Loading article…
| シデライト | |
|---|---|
_2012-07-20.jpg/500px-Harvard_Museum_of_Natural_History._Siderite._Gilman,_Eagle_Co.,_CO_(DerHexer)_2012-07-20.jpg) | |
| 一般的な | |
| カテゴリ | 炭酸塩鉱物 |
| 式 （繰り返し単位） | 鉄CO3 |
| IMAシンボル | Ｓｄ[1] |
| シュトランツ分類 | 5.AB.05 |
| ダナ分類 | 14.01.01.03 |
| 結晶系 | 三角 |
| クリスタルクラス | 六角不等辺三角形 ( 3 m) HM記号: ( 3 2/m) |
| 空間群 | R3c |
| 単位セル | a = 4.6916 c = 15.3796 [Å]; Z = 6 |
| 識別 | |
| 色 | 淡黄色から黄褐色、灰色、茶色、緑、赤、黒、時にはほぼ無色 |
| クリスタル習慣 | 板状の結晶で、しばしば湾曲している。ブドウ状から塊状まで |
| 姉妹都市 | ラメラは珍しい{01 1 2} |
| 胸の谷間 | {01 1 1}にぴったり |
| 骨折 | 不均一から貝殻状 |
| 粘り強さ | 脆い |
| モース 硬度 | 3.75～4.25 |
| 光沢 | ガラス質、絹状から真珠状になることもある |
| 連勝 | 白 |
| 透けて見える | 半透明から半透明 |
| 比重 | 3.96 |
| 光学特性 | 一軸（−） |
| 屈折率 | ω = 1.875 ε = 1.633 |
| 複屈折 | δ = 0.242 |
| 分散 | 強い |
| 参考文献 | [2] [3] [4] |
シデライトは炭酸鉄(II) (FeCO 3 )からなる鉱物です。名前は古代ギリシャ語のσίδηρος ( sídēros ) に由来し、「鉄」を意味します。貴重な鉄鉱石で、鉄が 48% 含まれ、硫黄とリンは含まれていません。鉄の代わりに亜鉛、マグネシウム、マンガンが使用されることが多く、その結果、シデライト-スミソナイト、シデライト-マグネサイト、シデライト-ロードクロサイト固溶体シリーズが形成されます。[3]
シデライトはモース硬度が3.75～4.25、比重が3.96、白い条痕があり、ガラス光沢または真珠光沢がある。シデライトはネール温度37K（-236℃）以下では反強磁性を示すため、識別の助けとなる。[5]
三方晶系で結晶化し、菱面体の形をしており、典型的には湾曲した縞模様の面を持ちます。塊状でも発生します。色は黄色から暗褐色または黒までの範囲で、後者はマンガンの存在によるものです。
シデライトは熱水 鉱脈でよく見られ、重晶石、蛍石、方鉛鉱などと関連している。また、頁岩や砂岩によく見られる続成鉱物で、時にはコンクリーションを形成し、立体的に保存された化石を包み込むこともある。[6]堆積岩では、シデライトは一般に浅い埋没深度で形成され、その元素組成は周囲の堆積物の堆積環境に関係することが多い。 [7]さらに、最近の多くの研究では、土壌に関連するタイプであるスフェロシデライトの酸素同位体組成を、堆積直後の天水の同位体組成の代理として使用している。 [8]
炭酸鉄鉱石
菱鉄鉱などの炭酸塩鉄鉱石は鉄鋼生産にとって経済的に重要ではあるが、鉱石としては理想からは程遠い。
熱水鉱化作用により、小さな鉱石レンズが形成される傾向があり、傾斜の 急な層理面に沿っていることが多い。[i]このため、露天掘りには適さず、水平採掘による採掘コストが増加する。[10]個々の鉱体は小さいため、各鉱体を採掘する際に、坑口機械、巻き上げエンジン、ポンプエンジンを複製または再配置する必要があることもある。このため、一般的な鉄鉱石や赤鉄鉱の露天掘りに比べて、鉱石の採掘はコストのかかる提案となる。 [ii]
回収された鉱石にも欠点がある。炭酸塩鉱石は、赤鉄鉱や他の酸化鉱石よりも製錬が難しい。炭酸塩を二酸化炭素として追い出すにはより多くのエネルギーが必要であり、そのため鉱石を直接加えると高炉を「殺す」ことになる。代わりに、鉱石は予備的に焙焼される必要がある。これらの鉱石を扱うための特定の技術の開発は、主にサマセットのトーマス・レスブリッジ卿の研究によって19世紀初頭に始まった。[12]彼が1838年に作った「製鉄所」は、3室の同心焙焼炉を使用し、その後鉱石を別の還元炉に送って製錬した。この製鉄所の詳細は、シェフィールドの鉄鋼メーカー、チャールズ・サンダーソンの発明であり、彼が特許を保有していた。[13]
スパティック鉱石とヘマタイトのこれらの違いは、ブレンドンヒルズ鉄鉱石会社など多くの鉱山会社の破綻につながった。[14]
