False

معدن ایرانیان

مگنتیت




١٣٩٧/١/٤
مگنتیت
مگنتیت (Magnetite) یکی از کانه های آهن فرمول شیمیایی Fe3O4 دارد و در حالت خالص 72.36% آهن و 27.64% اکسیژن دارد. رنگ آن از خاکستری تیره تا سیاه تغییر می کند و وزن مخصوص آن بین 5.16 تا 5.18 می باشد. خاصیت مغناطیسی قوی این کانه باعث می شود که بتوان آن را به روش جدا کننده مغناطیسی از مواد باطله جدا کرد اما با این کار سایر مینرال ها یا کانه های آهن که خاصیت مغناطیسی ندارند (از جمله هماتیت) همراه مواد باطله خارج می شوند. مگنتیت دارای شبکه کریستالی مکعبی و به صورتاسپینل معکوس با آهن دو و سه ظرفیتی است.
جزئیات ساختار مگنتیت در سال 1915 مطرح شد. مگنتیت یکی از نخستین کانی هایی بود که با روش تفرق پرتو ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفت (براگ و نیشی کاوا در سال 1915). ساختار مگنتیت اسپینل معکوس و از یک شبکه FCC با سلول واحد حاوی 32 یون اکسیژن تشکیل شده که جهت کریستالی فشره آن، جهت [111] است. طول پارامتر شبکه سلول واحد a=0.839 است. مگنتیتاز بسیاری از اکسیدهای آهن متمایز است زیرا هم دارای یون های دو ظرفیتی و هم دارای یون های سه ظرفیتی است. فرمول مگنتیتبه شکل Y[XY]O4 که X=FeII و Y=FeIII و براکت های فرمول نشان دهنده مواضع اکتاهدرال هستند.
مگنتیت،Magnetite
هشت حفره تتراهدرال میان یون های FeII و FeIII توزیع شده اند یعنی یون های سه ظرفیتی هم مواضع تتراهدرال و هم مواضع اکتاهدرال را اشغال می کنند. مگنتیت معمولا به صورت غیر استوکیومتری است. در مگنتیت نسبت FeII/FeIII  برابر 0.5 است. آهن دو ظرفیتی ممکن است به صورت جزئی یا به طور کامل توسط یون های MnII و ZnII جایگزین شود. اتم های مهمان به خوبی در ساختار قرار می گیرند، زیرا ساختار اکسیژنی انعطاف پذیر بوده و به راحتی برای تطابق با کاتیون هایی که جایگزین FeII می شوند منقبض یا منبسط می شود. تبادل کاتیونی منجر به تغییر در پارامتر شبکه سلول واحد می شود.
شبکه مگنتیت بسیار متراکم می باشد اما مانند شبکه وستیت ممکن است در آن جاهای خالی دیده شود. در دمای بالاتر از 800 درجه سانتی گراد جاهای خالی آهن در شبکه مگنتیت به وجود می آید که با افزایش درجه حرارت زیاد می شود در نتیجه درصد اکسیژن در آن بالا می رود. سنگ معدن مگنتیت معمولا دارای 50 تا 69 درصد آهن بوده و مواد زاید آن عمدتا سیلیس است و گاهی همراه با کانه روی می باشد. ناخالصی های مضری چون گوگرد یا فسفر ممکن است همراه این سنگ معدن باشد که بر حسب مقدار آن ها ارزش کانه کاهش می یابد. با توسعه روش های آگلومراسیون و استفاده از کنسانتره مگنتیت حاصل از تغلیظ کانی های کم عیار، این سنگ معدن اهمیت زیادی به عنوان یکی از منابع آهن پیدا کرده است. مگنتیت دمای ذوب بالایی دارد (حدود 1597 درجه سانتی گراد)  و در این دما حاوی 27.64 درصد اکسیژن است (نقطه V در نمودار زیر)
 
تشکیل مگنتیت در طبیعت نیاز به محیط احیا کننده دارد و در محیط های احیا کننده قوی تری نسبت به هماتیت تشکیل می شود. تشکیل مگنتیت در طبیعت به صورت های مختلف زیر انجام گرفته است:
 
الف- در کانسارهای هیدروترمال مگنتیت در شرایط احیا کننده همراه با سولفورهای فلزی (پیریت، پیروتیت و کالکوپیریت) می تواند تشکیل شود و به این دلیل نیز در کانسارهای هیدروترمال مگنتیت همواره مقداری گوگرد نیز وجود دارد.
ب- در کنتاکت های متازوماتیک اکثرا مگنتیت همراه با گارنت و پیروکسن تشکیل شده است.
ج- در جریان متامورفیسم مگنتیت مانند هماتیت در شرایط احیا کننده قویتر از بی آب شدن لیمونیت می تواند تشکیل شود. مگنتیت به هوازدگی کاملا مقاوم بوده و عملا تبدیل به هیدرواکسیدهای آهن نمی شود، ولی قسمتی از آن می تواند اکسیده شده و به هماتیت تبدیل شود. اکثر کانسارهای مگنتیتی همراه با مقداری کانی های تیتان دار می باشند.