الليمونيت

الليمونيت ( ‎/ ˈlaɪməˌnaɪt / ‎) هو خام حديد يتكون من خليط من أكاسيد وهيدروكسيدات الحديد الثلاثي المائية بنسب متفاوتة . يُكتب عادةً بالصيغة العامة FeO(OH) · nH₂O ، مع أن هذه الصيغة ليست دقيقة تمامًا نظرًا لاختلاف نسبة الأكسيد إلى الهيدروكسيد بشكل كبير. _يُعد الليمونيت أحد خامات الحديد الرئيسية الثلاثة ، إلى جانب الهيماتيت والماغنيتيت ، وقد استُخرج لإنتاج الحديد منذ عام 400 قبل الميلاد على الأقل. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

يُشتق اسم الليمونيت من الكلمة اليونانية القديمة λειμών ( ليمون [ leː.mɔ̌ːn ] )، والتي تعني " المرج الرطب "، أو λίμνη ( ليمني [límnē [ lím.nɛː ] )، والتي تعني "البحيرة المستنقعية"، وذلك تلميحًا إلى وجوده كخام حديد في المستنقعات والأهوار . ^{[ 6 ]} ويُطلق عليه أحيانًا، في شكله البني، اسم الهيماتيت البني ^{[ 7 ]} أو خام الحديد البني . ^{[ 8 ]}

يتميز الليمونيت بكثافته النسبية التي تتراوح بين 2.7 و 4.3. ^{[ 9 ]} ويكون لونه عادةً بنيًا مصفرًا متوسطًا إلى داكن. ويكون لون مسحوق الليمونيت على طبق خزفي غير مزجج دائمًا بنيًا مصفرًا، وهي سمة تميزه عن الهيماتيت ذي المسحوق الأحمر، أو عن الماغنيتيت ذي المسحوق الأسود. وتتفاوت صلابته بشكل كبير، حيث تتراوح بين 1 و 5. ويظهر في المقاطع الرقيقة باللون الأحمر أو الأصفر أو البني، وله معامل انكسار عالٍ يتراوح بين 2.0 و 2.4. وتتميز معادن الليمونيت بانكسار مزدوج قوي، إلا أن أحجام حبيباتها عادةً ما تكون صغيرة جدًا بحيث لا يمكن اكتشاف هذه الظاهرة. ^{[ 10 ]}

على الرغم من أن الليمونيت عُرِّف في الأصل كمعدن واحد، إلا أنه يُعرف الآن كمصطلح ميداني لمزيج من معادن أكسيد الحديد المائية ذات الصلة ، ^{[ 11 ]} من بينها الجوثيت ، والليبيدوكروكيت ، ^{[ 10 ]} والأكاغانيت ، ^{[ 12 ]} والجاروسيت . ^{[ 13 ]} ولا يُمكن تحديد التركيب المعدني الدقيق عمليًا إلا باستخدام تقنيات حيود الأشعة السينية . ^{[ 10 ]} قد تُشكِّل المعادن الفردية في الليمونيت بلورات ، لكن الليمونيت نفسه لا يُشكِّل بلورات، على الرغم من أن العينات قد تُظهر بنية ليفية أو دقيقة التبلور ، ^{[ 14 ]} وغالبًا ما يوجد الليمونيت في أشكال عقدية أو في كتل ترابية متراصة؛ وأحيانًا تكون حليمية أو عنقودية أو كلوية أو متدلية. ونظرًا لطبيعته غير المتبلورة، ووجوده في المناطق المائية، غالبًا ما يظهر الليمونيت على شكل طين أو حجر طيني. مع ذلك، توجد أشكال زائفة من الليمونيت ناتجة عن تكوّن معادن أخرى مثل البيريت . ^{[ 9 ]} وهذا يعني أن التجوية الكيميائية تحوّل بلورات البيريت إلى ليمونيت عن طريق ترطيب جزيئاتها، مع الحفاظ على الشكل الخارجي لبلورة البيريت. كما تشكّلت أشكال زائفة من الليمونيت من أكاسيد حديد أخرى، مثل الهيماتيت والماغنيتيت؛ ومن السديريت الكربوناتية ومن السيليكات الغنية بالحديد مثل عقيق الألماس .

• 
  الليمونيت المترسب من مياه الصرف المنجمي
• 
  الجالينا والليمونيت
• 
  أشكال زائفة من الليمونيت بعد العقيق

يتشكل الليمونيت عادةً من تميؤ الهيماتيت والماغنيتيت، ومن أكسدة وتميؤ معادن الكبريتيد الغنية بالحديد، والتجوية الكيميائية لمعادن أخرى غنية بالحديد مثل الأوليفين والبيروكسين والأمفيبول والبيوتيت . [ ^{10 ] غالبًا} ما يكون المكون الرئيسي للحديد في التربة اللاتيريتية ، وتُعد خامات الليمونيت اللاتيريتية مصدرًا للنيكل ، وربما الكوبالت ومعادن ثمينة أخرى موجودة كعناصر نادرة. ^{[ 15 ] [ 16 ]} غالبًا ما يترسب في مجاري المياه الجارية من عمليات التعدين.

