سنگ‌ آهن هماتیت: کاربردها و ویژگی‌های هماتیت در صنعت

هماتیت یکی از فراوان‌ترین مواد معدنی در سطح زمین و در پوسته کم عمق است. این محصول یک اکسید آهن با ترکیب شیمیایی Fe2O3 محسوب می‌شود. هماتیت یک کانی سنگ‌ساز رایج است که در سنگ‌های رسوبی، دگرگونی و آذرین در نقاط مختلف جهان یافت می‌گردد.

به گفته زمین شناسان، سنگ آهن هماتیت در اثر فرآیندهای آتشفشانی و در اثر تصعید، طی سال های طولانی به وجود آمده است. قدمت سنگ‌های شامل ذخایر سنگ آهن، تقریباً ۸/۱ میلیارد سال تخمین زده شده‌اند.. در آن دوران، اقیانوس‌ها تقریباً فاقد اکسیژن و حاوی مقدار فراوانی آهن محلول بودند. رسوب سنگ معدن آهن از وقتی تشکیل شد که میکروارگانیسم ها فتوسنتز کرده و اکسیژن را در آب آزاد ساختند. اکسیژن آزاد شده با آهن محلول در آب ترکیب شده و مگنتیت و هماتیت تولید کرده است.

هماتیت مهم‌ترین سنگ معدن آهن است. اگرچه زمانی در هزاران نقطه در سراسر جهان استخراج می‌شد، اما امروزه تقریباً تمام تولید از چند ده ذخایر بزرگ حاصل می‌شود که سرمایه‌گذاری‌های قابل توجهی در تجهیزات به شرکت‌ها امکان می‌دهد تا به طور کارآمد سنگ معدن را استخراج و فراوری کنند. بیشتر سنگ معدن هماتیت در حال حاضر در چین، استرالیا، برزیل، هند، روسیه، اوکراین، آفریقای جنوبی، کانادا، ونزوئلا و ایالات متحده تولید می‌شود.

سنگ آهن

سنگ آهن به سنگی گفته می‌شود که در صد زیادی از آن از کانی‌های آهن‌دار تشکیل شده باشد. ترکیب شیمیایی سنگ آهن، Fe2O4 است.

خواص فیزیکی سنگ آهن هماتیت (حدید)

فروش هماتیت 

خرید و فروش سنگ آهن هماتیت و مگنتیت و فرآورده‌های آهنی نظیر آهن اسفنجی, کنستانتره آهن, گندله و … با کیفیت بالا را با ماناماین تجربه کنید.

سنگ آهن هماتیت (hematite) ظاهر بسیار متغیری دارد و با توجه به منطقه‌ای که استخراج می شود، خواص و مشخصات متفاوتی دارد.

هماتیت یک کانی شکننده است.

رنگ کانی هماتیت

قرمز تا قهوه‌ای و سیاه تا خاکستری و نقره‌ای است. این تغییر در اشکال مختلفی رخ می‌دهد که شامل میشی، توده‌ای، کریستالی، بوتریوئیدی، فیبری، اولیتیک و غیره است.

اگرچه هماتیت ظاهر بسیار متغیری دارد، اما همیشه یک رگه قرمز رنگ دارد؛ بنابراین رگه قرمز مهم‌ترین سرنخ برای شناسایی هماتیت است. هماتیت مغناطیسی نیست و به آهنربای معمولی پاسخ نمی‌دهد. بلورهای سنگ هماتیت به شکل‌های ورقه‌ای (مانند کانی میکا)، توده‌ای، بلوری، خوشه‌ای، رشته‌ای (الیافی)، دانه‌ای (کره‌ای) و غیره هستند. تنوع شکل هماتیت، کمتر از تنوع رنگ آن نیست.

درجه سختی هماتیت حدود ۵.۵ تا ۶.۵ است. هماتیت معمولاً به صورت خالص وجود دارد.

الوژیست ضد آب است و در مجاورت آب حالت خیس شدگی به خود نمی‌گیرد.

بلور هماتیت در سیستم شش وجهی یا هگزاگونال متبلور می‌شود و گاهی هم به صورت ورقه‌ای نیز دیده می‌شود که به آن اسپیکولار می‌گویند.

