سيدرايت
السديريت معدن يتكون من كربونات الحديد الثنائي (FeCO₃ ) . اسمه مشتق من الكلمة اليونانية القديمة σίδηρος ( سيديروس )، والتي تعني "الحديد". وهو خام حديد قيّم ، يتكون من 48% حديد، ويفتقر إلى الكبريت والفوسفور . عادةً ما يحل الزنك والمغنيسيوم والمنغنيز محل الحديد، مما ينتج عنه سلسلة المحاليل الصلبة من السديريت - سميثسونيت ، والسديريت- ماغنيسيت ، والسديريت -رودوكروسيت . [ 3 ]
يتميز معدن السيدريت بصلابة تتراوح بين 3.75 و 4.25 على مقياس موس، وكثافة نوعية تبلغ 3.96، ومسحوق أبيض، وبريق زجاجي أو لؤلؤي . ويُعدّ السيدريت مضادًا للمغناطيسية عند درجة حرارة أقل من درجة حرارة نيل البالغة 37 كلفن (-236 درجة مئوية)، مما يُسهّل التعرف عليه. [ 5 ]
يتبلور في النظام البلوري الثلاثي ؛ وتكون بلوراته معينية الشكل، ذات أوجه منحنية ومخططة عادةً. كما يوجد أيضاً على شكل كتل. ويتراوح لونه من الأصفر إلى البني الداكن أو الأسود، ويعود اللون الأسود إلى وجود المنغنيز.
يُوجد معدن السيدريت عادةً في العروق الحرارية المائية، ويرتبط بالباريت والفلوريت والجالينا وغيرها . كما أنه معدن شائع في عمليات التحول الصخري في الصخور الطينية والرملية ، حيث يُشكّل أحيانًا عقيدات قد تُغلّف أحافير محفوظة ثلاثية الأبعاد . [ 6 ] في الصخور الرسوبية ، يتشكّل السيدريت عادةً على أعماق دفن ضحلة، وغالبًا ما يرتبط تركيبه العنصري ببيئة الترسيب للرواسب المحيطة به. [ 7 ] بالإضافة إلى ذلك، استخدمت العديد من الدراسات الحديثة التركيب النظائري للأكسجين في السفيروسيدريت (وهو نوع مرتبط بالتربة ) كمؤشر على التركيب النظائري للمياه النيزكية بعد فترة وجيزة من ترسبها. [ 8 ] يُفسّر وجود السيدريت على سطح المريخ كدليل محتمل على وجود مياه وفيرة في المراحل المبكرة من تاريخ مناخ هذا الكوكب. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]
خام الحديد الكربونات
على الرغم من أن خامات الحديد الكربوناتية ، مثل السديريت، كانت ذات أهمية اقتصادية لإنتاج الصلب، إلا أنها بعيدة كل البعد عن أن تكون مثالية كخام.
يؤدي التمعدن الحراري المائي إلى تشكيلها على هيئة عدسات خام صغيرة ، غالباً ما تتبع مستويات التطبق شديدة الانحدار . [ i ] وهذا ما يجعلها غير مناسبة للتعدين السطحي ، ويزيد من تكلفة استخراجها باستخدام المناجم الأفقية . [ 13 ] ونظراً لصغر حجم كل كتلة خام، قد يكون من الضروري أيضاً تكرار أو نقل آلات رأس المنجم، ومحرك الرفع ، ومحرك الضخ، بين هذه الكتل أثناء استخراج كل منها. وهذا يجعل استخراج الخام عملية مكلفة مقارنةً بالتعدين السطحي التقليدي لخام الحديد أو الهيماتيت . [ ii ]
للخام المستخرج عيوبه أيضًا. فخام الكربونات أصعب صهرًا من الهيماتيت أو خامات الأكاسيد الأخرى. ويتطلب التخلص من الكربونات على شكل ثاني أكسيد الكربون طاقة أكبر، لذا فإن إضافة الخام مباشرةً إلى الفرن العالي تُعطّله . ولذلك، يجب تحميص الخام مسبقًا. بدأت تطوير تقنيات محددة للتعامل مع هذه الخامات في أوائل القرن التاسع عشر، ويعود الفضل في ذلك إلى حد كبير إلى عمل السير توماس ليثبريدج في سومرست . [ 15 ] استخدم "مطحنة الحديد" التي بناها عام 1838 فرن تحميص متحد المركز بثلاث حجرات، قبل نقل الخام إلى فرن اختزال منفصل للصهر. تعود تفاصيل هذه المطحنة إلى اختراع تشارلز ساندرسون، صانع الصلب من شيفيلد، الذي حصل على براءة اختراعها. [ 16 ]
