Бурый железняк по природе является особым минералом из группы оксидов железа. Постоянного химического состава он не имеет, так как заключает в себе много посторонних примесей и добавок: разные виды глин, кварц, известняк, продукты органической природы, другие соединения, и поэтому является аморфным веществом.
Болотная руда
Гидрат оксида железа трёхвалентного известен под несколькими названиями: лимонит, бобовая, или болотная, руда, бурый железняк, игольчатая железная руда, гётит. Последнее название произошло от имени Иоганна Вольфганга Гёте — поэта, мыслителя, философа и естествоиспытателя. Слово «лимонит» произошло от греческого «леймон», что означает «луг», так как он встречается в составе луговых и болотных руд.
Самое старое название гидроокисла железа трёхвалентного — онегит, им почти не пользуются.
Характеристики лимонита
Формула бурого железняка имеет вид Fe 2 O 3 *nH 2 O.
В состав гидрата оксида железа входит лепидокрокит, гётит, небольшой процент гематита и адсорбированная этими соединениями вода. Реже в составе болотной руды можно найти окиси фосфора, титана, никеля или хрома.
Описание бурого железняка:
Цвет: жёлто-бурая, тёмная бурая, чёрная, охряно-жёлтая.- Удельный вес составляет: 3,3−3,9 г/см 3.
- Блеск: металловидный, матовый, шелковистый, смоляной.
- Твёрдость соединения: 1,5−5,5.
- Цвет черты: охряно-жёлтый, ржаво-бурый.
- Сплошной, плотный, натёчный.
- Спайность: нет.
- Сложение: жеоды, оолиты, конкреции.
- Внешний вид соединения: кристаллы в виде кубов, землистый или порошковатый.
- Свойства: медленное растворение в HCl.
- Плавкость: присутствует.
- Излом: раковистый, землистый.
- Магнитные свойства: проявляются при продолжительном нагревании.
- Прозрачность: непрозрачный.
Разновидности гидрата оксида железа
Лимонит не имеет постоянного состава и включает в себя посторонние примеси. Соответственно, он имеет несколько разновидностей:
Плотный бурый железняк — это продукт видоизменения серного колчедана или соединения под названием шпатовый железняк. Ему свойственно оолитовое сложение. Встречается в псевдоморфозах или жилах в амфиболитах, песчаниках, мелафирах.- Шлаковый б. ж. имеет раковистый гладкий излом и жирный блеск. В его составе — H3PO4 и nSiO2*mH2O.
- Охристый б. ж. в его примесях можно найти разнообразную глину.
- Жилковый б. ж. — вид «бурой стеклянной головы» в виде шара или подобия грозди желтоватого цвета, со скорлупово-концентрическим сложением. Поверхность гладкая, полушаровидная.
- Землистый или почковидный б. ж., она же дерновая руда. Встречается в песчаных низменностях в виде кусков, почек или целых пластов. Его можно найти среди луговых, болотных и озёрных руд, в составе примеси песка и веществ органического происхождения.
- Вкрапленный б. ж. «обитает» в песчаниках, известняках, глинах, в кремнистых породах. В естественном виде встречаются в виде железных почек скорлупового вида.
Происхождение бурого железняка
Необходимое условие для образования лимонита — наличие железобактерий, присутствие воды и кислорода. В породе гётит формируется в результате выветривания соединений минерального состава, содержащих железо: пирита, магнетита, гематита и других. Он также появляется путём отложения соединений, включающих в себя железо, на дне водоёмов, мелководий морских бассейнов или болот.
Лимонит может накапливаться у входов подземных источников, несущих в себе взвеси соединения железа. На большой глубине под поверхностью земли из-за действия высокого давления и температуры бурый железняк теряет воду, переходя в форму магнетита и гематита.
Лимонит образуется в присутствии и при химическом изменении ряда минералов: сидерита, халькопирита, гематита, железистого хлорита, авгита, пирита, биотита.
Природные месторождения
Крупнейшее месторождение болотной руды находится на Урале, общий запас всех месторождений составляет 16,5 млн тонн. Местный гётит имеет содержание феррума от 47 до 52%, количество кремнезёма и глинозёма лежит в умеренных пределах. Эта руда выгодно используется для плавки.
На Урале находится Бакальское месторождение, добываемый гидрат оксида железа имеет в составе около 60% Fe 3+ и от 1,5% до 2,5% Mg, что практично для плавки чугуна. Содержание фосфора и серы минимально. Общий запас составляет 33 млн тонн.
Алапаевский горный округ имеет крупные запасы содержащей железняк породы, составляющие 100 млн тонн от всех рудоносных месторождений, которая чаще всего встречается со стеклянной головой.
На Керченском полуострове находятся залежи оолитового железняка. Руда тёмного и жёлтого цвета и имеет содержание железа в пределах 39—43%. Общий запас железняка составляет 1 млрд тонн. В примесях имеется P, который при выплавке стали преобразуется в фосфорсодержащие шлаки, используемые для приготовления удобрений.
В Карельской республике, а также в Тверской, Новгородской и Ленинградской губерниях широко встречаются залежи гётита, который главным образом находится в болотах и озёрах. Содержание железа лежит в пределах 30—40%, имеется большое содержание марганца.
Практическое применение
Лимонит является важным и одним из главных источников для получения железа. Применение бурого железняка широко используется в металлургических промышленностях для выплавки стали и чугуна.
Некоторые разновидности лимонита применяют для изготовления краски, в особенности умбры и охры. В качестве формовочного материала используется землистая форма лимонита.
Благодаря своим ярким цветам и интересной форме гётит хорош для изготовления украшений, в том числе ювелирных: колец, перстней, серёжек, браслетов и так далее. Большим интересом пользуется лимонит у коллекционеров.