رنگ خاکه سنگ هماتیت

زمانی که کانی را بر روی سطحی سخت‌تر از خودش می‌کشند، «خاکه» (Streak) تشکیل می‌شود. رنگ خاکه هر کانی همیشه ثابت است. کانی‌های مختلف می‌توانند رنگ‌های متفاوتی داشته باشند. این تفاوت رنگ، به دلیل وجود ناخالصی در ترکیب آن‌ها است. با این وجود، ساختار بلوری و ترکیب شیمیایی کانی‌ها تغییر نمی‌کند. بنابراین، رنگ خاکه (رنگ ذرات ریز کانی‌ها)، همیشه ثابت خواهد بود. نمونه‌های هماتیت، خاکه‌ای مایل به رنگ قرمز دارند.

در یک سنگ هماتیت با رنگ نقره‌ای، رنگ خاکه همان قهوه‌ای مایل به قرمز خواهد بود. بنابراین، این ویژگی را می‌توان به عنوان یک معیار سریع و نسبتا قابل اطمینان برای شناسایی هماتیت از دیگر کانی‌ها در نظر گرفت.

وزن مخصوص سنگ هماتیت

 برای تعیین سنگینی یا سبکی کانی‌ها اصطلاحا از وزن مخصوص نام می‌برند. وزن مخصوص سنگ هماتیت بین 5 تا 5/3 است. بنابراین، هماتیت یک ماده سنگین به شمار می‌رود. زمین‌شناسان، با برداشتن نمونه‌ها و ارزیابی سنگینی آن‌ها، وزن مخصوص سنگ‌ها را بر اساس تجربه خود تخمین می‌زنند.

جلای سنگ هماتیت

یکی از مشخصات نوری کانی‌ها «جلا» (Luster) است. در واقع به بازتاب نور از سطح کانی جلا می‌گویند. جلای کانی‌ها به انواع فلزی، نیمه‌‌فلزی، چرب، شیشه‌ای، ابریشمی، مرواریدی، مات، خاکی، رزینی و الماسی تقسیم می‌شود. جلای سنگ هماتیت می‌تواند خاکی تا نیمه‌فلزی و فلزی باشد به همین دلیل شناسایی هماتیت از روی جلا نیز کار ساده‌ای نیست.

هماتیت اسپکولار

هماتیت اسپکولار که گاهی اوقات “هماتیت میکاسه” نامیده می‌شود، دارای درخشندگی فلزی است و به نظر می‌رسد سنگی متشکل از تکه‌های میکای براق باشد، اما آن تکه‌ها هماتیت هستند. اگرچه این هماتیت رنگ نقره‌ای دارد، اما همچنان رگه‌ای قرمز رنگ ایجاد می‌کند که کلیدی برای شناسایی هماتیت است. آزمایش سختی روی هماتیت اسپکولار دشوار است؛ زیرا نمونه‌ها تمایل به خرد شدن دارند.

ترکیب هماتیت

هماتیت خالص دارای ترکیبی حدود 70 درصد آهن و 30 درصد وزنی اکسیژن است. مانند اکثر مواد طبیعی، به ندرت با آن ترکیب خالص یافت می‌شود. این امر به ویژه در مورد رسوبات رسوبی که در آن هماتیت با رسوب معدنی یا بیولوژیکی در یک بدنه آب تشکیل می‌شود، صادق است.

رسوب آواری جزئی می‌تواند مواد معدنی رسی را به اکسید آهن اضافه کند. رسوب اپیزودیک می‌تواند باعث شود که کانسار نوارهای متناوب اکسید آهن و شیل داشته باشد. سیلیس به شکل جاسپر، چرت یا کلسدونی را می‌توان با فرایندهای شیمیایی، آواری یا بیولوژیکی در مقادیر کم یا در قسمت‌های قابل توجه اضافه کرد. این رسوبات لایه‌ای از هماتیت و شیل یا هماتیت و سیلیس به «شکل‌های آهن نواری» معروف شده‌اند.

شرکت مانا معدن کیان تجارت تحت برند (manamines)، با هدف توسعه صنعت معدن و تسهیل معاملات خرید و فروش معدن و مواد معدنی و تسهیل خدمات معدنی فعالیت خود را آغاز کرده است. در صورتی که نیاز  به مشاوره تخصصی معدن داشتید، می توانید با کارشناسان این شرکت تماس گرفته و به راحتی و از فضایی مدرن و دیجیتال از فرصت های جدید معدنی آگاه شده و در آن ها سرمایه گذاری نمایید

زمین‌شناسی هماتیت

هماتیت به عنوان یک کانی اولیه و به عنوان یک محصول دگرسانی در سنگ‌های آذرین، دگرگونی و رسوبی یافت می‌شود. می‌تواند در طی تمایز یک ماگما متبلور شود یا از سیالات گرمابی که از میان توده سنگی حرکت می‌کنند رسوب کند. همچنین می‌تواند در طول دگرگونی تماس (زمانی که ماگماهای داغ با سنگ‌های مجاور واکنش می‌دهند) تشکیل شود.

