هماتیت

هماتیت

تعداد بازدید: 20053
چهارشنبه 03 دي 1393

هماتیت

هماتیت (Hematite) از کلمه یونانی haima به معنی خون گرفته شده است. هماتیت یکی از کانه های آهن بوده و فرمول شیمیایی Fe2O3 دارد و در حالت خالص 69.94 درصد آهن و 30.06 درصد اکسیژن دارد و رنگ آن ممکن است از خاکستری به قرمز تیره یا قرمز روشن تغییر کند. وزن مخصوص هماتیت 5.26 گرم بر سانتی متر مکعب است و ممکن است به صورت کلوخه ای و خاکی یا کمپاکت و کریستالی موجود باشد. نوع بسیار خالص این کانه که به صورت خاکی و قرمز رنگ است و گل اخرا نام دارد در جزیره هرمز ایران وجود دارد. سنگ معدن هماتیت معمولا دارای درجه خلوص بالا (50 تا 68 درصد آهن) بوده و عمدتا همراه با مواد باطله سیلیسی است. احیا پذیری این سنگ معدن بر خلاف مگنتیت بسیار خوب است. اغلب اوقات این کانه حاوی مقدار کمی فسفر است. هماتیت در دمای 1457 درجه سانتی گراد و فشار اکسیژن یک اتمسفر به مگنتیت و آهن تجزیه می شود. فشار تجزیه اکسیدهای آهن در دماهای مختلف و حرارت تشکیل آن ها در جداول زیر آمده است. چون فشار تجزیه اکسیژن برای هماتیت زیاد است در نتیجه به آسانی در دماهای بالا، حتی در محیط های احیایی ضعیف، به مگنتیت تبدیل می شود.

 

به همین دلیل هنگام کلوخه سازی کانه های آهن مقدار قابل توجهی از هماتیت به مگنتیت تبدیل شده سپس هنگام سرد شدن در دماهای پایین، محصول اکسید شده و به هماتیت تبدیل می شود که این ماده هماتیت ثانویه نام دارد.

فشار تجزیه اکسیژن برای اکسیدهای آهن در دماهای مختلف (فشار بر حسب اتمسفر)

اکسیدهای آهن 1400 درجه سانتی گراد 1300 درجه سانتی گراد 1200 درجه سانتی گراد 1100 درجه سانتی گراد
هماتیت به مگنتیت 1.3×10-1 1.4×10-2 1.6×10-3 5.2×10-5
مگنتیت به وستیت 3.7×10-7 2.2×10-8 8.4×10-10 2×10-11
وستیت به آهن 2.1×10-10 2×10-11 1.3×10-12 6×10-14

حرارت تشکیل اکسیدهای آهن در دماهای مختلف (کیلوژول بر مول)

انواع اکسید آهن 1200 کلوین 1000 کلوین 298 کلوین
وستیت -217.327 -228.87 -266.82
مگنتیت -933.285 -973.453 -1118.436
هماتیت -969.25 -724.954 -825.542
 

هرگاه در شبکه مگنتیت همه یون های دو ظرفیتی آهن به سه ظرفیتی تبدیل شود به طوری که فقط یون سه ظرفیتی و اکسیژن موجود باشد در این صورت هماتیت ناپایدار (یا هماتیت γ) تولید می شود. این ترکیب همانند مگنتیت، شبکه ای مکعبی از نوع نمک طعام داشته و خاصیت فرومغناطیسی دارد. این اکسید در فرآیند تولید فولاد در حین دمش اکسیژن در کنورتور به صورت دوده قهوه ای رنگ از دهانه کنورتور خارج می شود. هماتیت پایدار یا هماتیت α دارای شبکه کریستالی هگزاگونال و مشابه با کوراندوم بوده و خاصیت مغناطیسی ندارد. پارامتر شبکه آن a=0.5034  و c=1.377 نانومتر است. ساختار کوراندوم از چیدمان hcp یون های اکسیژن که دو سوم مواضع آن توسط FeIII پر شده، تشکیل شده است.

نوع شبکه های بلوری در فرآیند احیا اهمیت زیادی دارد. به عنوان مثال احیا کانه مگنتیت به علت دارا بودن شبکه کریستالی متراکم مشکل است زیرا در موقع احیا قشر خارجی کانه ابتدا به قشر متراکم وستیت تبدیل می شود پس از مدتی در اثر احیا قسمتی از وستیت، قشر متراکمی از آهن سطح وستیت را فرا گرفته و امکان نفوذ را کم می کند لذا سرعت احیا بسیار کم می شود. 