スパティック鉄鉱石はマンガンが豊富でリンはごくわずかである。これがベッセマー製鋼法と関連する大きな利点の1つとなった。1856年にベッセマーが初めて実演した時は成功したが、他の人が彼の方法を再現しようとした当初の試みは、良質の鋼を生産できずに悪名高かった。 [15]冶金学者ロバート・フォレスター・ムシェットの研究により、この食い違いの原因はベッセマーが無意識に使用したスウェーデンの鉱石の性質にあることが示された。その鉱石はリンが非常に少なかった。ベッセマーの転炉でヨーロッパの典型的な高リン鉱石を使用したところ、質の悪い鋼ができた。ムシェットは、リンを多く含む鉱石から高品質の鋼を生産するために、ベッセマー転炉をより長く稼働させ、不要なリンだけでなく炭素（鋼の必須成分）を含む鋼の不純物をすべて燃やし、その後、マンガンとともに炭素を、それまであまり知られていなかったリンを含まない鉄マンガン鉱石、シュピーゲライゼンの形で再添加できることに気づきました。[15]これにより、シュピーゲライゼンの需要が急増しました。鉱物としては十分な量が得られませんでしたが、南ウェールズのエブ・ヴェイルなどの製鉄所はすぐにスパティック菱鉄鉱石からシュピーゲライゼンを作る方法を学びました。[16]数十年にわたってスパティック鉱石の需要があり、これが採掘を促進しました。しかし、やがて、珪質砂岩またはガニスターで作られたベッセマー転炉の元々の「酸性」ライナーは、より新しいギルクリスト・トーマス法の「塩基性」ライナーに置き換えられました。これにより、ライナーとの化学反応によって生成されたスラグとしてリン不純物が除去され、もはやスピーゲライゼンは不要になりました。1880年代から鉱石の需要は再び減少し、ブレンドン・ヒルズの鉱山を含む多くの鉱山がその後すぐに閉鎖されました。
ギャラリー
-
イギリス、コーンウォール州、レドラス産の菱鉄鉱。 -
方鉛鉱と石英を含む菱鉄鉱結晶。サイズ: 6.2 cm × 4.1 cm × 3.6 cm (2.4 インチ × 1.6 インチ × 1.4 インチ)。 -
黄銅鉱の上に載った円盤状の茶色の菱鉄鉱結晶。 -
ブラジルのミナスジェライス産のカットシデライト。サイズ: 5 mm × 3.2 mm (0.20 インチ × 0.13 インチ)。 -
オリーブブラウンの鋭い刃と、わずかにアクセントとなるクォーツが入ったコロラド産の菱鉄鉱。 -
下部石炭紀の化石を含む菱鉄鉱コンクリーション。
注記
参考文献
- ^ Warr, LN (2021). 「IMA–CNMNC承認鉱物記号」. Mineralogical Magazine . 85 (3): 291–320. Bibcode :2021MinM...85..291W. doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616.
- ^ 「シデライト」。鉱物学ハンドブック：ホウ酸塩、炭酸塩、硫酸塩（PDF）。アリゾナ州ツーソン：ミネラルデータ出版。2003年。ISBN 9780962209741. 2022年3月13日時点のオリジナル（PDF）よりアーカイブ。2022年11月30日閲覧。
- ^ ab Siderite、Mindat.org 、2022年11月30日閲覧
- ^ シデライト鉱物データ、WebMineral.com 、 2022年11月30日取得
- ^ Frederichs, T.; von Dobeneck, T.; Bleil, U.; Dekkers, MJ (2003 年 1 月)。「堆積物中のシデライト、ロードクロサイト、ビビアナイトの低温磁気特性による識別に向けて」。地球の物理と化学、パート A/B/C。28 ( 16–19 ): 669–679。Bibcode : 2003PCE ....28..669F。doi :10.1016/S1474-7065(03)00121-9。
- ^ Garwood, Russell; Dunlop, Jason A.; Sutton, Mark D. (2009). 「シデライトを宿主とする石炭紀クモ形類の高忠実度X線マイクロトモグラフィー再構成」。Biology Letters . 5 (6): 841–844. doi :10.1098/rsbl.2009.0464. PMC 2828000. PMID 19656861 .
- ^ Mozley, PS (1989). 「堆積環境と初期続成作用菱鉄鉱の元素組成の関係」.地質学. 17 : 704–706.
- ^ Ludvigson, GA; Gonzalez, LA; Metzger, RA; Witzke, BJ; Brenner, RL; Murillo, AP; White, TS (1998). 「隕石のスフェロシデライト線と古水文学および古気候学への応用」.地質学. 26 : 1039–1042.
- ^ 堆積地質学、304ページ。
- ^ ジョーンズ（2011）、34-35、37頁。
- ^ プロセロ、ドナルド R.; シュワブ、フレッド (1996)。堆積地質学。ニューヨーク: WH フリーマン アンド カンパニー。pp. 300–302。ISBN 0-7167-2726-9。
- ^ ジョーンズ、MH (2011)。ブレンドンヒルズ鉄鉱山とウェストサマセット鉱業鉄道。ライトムーアプレス。pp. 17–22。ISBN 9781899889-5-3-2。
- ^ GB 7828、チャールズ・サンダーソン、「鉄鉱石の製錬」、1838年10月発行
- ^ ジョーンズ（2011）、99頁。
- ^ ab Jones (2011)、16ページ。
- ^ ジョーンズ（2011）、158頁。
ウィキメディア・コモンズには、シデライトに関連するメディアがあります。