke verwendet. Es ist ein sehr dichtes und kostengünstiges Material, das Röntgenstrahlen wirksam abhält. Aus diesem Grund wird es zur Strahlenabschirmung von medizinischen und wissenschaftlichen Geräten eingesetzt. Die geringen Kosten und die hohe Dichte von Hämatit und anderen Eisenerzen machen sie auch als Ballast für Schiffe nützlich.

Hämatit kann auch zu einem feinen Pulver gemahlen werden, das beim Mischen mit Wasser eine Flüssigkeit mit einem sehr hohen spezifischen Gewicht ergibt. Diese Flüssigkeiten werden bei der "Float-Sink" -Verarbeitung von Kohle und anderen mineralischen Stoffen verwendet. Die zerkleinerte Kohle, die ein sehr geringes spezifisches Gewicht hat, wird auf die schwere Flüssigkeit gegeben und die leicht saubere Kohle schwimmt, während hochspezifische Verunreinigungen wie Pyrit absinken.

Schließlich ist Hämatit das Material, aus dem Poliermittel hergestellt werden, die als "Rotes Rouge" und "Juwelier-Rouge" bekannt sind. Rotes Rouge ist ein Hämatitpulver, das zum Polieren von Messing und anderen weichen Metallen verwendet wird. Es kann zerkleinerten Maiskolbenmedien oder zerkleinerten Walnussschalenmedien zum Trommelpolieren von Messingschalen hinzugefügt werden. Jewelers Rouge ist eine Paste, die auf einem weichen Tuch zum Polieren von Gold- und Silberschmuck verwendet wird.