تمثل خامات الليمونيت الغنية بالنيكل أكبر احتياطيات النيكل. وتصنف هذه المعادن على أنها رواسب خام النيكل اللاتيريتية . ^{[ 17 ]}

كان أحد الاستخدامات الأولى لليمونيت كصبغة . أنتج الشكل الأصفر منه المغرة الصفراء التي اشتهرت بها قبرص ، ^{[ 18 ]} بينما أنتجت الأشكال الداكنة درجات لونية ترابية. يؤدي تحميص الليمونيت إلى تحويله جزئيًا إلى هيماتيت، مما ينتج عنه مغرة حمراء، وأومب محروق ، وسيينا . [ ^{19 ] يُستخرج} خام الحديد من المستنقعات وطين الليمونيت كمصدر للحديد.

تتشكل عادةً طبقات الحديد أو الأغشية المؤكسدة من أكسيد الحديد السيليسي نتيجةً للأكسدة المكثفة لرواسب خام الكبريتيد . ^{[ 20 ]} وقد استخدم المنقبون هذه الأغشية المؤكسدة كدليل للوصول إلى الخام المدفون.

استُخرج الليمونيت لاحتوائه على نسبة ضئيلة من الذهب. غالبًا ما أدى تأكسد رواسب الكبريتيد التي تحتوي على الذهب إلى تركيز الذهب في أكسيد الحديد والكوارتز في رواسب الأكسدة. وتركز الذهب الموجود في العروق الرئيسية في الليمونيت الموجود في الصخور المتجوّية بشدة. وفي مثال آخر، ساهمت التكوينات الحديدية المتجوّية بشدة في البرازيل في تركيز الذهب مع الليمونيت الموجود في التربة الناتجة.

كان الليمونيت أحد أقدم المواد التي استخدمها البشر كصبغة، ويمكن رؤيته في رسومات الكهوف والرسومات الصخرية التي تعود إلى العصر الحجري الحديث . ^{[ 21 ]}

على الرغم من أن خام الحديد الأول كان على الأرجح حديدًا نيزكيًا ، وأن الهيماتيت كان أسهل بكثير في الصهر ، إلا أن الليمونيت هو خام الحديد الأكثر شيوعًا في أفريقيا، حيث ظهرت أولى الأدلة على علم تعدين الحديد . قبل الصهر، ومع تسخين الخام وتبخير الماء، تحول جزء متزايد من الليمونيت إلى هيماتيت. ثم كان يُدق الخام أثناء تسخينه إلى ما يزيد عن 1250 درجة مئوية، ^{[ 22 ]} وهي درجة الحرارة التي يبدأ عندها الحديد المعدني بالتكتل وتنطلق الشوائب غير المعدنية على شكل شرارات. وقد طُوّرت أنظمة معقدة، لا سيما في تنزانيا، لمعالجة الليمونيت. ^{[ 23 ]} ومع ذلك، ظل الهيماتيت والماغنيتيت الخامات المفضلة عندما كان الصهر يتم بواسطة الأفران الصغيرة ، ولم يكن من الممكن استخدام خام الحديد البني الليمونيت على أفضل وجه إلا مع تطور أفران الصهر في القرن الأول قبل الميلاد في الصين ^{[ 24 ]} وحوالي عام 1150 ميلادي في أوروبا، ^{[ 25 ] .} 

تم استخراج خام الحديد المستخرج من المستنقعات والليمونيت في الولايات المتحدة، لكن هذا انتهى مع تطور تقنيات التعدين المتقدمة.

تم استخراج رواسب الليمونيت الحاملة للذهب بكميات وفيرة في منطقة التعدين بمقاطعة شاستا، كاليفورنيا . ^{[ 20 ]} كما تم استخراج رواسب مماثلة بالقرب من ريو تينتو في إسبانيا وجبل مورغان في أستراليا . وفي حزام دالونيغا الذهبي في مقاطعة لامبكين، جورجيا ، تم استخراج الذهب من تربة لاتيريتية أو سابروليتية غنية بالليمونيت .

نظراً لنضوب رواسب السابروليت في العديد من مواقع التعدين، أصبح الليمونيت المصدر الأبرز للنيكل المستخدم في البطاريات عالية الكثافة الطاقية.

• تكوين الخامات

• معارض المعادن
• ميندات
• الذهب والليمونيت