سنگ‌ آهن رسوبی

سنگ آهن یکی از مواد اولیه اکثر محصولات فلزی است، آهن عنصری است با عدد اتمی ۲۶ و وزن اتمی ۵۵٫۸۵ نقطه ذوب آن ۱۵۳۵ و نقطه جوش آن ۳۰۰۰ درجه سانتی گراد است. از نظر فراوانی ، آهن چهارمين عنصر تشکيل دهنده پوسته جامد زمين بوده و ۴٫۲ درصد پوسته از اين عنصر تشکيل شده است. سنگ‌آهن يكی از فراوان‌ترين عناصر فلزی موجود در زمين است. اكسيد آن حدود ۵ درصد از پوسته زمين را شامل می‌شود. معروفترين کانی های سنگ آهن، ترکيبات اکسيدی بويژه مگنتيت (Fe3o4) كه ۷۲ درصد آهن و هماتيت (Fe2o3) كه ۷۰ درصد آهن دارد، می باشند. آهن دارای رنگ خاکستری تا زرد و قرمز می باشد. کانی های عمومی ديگر مانند گوتيت و ليمونيت و کربناته مانند FeCo3 می باشند.

بزرگ‌ترين معادن سنگ آهن در جهان در كشورهای برزيل، استراليا، چين، هند و آمريكا قرار دارند. مهمترين ذخاير سنگ آهن جهان تحت عنوان سازند آهن نواری (Banded Iron Formation) شناخته شده اند. ذخاير ماگمايی همچنين می توانند منبعی برای ذخاير بزرگ مگنتيتی باشند. ميزان موجود سنگ‌ آهن در كل معادن جهان بالغ بر ۸۰۰ ميليارد تن تخمين زده میشود كه حاوی ۲۳۰ ميليارد تن آهن است. ميزان كنونی ذخاير سنگ آهن در جهان كه آماده بهره‌برداری هستند بالغ بر ۱۶۰ ميليارد تن است.  سنگ‌ آهن بر حسب ميزان عيار آهن و مقدار مواد تشكيل‌دهنده مطلوب يا زائد آن صرف‌نظر از آهن، در كيفيت‌های مختلف در بازار به فروش می‌رسد.  از لحاظ خواص مكانيكی، كيفيت‌های مختلف سنگ‌آهن به خاكه يا ريز دانه (اندازه ذرات با قطر كمتر از ۷۵/۴ ميليمتر)، درشت دانه (Lumb) يا اندازه ذراتی با قطر بيشتر از ۷۶/۴ ميليمتر و گندله تقسيم‌بندی می شوند. گندله‌ها از طريق فرآيند آگلومراسيون كانی‌های ريزدانه و كانی آهن تغليظ شده، توليد می‌شوند و اندازه ذرات آنها ۵۵/۹ ميليمتر تا ۱۶ ميليمتر است. از سال ۲۰۰۳ به بعد ميزان تقاضای جهانی برای سنگ‌ آهن با نرخ سالانه بيش از ۱۲ درصد افزايش يافت كه از دلايل عمده آن افزايش در ميزان مصرف سنگ‌ آهن چين است، در حالی‌كه نرخ افزايش تقاضا در ديگر كشورها روند آهسته‌تری را داشت.

انواع سنگ آهن

هماتیت

هماتیت (Hematite) با فرمول شیمیایی Fe2O3 از مجموعه کانی هاست و محلول در اسید کلریدریک تغلیظ شده، با آب و اسید کلریدریک تمیز می‌شود. Fe به میزان ۶۹/۹۴% و O به میزان ۳۰/۰۶% با انکلوزیون‌های Mn ,Al ,Ti برای اولین بار در سوئیس کشف شد و از نظر شکل بلور: فلسی، دانه‌ای، توده‌ای، نودولار و شعاعی، رنگ: قهوه ای، قرمز، خاکستری سیاه و سیاه، شفافیت: نیمه شفاف و کدر (اُپَک)، شکستگی: صدفی، جلا: فلزی و مات، رخ: ندارد، سیستم تبلور: رمبوئدریک و در رده ‌بندی اکسید است و منشأ تشکیل آن ماگمائی ـ هیدروترمال است. هماتیت فلز خاکستری اکسید آهن معدنی می باشد.

مگنتیت

مگنتیت (Magnetite) با فرمول شیمیایی Fe3O4 از مجموعه کانی های آهن دار  و از واژه یونانی Magnec بمعنای آهن ربا گرفته شده‌است. به سختی در HCl حل می‌شود. میزان FeO در مگنتیت ۳۱/۰۳٪ و میزان Fe2O  برابر ۹۷/۶۷% و ۳% ادخال‌های Ti ,  Mg , Mn V , Cr , Al است. مگنتیت برای اولین بار در سوئیس کشف شد و از نظر شکل بلوری اکتائدر،  به رنگ سیاه، شفافیت آن کدر(اپاک)، شکستگی: صدفی، جلا: فلزی، مات، چرب، رخ: ناقص مطابق با سطح، سیستم تبلور: کوبیک (مکعبی) است. مگنتیت در رده‌بندی اکسید است و همچنین خاصیت مغناطیسی بسیار قوی و منشأ تشکیل آن ماگمایی، دگرگونی، دگرگونی مجاورتی، هیدروترمال می تواند داشته باشد. مگنتیت یک کانی رایج است که به صورت افشان فرعی در بیشتر سنگهای اذرین وجود دارد. در برخی از انواع سنگ ها از راه فرایند جدایش ماگمایی به عنوان یکی از سازه های اصلی سنگ ، تشکیل شده و بنابراین توده های معدنی بزرگی را می سازد. این توده ها به شدت از تیتانیم غنی هستند. معمولا با سنگهای دگرگونی بلورین همراه بوده و لایه ها و عدسی های بزرگی می سازد. مگنتیت یک سازای رایج در سازند های آهن نواری رسوبی و دگرگونی پرکامبرین است و در این موارد احتمالاً منشا رسوبی شیمیایی دارد.