مهم‌ترین نهشته‌های هماتیت در محیط‌های رسوبی تشکیل شده است. حدود 2.4 میلیارد سال پیش، اقیانوس‌های زمین سرشار از آهن محلول بودند، اما اکسیژن آزاد بسیار کمی در آب وجود داشت. سپس گروهی از سیانوباکترها قادر به فتوسنتز شدند. این باکتری از نور خورشید به عنوان منبع انرژی برای تبدیل دی‌اکسیدکربن و آب به کربوهیدرات، اکسیژن و آب استفاده می‌کرد. این واکنش اولین اکسیژن آزاد را در محیط اقیانوس آزاد کرد. اکسیژن جدید بلافاصله با آهن ترکیب شد و هماتیت را تشکیل داد که در کف دریا فرو رفت و تبدیل به واحدهای سنگی شد که امروزه به عنوان آهن نواری می‌شناسیم.

خیلی زود، فتوسنتز در بسیاری از بخش‌های اقیانوس‌های زمین اتفاق افتاد و رسوبات گسترده هماتیت در بستر دریا جمع‌آوری شد. این رسوب برای صدها میلیون سال – از حدود 2.4 تا 1.8 میلیون سال پیش – ادامه یافت. این امر باعث تشکیل رسوبات آهنی با ضخامت صدها تا چند هزار فوت شد که به صورت جانبی در طول صدها تا هزاران مایل مربع پایدار هستند. آنها شامل برخی از بزرگ‌ترین سازندهای سنگی زمین هستند.

هماتیت، فراوان‌ترین و مهم‌ترین کانی آهن در کره زمین به حساب می‌آید. از نظر درصد آهن، کانی مگنتیت با حدود 72 درصد، نسبت به هماتیت برتری دارد. علاوه بر این، فرآوری مگنتیت، ساده‌تر از هماتیت است. با این وجود، فراوانی بالای هماتیت، باعث پیشرو بودن کانسارهای حاوی این کانی در تامین منابع مورد نیاز برای تولید آهن شده است.

به منظور بررسی تفاوت‌های هماتیت و مگنتیت کلیک کنید.

ذخایر هماتیت ایران و جهان

بسیاری از ذخایر آهن رسوبی حاوی هماتیت و مگنتیت و همچنین سایر مواد معدنی آهن هستند. اینها اغلب در ارتباط نزدیکی هستند و سنگ معدن استخراج، خرد شده و فراوری می‌شود تا هر دو ماده معدنی بازیابی گردند. از نظر تاریخی، بیشتر هماتیت بازیابی نمی‌شد و به انباشته‌های باطله فرستاده می‌گشت. امروزه پردازش کارآمدتر باعث می‌شود که هماتیت بیشتری از سنگ معدن بازیابی گردد. باطله‌ها همچنین می‌توانند برای بازیابی آهن اضافی و کاهش حجم باطله دوباره پردازش شوند.

هماتیت مهم‌ترین سنگ معدن آهن در جهان است. اگرچه مگنتیت حاوی درصد بالاتری از آهن است و فراوری آن آسان‌تر است، اما هماتیت سنگ معدن پیشرو خواهد بود؛ زیرا در بسیاری از نقاط جهان دیده می‌شود.

هماتیت در برخی از بزرگ‌ترین معادن سنگ آهن ایران و جهان استخراج می‌گردد. این معادن نیازمند سرمایه‌های میلیارد دلاری هستند و برخی از آنها سالانه بیش از 100 میلیون تن سنگ معدن را استخراج خواهند کرد. این معادن روباز می‌توانند صدها تا هزاران فوت عمق و چندین مایل طول داشته باشند.

همان‌طور که گفته شد چین، استرالیا، برزیل، هند، روسیه، اوکراین، آفریقای جنوبی و ایالات متحده تولیدکنندگان پیشرو سنگ‌آهن در جهان هستند (شامل هماتیت، مگنتیت و سایر سنگ‌های معدنی). تولید سنگ‌آهن در ایالات متحده در میشیگان و مینه سوتا انجام می‌شود.

کشورهای اتریش، ایتالیا، آلمان، روسیه ، انگلستان، سوئد و لیبریا نیز در رده بعدی منابع غنی هماتیت قرار می گیرند.

در همدان، کرمانشاه، کردستان، زنجان، سمنان، کرمان، خراسان رضوی، فارس، یزد، هرمزگان و جزیره هرمز معادن سنگ آهن هماتیت با ذخایر قابل توجه وجود دارد.

