در این مبحث قصد داریم راجع به یک ماده معدنی به نام سنگ آهن لیمونیت صحبت کنیم. این ماده معدنی که از ترکیب انواع مواد معدنی مختلف تشکیل شده، از زمان‌های بسیار دور مورد استفاده قرار می‌گرفت. این ماده نقش مهمی در تولید آهن و فرآورده‌های آن دارد.
لیمونیت دارای رنگ‌بندی مختلفی است و به همین دلیل کاربرد رنگدانه را نیز داراست. سنگ آهن‌های لیمونیت، مگنتیت و هماتیت که هر سه جزو انواع مختلف سنگ آهن شناخته می‌شوند، علاوه بر کاربرد گسترده‌ای که در تولید آهن دارند، دارای تفاوت‌هایی نیز هستند.
اصلی‌ترین تفاوت سنگ آهن لیمونیت و هماتیت در احیا پذیری آن‌ها است. بنابراین احیا پذیری هماتیت در مقایسه با لیمونیت بسیار خوب است. همچنین مهم‌ترین تفاوت سنگ آهن لیمونیت و مگنتیت نیز در رنگ آن‌ها است. رنگ مگنتیت سیاه و رنگ لیمونیت زرد روشن و زرد مایل به قهوه‌ای است.
در ادامه مبحث ما را همراهی کنید تا به طور کامل به این نوع از سنگ آهن بپردازیم.
معرفی معادن سنگ آهن لیمونیت در ایران و جهان
سنگ آهن لیمونیت در گذشته کمتر استخراج و استفاده می شد. به طور معمول لیمونیت در کانسارهای کربنات یا سیلیکات و سنگ تشکیل نمی‌شود.
بلکه نوع آب و هوا می‌تواند در تشکیل لیمونیت موثر باشد. به این صورت که تشکیل لیمونیت در مخازن سنگ سیلیکات در مناطقی با آب و هوای گرمسیری بیشتر اتفاق می‌افتد. طبق نظر زمین‌شناسان، لیمونیت به عنوان یک ماده معدنی مهم نقش اساسی در زمین دارد و می‌تواند کمک شایانی به بازسازی مواد معدنی آهن کند.
کانسارهای لیمونیت را در بسیاری از نقاط جهان می‌توان مشاهده کرد. از اصلی‌ترین آن‌ها که در مناطق بسیار گرم کشورهای هند، برزیل، کنگو، کوبا و بخشی از کانادا قرار گرفته‌اند، به عنوان مهم‌ترین معادن لیمونیت در دنیا شناخته می‌شوند. علاوه بر این در کشور اسپانیا نیز این سنگ آهن لیمونیت در برخی معادن از جمله Teruel یافت می‌شود. البته لازم به ذکر است که این معادن آنچنان فعال نیستند.
کشور ایران که از نظر معادن کشوری ثروتمند است، از چندین معادن بزرگ سنگ آهن برخوردار است. این معادن به صورت خصوصی و دولتی فعالیت می‌کنند و بزرگ‌ترین معادن سنگ آهن ایران چادرملو و گل گهر هستند که از ذخیره مواد معدنی بالایی برخوردارند.
کاربرد صنعتی سنگ آهن لیمونیت
سنگ آهن لیمونیت در طول تاریخ همواره مورد استفاده قرار گرفته است. از آنجا که این ماده معدنی دارای قابلیت انعطاف‌پذیری بالایی است، کاربردهای گوناگونی دارد. لیمونیت را برای مصارف تزئینی، درمانی، صنعتی و هنری استفاده می‌کنند. اما کاربرد لیمونیت در صنایع مختلف از شهرت بالایی برخوردار است.
لیمونیت به عنوان رنگ دانه بسیار مشهور است. از آنجا که این ماده معدنی به رنگ اخرای زرد رنگ است، با آسیاب کردن و خرد کردن این ماده می‌توانند آن را برای رنگ‌آمیزی به کار ببرند. از این رو، لیمونیت در صنعت پارچه و لباس بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.