أدت هذه الاختلافات بين خام الحديد الإسباثي والهيماتيت إلى فشل عدد من شركات التعدين، ولا سيما شركة بريندون هيلز لخام الحديد . [ 17 ]
تتميز خامات الحديد الإسباثية بغناها بالمنغنيز وانخفاض محتواها من الفوسفور. وقد أدى ذلك إلى ميزتها الرئيسية، المرتبطة بعملية بسمر لصناعة الصلب . ورغم نجاح التجارب الأولى التي أجراها بسمر عام 1856، إلا أن المحاولات الأولية لتقليد طريقته باءت بالفشل في إنتاج فولاذ جيد. [ 18 ] وقد أظهرت دراسة عالم المعادن روبرت فورستر موشيت أن سبب هذا التباين يكمن في انخفاض نسبة الفوسفور في الخامات السويدية التي استخدمها بسمر. وقد أدى استخدام خام أوروبي نموذجي غني بالفوسفور في محول بسمر إلى إنتاج فولاذ رديء الجودة. لإنتاج فولاذ عالي الجودة من خام غني بالفوسفور، أدرك موشيه أنه يستطيع تشغيل محول بسمر لفترة أطول، مما يؤدي إلى حرق جميع شوائب الفولاذ، بما في ذلك الفوسفور غير المرغوب فيه، وكذلك الكربون (وهو عنصر أساسي في الفولاذ)، ثم إعادة إضافة الكربون، إلى جانب المنغنيز، على شكل خام حديدي منغنيزي غير معروف سابقًا وخالٍ من الفوسفور، يُعرف باسم "سبيغل آيزن" . [ 18 ] وقد أدى ذلك إلى زيادة مفاجئة في الطلب على "سبيغل آيزن". على الرغم من عدم توفره بكميات كافية كمعدن، سرعان ما تعلمت مصانع الصلب، مثل مصنع إيبو فالي في جنوب ويلز، كيفية إنتاجه من خامات السديريت الإسباثية. [ 19 ] ولذلك، ولعدة عقود، كان الطلب على الخامات الإسباثية مرتفعًا، مما شجع على استخراجها. مع مرور الوقت، استُبدلت البطانة "الحمضية" الأصلية لمحول بسمر، المصنوعة من الحجر الرملي السيليسي أو الغانيستر ، ببطانة "قاعدية" في عملية جيلكريست توماس الأحدث . وقد أدى ذلك إلى إزالة شوائب الفوسفور على شكل خبث ناتج عن التفاعل الكيميائي مع البطانة، ولم تعد هناك حاجة إلى عملية الصهر بالرمل. ومنذ ثمانينيات القرن التاسع عشر، انخفض الطلب على الخامات مرة أخرى، وأُغلقت العديد من مناجمها، بما في ذلك مناجم بريندن هيلز ، بعد ذلك بوقت قصير.
معرض
السديريت من ريدروث ، كورنوال، إنجلترا
بلورات السديريت مع الغالينا والكوارتز. الحجم: 6.2 سم × 4.1 سم × 3.6 سم (2.4 بوصة × 1.6 بوصة × 1.4 بوصة)
بلورات السديريت البنية ذات الشكل القرصي تستقر على الكالكوبيريت.
حجر سيدريت مقطوع من ولاية ميناس جيرايس، البرازيل. الحجم: 5 مم × 3.2 مم (0.20 بوصة × 0.13 بوصة)
حجر السيدريت الكولورادو، ذو شفرات حادة من اللون البني الزيتوني مع لمسات خفيفة من الكوارتز- عقدة سيدريتية أحفورية من العصر الكربوني السفلي
ملحوظات
- ↑ يتشكل بعض السديريت، إلى جانب الجوثيت ، أيضًا فيرواسب الحديد المستنقعي ، [ 12 ] ولكن هذه الرواسب صغيرة وغير ذات أهمية اقتصادية.
- ↑ كل من أحجار الحديد وتكوينات الحديد المخططة هي تكوينات رسوبية، وبالتالي قد تكون الرواسب ذات الجدوى الاقتصادية أكثر سمكًا وانتشارًا بشكل ملحوظ. [ 14 ]
مراجع
- ↑ وار، إل إن (2021). "رموز المعادن المعتمدة من قبل IMA-CNMNC" . مجلة علم المعادن . 85 (3): 291-320 . Bibcode : 2021MinM...85..291W . doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616 .