معدن سنگ معدن آهن بافق یزد، معدن گل گهر سیرجان، معدن جلال آباد زرند کرمان، معدن چادرملو در شمال شرق یزد، سنگ معدن آهن خواف و سنگ آهن چغارت در بافت جز معادن بزرگ سنگ اهن ایران هستند.

از مهمترین معادن جهان میتوان به معدن کاراجاس واقع در برزیل، معدن هامسرلی، چیچستر هاب، معدن مونت ویل، معدن یاندی در استرالیا و معدن سیشن واقع در آفریقای جنوبی اشاره کرد.

یکی از مواد تشکیل دهنده سطح کره مریخ نیز، سنگ آهن هماتیت است. رنگ قرمز این سیاره به دلیل وجود مقدار زیادی هماتیت است.

مطالعه کنید: کنساتنره آهن و نحوه تولید آن

مراحل استخراج تا فرآوری هماتیت

۱. شناسایی معدن هماتیت

اولین گام برای استخراج سنگ آهن هماتیت، شناسایی معدن آن است. روش سطحی یا روباز برای استخراج معدن هماتیت، برای معادنی که در مجاورت سطح زمین قرار دارند و به صورت توده شکل هستند، استفاده می‌شود. اگر هماتیت در اعماق زمین قرار گرفته باشد، مهندسین معدن روش زیرزمینی را برای آن استفاده می‌کنند. 

۲. خردایش هماتیت

پس از استخراج سنگ آهن هماتیت باید قطعات آن را به تکه‌های کوچکتر در اندازه ۷ الی ۲۵ میلی متر تبدیل کرد. خردایش به روش آسیا کاری و یا با کمک سنگ شکن صورت می‌گیرد.

۳. فرآوری هماتیت

هماتیت استخراج شده از زمین، ناخالصی‌هایی دارد که باید وارد مرحله خالص سازی شود. پس از آن،  نوبت به تغلیظ می‌رسد. تغلیظ یعنی جداسازی مکانیکی، فیزیکی و فیزیکوشیمیایی تکه‌های فلز از مواد غیر مفید و باطله. این مواد گانگ نامیده می‌شوند. در فرآیند تغلیظ مواد باطله و آهن پرعیار به دست می‌آید. مواد باطله و آهن پرعیار در مرحله فرآوری از هم جدا می‌شوند.

۴. پخت سنگ آهن هماتیت

در مرحله پختن سنگ آهن هماتیت، ضایعات آن کم می‌شوند و ماده اولیه جهت تولید آهن به دست می‌آید. در فرایند پختن،  قسمت بیرونی ذرات سنگ آهن به یکدیگر می‌چسبند و شکاف‌های داخلی کم می‌شوند. پخت هماتیت، استحکام و چگالی آن را افزایش می‌دهد.

۵. ذوب

در مرحله ذوب، مواد حاصله را در کوره‌های بلند با دمای ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد ذوب می‌کنند و سپس آهن خام یا چدن از کوره بلند خارج می‌شود. این ماده حاوی مقدار فراوانی کربن است. از آهن خام برای فولاد سازی استفاده می‌کنند.

موارد استفاده و کاربرد هماتیت (رنگ‌دانه)

نام هماتیت از کلمه یونانی “haimatitis” به معنای “قرمز خونی” گرفته شده است. این نام از رنگ هماتیت نشات می‌گیرد که آن را به پودر ریز خرد می‌کنند. افراد بدوی کشف کردند که هماتیت را می‌توان خرد کرد و با مایعی مخلوط نمود تا به عنوان رنگ یا لوازم آرایشی استفاده شود. نقاشی‌های غار که به «پیکتوگراف» معروف هستند (مربوط به 40000 سال پیش) با رنگ‌دانه‌های هماتیت ساخته شده‌اند. کاربرد هماتیت بسیار گسترده است.

ویژگی‌های هماتیت موجب شده است تا این ماده یکی از مهم‌ترین مواد معدنی جهت تولید رنگ‌دانه باشد. این ماده در نقاط زیادی در سراسر جهان استخراج می‌گردد و به عنوان رنگ‌دانه قرمز به طور گسترده معامله می‌شود. در دوران رنسانس که بسیاری از نقاشان شروع به استفاده از روغن و بوم کردند، هماتیت یکی از مهم‌ترین رنگ‌دانه‌ها بود. رنگ هماتیت مات و دائمی است. می‌توان آن را با یک رنگ‌دانه سفید مخلوط کرد تا رنگ‌های صورتی متنوعی تولید کرد.