هماتیت و مگنتیت در تماس با آهن به صورت واکنش های  زیر احیا می شوند:

4Fe2O3+Fe3Fe3O4

Fe3O4+Fe4FeO

انبساط حجمی ایجاد شده هنگام احیا هماتیت به مگنتیت در اثر تغییر ساختار از هگزاگونال به مکعبی باعث ایجاد تنش در شبکه و در نتیجه خلل و فرج، ترک و شیار می شود. در واقع احیا هماتیت یک محصول حفره دار با مساحت سطحی زیاد تولید می کند که عمل نفوذ گازها را تسهیل می کند. این مسئله علت سرعت بیشتر احیای هماتیت در مقایسه با مگنتیت است.

هماتیت ها به صورت های متفاوتی در طبیعت وجود دارند و در شرایط مختلف تغییرات زمین شناسی تشکیل شده اند، به طور مختصر صورت های آن به قرار زیر است:

الف: هماتیت به مقدار کم در ترکیب سنگ های آذرین مانند گرانیت، آندزیت و غیره وجود دارد.

ب : در بعضی از کانسارهای هیدروترمال همراه با کوارتز هماتیت به صورت توده عظیم دیده می شود.

ج: از تغییر شکل و اکسایش مگنتیت طبق رابطه زیر هماتیت تشکیل می شود:

4Fe3O4+O26Fe2O3

این واکنش به خصوص در قسمت های سطحی رگه های مگنتیتی انجام گرفته و در اکثر معادن مگنتیتی در سطح قسمتی از این کانی تبدیل به هماتیت شده است.

د- در مناطق خشک و گرم، بی آب شدن بعضی از اکسیدهای آهن آب دار باعث تشکیل هماتیت می گردد.

ه- در جریان متافورمیسم در درجه حرارت و فشار بالا هماتیت از کانسارهای لیمونیت رسوبی و بی آب شدن بعدی آن تشکیل می شود.

هماتیت علاوه بر مصرف در متالورژی آهن که یکی از کانی های عمده در تولید آهن و فولاد می باشد در شرایط معینی به خاک سرخ تبدیل می شود که در رنگ سازی به کار می رود.

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

علی سعیدی و نادر ستوده، تولید آهن، جهاد دانشگاهی واحد اصفهان، 1385.

ناصر توحیدی و رامز وقار، آماده سازی بار کوره های تولید آهن و فولاد، دانشگاه تهران، 1376.

R.M.Cornell, U.Schwertmann, The Iron Oxides, Wiley, 2003

 

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

 

لغات و اصطلاحات هماتیت

هماتیت Hematite
کانه های آهن Iron Ore
مگنتیت Magnetite
وستیت Wüstite
فولاد Steel
هگزاگونال Hexagonal
کوراندوم Corundum
احیا Reduction
کوارتز Quartz

 

هماتیت از دید wikipedia.org

Hematite, also spelled as haematite, is the mineral form of iron(III) oxide (Fe2O3), one of several iron oxides. Hematite crystallizes in the rhombohedral system, and it has the same crystal structure as ilmenite and corundum. Hematite and ilmenite form a complete solid solution at temperatures above 950 °C. Hematite is a mineral, colored black to steel or silver-gray, brown to reddish brown, or red. It is mined as the main ore of iron. Varieties include kidney ore, martite (pseudomorphs after magnetite), iron rose and specularite (specular hematite). While the forms of hematite vary, they all have a rust-red streak. Hematite is harder than pure iron, but much more brittle. Maghemite is a hematite- and magnetite-related oxide mineral...more

هماتیت چیست
Hematite
گل اخرا
کانی هماتیت
مینرال هماتیت
blood ore
blood ore چیست
برچسب ها: فولاد سازیکانه های آهنتولید آهن
نمایشگاه بین المللی تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 1401 بیست و یکمین دوره
عنوان : نمایشگاه بین المللی تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 1401 بیس ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت تهران 1401 بیست و دومین دوره
عنوان :نمایشگاه بین المللی صنعت تهران 1401 بیست و دومین دوره شهر : تهران ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1401 بیست و دومین دوره
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1401 بیست و دومین دوره ...بیشتر
نمایشگاه های سال 1401
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان شرکت پاکمن بنا به ارزیابی های انجام ش ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنایع و تجهیزات آشپزخانه، حمام، سونا و استخر تهران 1401 نوزدهمین دوره
عنوان: نوزدهمین نمایشگاه صنایع و تجهیزات آشپزخانه، حمام، سونا و استخر شهر: ...بیشتر
برندینگ شرکت پاکمن
درباره گروه تاسیساتی شرکت پاکمن شرکت پاکمن در سال 1354تاسیس شد و در ادامه فعا ...بیشتر
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه ...بیشتر
نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره-شهریور 1400
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره شهر ...بیشتر
بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400
عنوان: بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400 شهر: تهران ...بیشتر
تقویم نمایشگاهی 1400
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ها ...بیشتر