- ↑ "سيدريت". دليل علم المعادن: البورات، الكربونات، الكبريتات (ملف PDF) . توسون، أريزونا: دار نشر بيانات المعادن. 2003. ISBN 9780962209741أُرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 13 مارس 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 نوفمبر 2022 .
- 1 2 "سيدريت" . mindat.org . تم الاسترجاع في 30 نوفمبر 2022 .
- ↑ بيانات معدن السديرايت ، موقع WebMineral.com ، تم الاطلاع عليها بتاريخ 30 نوفمبر 2022
- ↑ فريدريش، ت.؛ فون دوبينيك، ت.؛ بليل، يو.؛ ديكرز، إم جيه (يناير 2003). "نحو تحديد السديريت والرودوكروسيت والفيفيانايت في الرواسب من خلال خصائصها المغناطيسية عند درجات الحرارة المنخفضة". فيزياء وكيمياء الأرض، الأجزاء أ/ب/ج . 28 ( 16-19 ): 669-679 . Bibcode : 2003PCE....28..669F . doi : 10.1016/S1474-7065(03)00121-9 .
- ↑ غاروود، راسل؛ دنلوب، جيسون أ.؛ ساتون، مارك د. (2009). "إعادة بناء عالية الدقة باستخدام التصوير المقطعي المجهري بالأشعة السينية للعنكبيات الكربونية الموجودة في السديريت" . رسائل علم الأحياء . 5 (6): 841-844 . doi : 10.1098/rsbl.2009.0464 . PMC 2828000. PMID 19656861 .
- ↑ موزلي، ب.س. (1989). "العلاقة بين بيئة الترسيب والتركيب العنصري للسيدريت في المراحل المبكرة من التكوين الصخري". الجيولوجيا . 17 (8): 704-706 . Bibcode : 1989Geo....17..704M . doi : 10.1130/0091-7613(1989)017 < 0704:RBDEAT > 2.3.CO ; 2 .
- ↑ لودفيجسون، جي إيه؛ غونزاليس، إل إيه؛ ميتزجر، آر إيه؛ ويتزكي، بي جيه؛ برينر، آر إل؛ موريلو، إيه بي؛ وايت، تي إس (1998). "خطوط السفيروسيدريت النيزكية واستخدامها في علم المياه القديمة وعلم المناخ القديم". الجيولوجيا . 26 (11): 1039-1042 . Bibcode : 1998Geo....26.1039L . doi : 10.1130/0091-7613(1998)026 < 1039:MSLATU > 2.3.CO ; 2 .
- ↑ جانيس بيشوب وإم. لين، لمحة عن المريخ القديم ، مجلة ساينس ، المجلد 388، 18 أبريل 2025، ص 251. doi: 10.1126/science.adw4889
- ↑ بنيامين توتولو وآخرون، الكربونات التي حددها مسبار كيوريوسيتي تشير إلى وجود دورة كربونية على سطح المريخ القديم ، مجلة ساينس، المجلد 388، 18 أبريل 2025، ص 292. doi: 10.1126/science.ado9966
- ↑ غروسمان، ليزا، مركبة ناسا الجوالة تعثر أخيرًا على الكربون المفقود من المريخ: قد يساعد هذا الاكتشاف في تفسير سبب فقدان المريخ لمناخه الصالح للحياة ، أخبار العلوم ، 17 أبريل 2025
- ↑ علم الجيولوجيا الرسوبية ، ص 304.
- ↑ جونز (2011) ، ص 34-35، 37.
- ↑ بروثرو، دونالد ر.؛ شواب، فريد (1996). الجيولوجيا الرسوبية . نيويورك: دبليو إتش فريمان وشركاه. ص 300-302 . ISBN 0-7167-2726-9.
- ↑ جونز، إم إتش (2011). مناجم الحديد في بريندن هيلز وسكة حديد غرب سومرست المعدنية . مطبعة لايتمور. ص 17-22 . ISBN 9781899889-5-3-2.
- ↑ GB 7828 ، تشارلز ساندرسون، "صهر خامات الحديد"، صدر في أكتوبر 1838
- ↑ جونز (2011) ، ص 99.
- 1 2 جونز (2011) ، ص. 16.
- ↑ جونز (2011) ، ص 158.
- معادن الحديد (II)
- معادن الكربونات
- مجموعة الكالسيت
- الكربونات
- المعادن الثلاثية
- المعادن في المجموعة الفراغية 167
- خامات الحديد