مطلب پربازدید: چگونه معدن ثبت کنیم؟

انواع رنگ‌دانه هماتیت

انواع رنگ‌دانه هماتیت عبارت‌اند از: هماتیت ریج آبی، هماتیت بنفش ریج آبی، قرمز ونیزی، و قرمز پوزوولی. از زمان رنسانس، رنگ‌دانه‌ها اغلب بر اساس مکان‌هایی که در آن تولید می‌گشتند نام‌گذاری می‌شدند. تغییرات رنگ نتیجه نوع هماتیت مورد استفاده و ناخالصی‌هایی مانند خاک رس و سایر اکسیدهای آهن است که با آن ترکیب می‌شود.

موارد استفاده از هماتیت (سنگ شفابخش)

برخی از مردم بر این باورند که حمل قطعات هماتیت جلا داده شده به نام “سنگ‌های شفابخش” باعث تسکین برخی از مشکلات پزشکی می‌شود. هیچ مدرک علمی وجود ندارد که استفاده از هماتیت اثر مثبتی فراتر از دارونما بودن داشته باشد. استفاده از هماتیت به‌عنوان «سنگ شفابخش» یا «کریستال شفابخش» در واقع می‌تواند مضر باشد، زیرا افراد را از مراجعه به پزشکی که می‌تواند مراقبت مناسب را ارائه دهد، منحرف می‌کند. سپس زمانی که فرد دچار مشکل در نهایت تصمیم می‌گیرد به پزشک مراجعه کند، وضعیت او شدیدتر می‌شود.

سایر کاربردهای هماتیت

سنگ‌آهن هماتیت Hematite Fe2O3 برای تعدادی از اهداف دیگری نیز استفاده می‌شود. این یک ماده بسیار متراکم و ارزان است که در متوقف کردن اشعه ایکس مؤثر است. به همین دلیل برای محافظت در برابر تشعشع در اطراف تجهیزات پزشکی و علمی استفاده می‌شود. هزینه کم و چگالی بالای هماتیت و سایر سنگ‌های آهن نیز آنها را به عنوان بالاست برای کشتی‌ها مفید می‌سازد.

همچنین می‌توان هماتیت را به صورت پودر ریز درآورد که در صورت مخلوط شدن با آب مایعی با وزن مخصوص بسیار بالا ایجاد می‌کند. این مایعات در پردازش “فروغ شناور” زغال‌سنگ و سایر مواد معدنی استفاده می‌شود.

هماتیت ماده‌ای است که برای ساخت ترکیبات صیقل دهنده معروف به «رژ قرمز» و «روژ جواهر» استفاده می‌شود. سرخاب قرمز یک پودر هماتیت است که برای صیقل دادن برنج و سایر فلزات نرم مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد.

خرید سنگ آهن هماتیت

قیمت و خرید سنگ آهن هماتیت بسته به نوع آن که ریز یا کلوخه باشد، تفاوت دارد. قیمت خام و تراز شده‌ی هماتیت نسبت به مگنتیت ارزان‌تر است. عمده تولید کنندگان هماتیت در دنیا کشورهایی مانند هند، استرالیا، چین، برزیل، اوکراین و آمریکا هستند. در ایران نیز هماتیت و مگنتیت به مقدار قابل توجهی یافت می‌شوند. برای اطلاع از آخرین قیمت و خرید و فروش مواد معدنی از جمله سنگ آهن هماتیت می‌توانید با کارشناسان ماناماین با شماره 09137709717 مشاوره رایگان داشته باشید و مقدار مورد نیاز خود را با بهترین قیمت و کیفیت در بازار ایران خریداری نمایید.

سخن پایانی

در این متن به بررسی سنگ آهن هماتیت و مهم‌ترین کاربردهای آن پرداختیم. می‌توان گفت که این سنگ آهن از جمله مهم‌ترنی سنگ‌ آهن‌های موجود در جهان به شمار می‌آيد که کارایی‌های مختلفی دارد. شناخت کلیه کاربردهای این محصول به شما کمک خواهد کرد تا درک بالاتری از کلیه مزایای این سنگ آهن داشته باشید.

بنابراین، باید گفت که سنگ آهن هماتیت می‌تواند در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار بگیرد. مهم‌ترین کاربرد این محصول را می‌توان در تولید رنگ‌دانه‌های مختلف دانست. البته این امر موضوع جدیدی نیست و چندین هزار سال سابقه دارد. امیدواریم با مطالعه این مطلب شناخت بهتری از این محصول و ویژگی‌های آن به دست‌‌ آورده باشید.