علاوه بر این، از دیگر موارد استفاده از سنگ آهن لیمونیت در صنعت ساخت و ساز است. به این صورت که در تولید سنگ‌های ساختمانی و کاشی‌های سرامیکی، با استفاده از لیمونیت می‌توانند مقاومت سازه‌ها را در برابر گذر زمان و تخریب افزایش دهند.
همچنین در تولید محصولات پلاستیکی به منظور رنگ کردن، از سنگ آهن لیمونیت استفاده می‌کنند. صنایع جوهرسازی از دیگر موارد استفاده از لیمونیت است که علاوه بر جوهرهای رنگی و تونرهای رنگی، در تولید جوهرهای مغناطیسی نیز کاربرد دارد.
در صنعت شیشه‌سازی و تولید شیشه‌های رنگی لیمونیت بسیار مورد استفاده است. به دلیل خواص بتن‌های رنگی، این ماده معدنی در صنایع آجر، سیمان و بتن نیز به کار می‌رود. همچنین این ماده در صنایع آرایشی و بهداشتی استفاده می‌شود و قدرت پوشانندگی و محافظت از نور خورشید را دارد.
تصفیه خاک و آب و زدودن آلاینده‌ها از فاضلاب و خاک یکی از موارد استفاده از سنگ آهن لیمونیت است که می‌تواند فلزات سمی را از آب‌ها و خاک‌های آلوده حذف کند. همچنین در صنایع چسب و رزین و لنت‌سازی نیز از این ماده معدنی استفاده می‌شود.
روش پرداخت و پردازش لیمونیت
سنگ آهن لیمونیت را به صورت مستقیم استفاده نمی‌کنند. بلکه آن را بعد از استخراج از معادن طی فرآیندی پرداخت می‌کنند تا بتوانند آن را در صنایع دیگر استفاده کنند. سنگ آهک‌هایی که فرآوری می‌شوند، پس از طی ذوب و جداسازی ناخالصی، به شکل کنسانتره دانه‌بندی شده و به بازار عرضه می‌شود.
بر اساس تحقیقات صورت گرفته، لیمونیت بی‌شکل بوده و دارای ترکیبات متغیری است. این ماده معدنی از اکسیدهای آهن آبدار تشکیل شده و پوششی است که روی دیواره‌های سنگ ها و حفره‌ها مشاهده می‌شود. لیمونیت مقاومت بالایی در برابر هوازدگی دارد و غالبا به شکل رسوبات در یک جا جمع می‌شود.
شکل‌گیری و تاریخچه کشف سنگ آهن لیمونیت
سنگ آهن لیمونیت به عنوان یکی از سنگ‌های آهن اصلی است که حداقل از ۲۵۰۰ سال پیش از میلاد به منظور تولید آهن استخراج شد. استخراج این ماده معدنی به صورت مستقیم از رسوبات انجام شده و غالبا تحت حرارت قرار گرفته تا آب از آن خارج شود و به منظور تولید پودر رنگ به کار رود.
لیمونیت به عنوان رایج‌ترین سنگ آهن شناخته می‌شود و معمولا در جریان روان آب در معدن رسوب می‌کند. لیمونیت معمولا به عنوان یک ماده ثانویه شناخته می‌شود که از هوازدگی مواد آهن‌دار به وجود می‌آید.
سنگ آهن لیمونیت اغلب به شکل رسوب در چشمه‌ها و آب‌های معدنی که اسیدی و سرشار از آهن هستند، یافت می‌شود. روش استخراج لیمونیت به این صورت است که آب‌هایی که از سطح زیرین زمین بیرون می‌آیند، اکسیژن کمی دارند و با رسیدن به سطح زمین، با سرعت با اکسیژن روبرو می‌شوند.
سپس فلزاتی که در آب‌های زیرزمینی هستند، با اکسیژن آب‌های سطح زمین مخلوط می‌شوند و باعث تشکیل رسوباتی به نام لیمونیت بر بستر رودخانه می‌شوند. لیمونیت که مقاومت بالایی در برابر هوازدگی دارد، یک رسوب تجمع یافته است.
