山川浮選機網:黃土磁化率
黃土磁化率(magnetic susceptibility of loess)是黃土在地磁場作用下產生磁性,受單位強度的磁場磁化所產生的磁化強度。其大小主要取決于黃土中小于等于1微米的細微礦物顆粒 。
土壤磁化率
主要是磁鐵礦(Fe3O4)和磁赤鐵礦。一般用磁化率儀以5~20厘米間隔在地層剖面上進行測量,得出黃土磁化率隨深度變化的曲線。研究結果發現古土壤層的磁化率值要比黃土層的為高。現在磁化率也被認為是反映氣候變化的指標之一。
是礦物中磁性最強的,能被永久磁鐵吸引,中國古代的指南針"司南"就是利用這一特性制成的。氧化后變為赤鐵礦或褐鐵礦。
“褐鐵礦”一詞并不是礦物的種名,通常是針鐵礦、水針鐵礦的統稱。因為這些礦物顆粒細小,難于區分,故統稱為“褐鐵礦”。早先認為褐鐵礦是成分為 2Fe2O3·3H2O的一種獨立礦物,但X射線衍射分析表明,它們大部分是隱晶質的針鐵礦,但基本上為 FeO(OH)·nH2O。
物理性質亦可變,但總是呈各種色調的褐色,條痕黃褐色。硬度隨礦物形態而異,無磁性。褐鐵礦是氧化條件下極為普遍的次生物質,在硫化礦床氧化帶中常構成紅色的“鐵帽”,可作為找礦的標 。
褐鐵礦的含鐵量雖低于磁鐵礦和赤鐵礦,但因它較疏松,易于冶煉,所以也是重要的鐵礦石。世界著名礦產地是法國的洛林、德國的巴伐利亞、瑞典等地。
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各種含鐵礦物按其礦物組成,主要可分為4大類:磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦。由于它們的化學成分、結晶構造以及生成的地質條件不同,因此各種鐵礦石具有不同的外部形態和物理特性。
(1)磁鐵礦主要含鐵礦物為磁鐵礦,其化學式為Fe3O4,其中FeO=31%,Fe2O3=69%,理論含鐵量為72.4%。這種礦石有時含有TiO2及V2O5組合復合礦石,分別稱為鈦磁鐵礦或礬鈦磁鐵礦。在自然純磁鐵礦礦石很少遇到,常常由于地表氧化作用使部分磁鐵礦氧化轉變為半假象赤鐵礦和假象赤鐵礦。
所謂假象赤鐵礦就是磁鐵礦(Fe3O4)氧化成赤鐵礦(Fe2O3),但它仍保留原來磁鐵礦的外形,所以叫做假象赤鐵礦。磁鐵礦具有強磁性,晶體常成八面體,少數為菱形十二面體。集合體常成致密的塊狀,顏色條痕為鐵黑色,半金屬光澤,相對密度4.9~5.2,硬度5.5~6,無解理,脈石主要是石英及硅酸鹽。還原性差,一般含有害雜質硫和磷較高。
(2)赤鐵礦赤鐵礦為無水氧化鐵礦石,其化學式為Fe2O3,理論含鐵量為70%。這種礦石在自然界中經常形成巨大的礦床,從埋藏和開采量來說,它都是工業生產的主要礦石。
赤鐵礦含鐵量一般為50%~60%,含有害雜質硫和磷比較少,還原較磁鐵礦好,因此,赤鐵礦是一種比較優良的煉鐵原料。赤鐵礦有原生的,也有野生的,再生的赤鐵礦的磁鐵礦經過氧化以后失去磁性,但仍保存著磁鐵礦的結晶形狀的假象赤鐵礦,在假象赤鐵礦中經常含有一些殘余的磁鐵礦。有時赤鐵礦中也含有一些赤鐵礦的風化產物,如褐鐵礦(2Fe2O3·3H2O)。赤鐵礦具有半金屬光澤,結晶者硬度為5.5~6,土狀赤鐵礦硬度很低,無解理,相對密度4.9~5.3,僅有弱磁性,脈石為硅酸鹽。
(3)褐鐵礦褐鐵礦是含水氧化鐵礦石,是由其他礦石風化后生成的,在自然界中分布得最廣泛,但礦床埋藏量大的并不多見。其化學式為nFe2O3·mH2O(n=1~3、m=1~4)。褐鐵礦實際上是由針鐵礦(Fe2O3·H2O)、水針鐵礦(2Fe2O3·H2O)和含不同結晶水的氧化鐵以及泥質物質的混合物所組成的。褐鐵礦中絕大部分含鐵礦物是以2Fe2O3·H2O形式存在的。一般褐鐵礦石含鐵量為37%~55%,有時含磷較高。褐鐵礦的吸水性很強,一般都吸附著大量的水分,在焙燒或入高爐受熱后去掉游離水和結晶水,礦石氣孔率因而增加,大大改善了礦石的還原性。所以褐鐵礦比赤鐵礦和磁鐵礦的磁鐵礦還原性都要好。同時,由于去掉了水分相應地提高了礦石的含鐵量。
(4)菱鐵礦菱鐵礦為碳酸鹽鐵礦石,化學式為FeCO3碳酸亞鐵,理論含鐵量48.2%。在自然界中,有工業開采價值的菱鐵礦比其他三種礦石都少。菱鐵礦很容易被分解氧化成褐鐵礦。一般含鐵量不高,但受熱分解出CO2以后,不僅含鐵量顯著提高而且也變得多孔,還原性很好。
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針鐵礦 α-FeO(OH),含Fe62.9%。含不定量的吸附水者,稱水針鐵礦HFeO2·NH2O。斜方晶系,形態有針狀、柱狀、薄板狀或鱗片狀。通常呈豆狀、腎狀或鐘乳狀。切面具平行或放射纖維狀構造。有時成致密塊狀、土狀,也有呈鮞狀。顏色紅褐、暗褐至黑褐。經風化而成的粉末狀、赭石狀褐鐵礦則呈黃褐色。針鐵礦條痕為紅褐色,硬度5~5.5,比重4~4.3。而褐鐵礦條痕則一般為淡褐或黃褐色,硬度1~4,比重3.3~4。
纖鐵礦 γ-FeO(OH),含Fe62.9%。含不定量的吸附水者,稱水纖鐵礦FeO(OH)·NH2O。斜方晶系。常見鱗片狀或纖維狀集合體。顏色暗紅至黑紅色。條痕為桔紅色或磚紅色。硬度4~5,比重4.01~4.1。