علت نام‌گذاری لیمونیت
نام سنگ آهن لیمونیت همانند بسیاری از کانی‌ها اسم مکانی است که برای اولین بار در آنجا مشاهده شده است. برخی از آن‌ها نیز از نام‌های قدیمی و کلمات یونانی و رومی گرفته شده است. همچنین مشاهده شده که نام کاشفان را نیز به دلیل تشکر از آن‌ها روی کانی‌ها گذاشته‌اند.
لیمونیت از یک کلمه یونانی که به معنای چمن‌زار مرطوب یا دریاچه باتلاقی است، گرفته شده. از آنجا که این سنگ در مرداب و باتلاق‌ها پیدا می‌شود، آن را به این نام می‌شناسند.این سنگ آهن باتلاقی انواع مختلفی دارد که قهوه‌ای آن را به نام هماتیت و زرد آن را به اسم سنگ لیمو یا سنگ آهن زرد می‌نامند.
از زمانی که انسان‌ها به ذوب کردن فلز روی آوردند، تولید آلیاژ گسترش یافت و به دنبال آن استفاده از کانی‌ها نیز افزایش پیدا کرد. تا جایی که امروزه بیش از ده‌ها نوع کانی و ترکیبات آن وجود دارد که در صنایع مختلف و امور دیگر کاربرد دارند. به منظور شناسایی کانی‌ها از سه خاصیت فیزیکی، شیمیایی و نوری استفاده می‌کنند.
ترکیبات شیمیایی لیمونیت
سنگ آهن لیمونیت دارای فرمول شیمیایی Fe۲o۳H.nH۲O است. این ماده معدنی جزو کانی‌های آبدار اکسید آهن به شمار می‌رود. تا جایی که ۱۵ درصد از این کانی را آب تشکیل می‌دهد. لیمونیت که دارای رنگ زرد مایل به قهوه‌ای است، دارای وزن ۲.۷ تا ۴.۳ گرم بر سانتی‌متر مکعب و چگال است.
در برخی کشورهای غربی از قبیل فرانسه لیمونیت‌های فسفردار را برای ساخت چدن مورد استفاده قرار می‌دهند. در برخی مواقع نیز معادن لیمونیت مقادیر زیادی طلا دارند. رگه‌های این سنگ باعث می‌شود که ویژگی‌های آن‌ها از هم متمایز شود. این ماده معدنی از سختی بین ۴ تا ۵.۵ برخوردار است.
سنگ آهن لیمونیت در اصل یک کانی منفرد شناخته می‌شود. اما امروزه آن را ترکیبی از کانی‌های اکسید آهن می‌شناسند. لیمونیت دارای خواص بی‌شکل است و به دلیل حضور در مناطق مرطوب، غالبا به شکل خاک رس یا گل سنگ یافت می‌شود.
این ماده معدنی در سیستم ارتورومبیک تبلور پیدا کرده و به صورت بلور بسیار نادر به نظر می‌رسد.گاهی این ماده به شکل توده‌های متراکم یا نخودی یافت می‌شود که از جلای الماسی برخوردار است. لیمونیت قابلیت حل شدن در Hcl را داراست و با خارج شدن آب از آن، هماتیت به دست می‌آید.
سنگ آهن لیمونیت که به سادگی در مواجهه با هوا اکسید می‌شود، دارای استحکام خوبی نیست. از این‌رو هنگام استفاده از لیمونیت در سازه‌های فلزی یا صنایع ساخت و ساز، آن را با سایر عناصر از قبیل نیکل و کروم مخلوط می‌کنند.
قیمت سنگ آهن لیمونیت
قیمت سنگ آهن لیمونیت بر اساس کیلوگرم یا تن تعیین می‌شود. قیمت این ماده معدنی را نمی‌توان به صورت ثابت اعلام کرد. بلکه این قیمت به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم:
- یکی از مهم‌ترین عوامل موثر توجه به آنالیز این ماده است. آنالیز این گونه مواد بر اساس سه فاکتور آزمایشگاه، مواد آزمایش‌شده و تاریخ انجام آزمایش سنجیده می‌شود.
- میزان اعتبار معدنی که لیمونیت از آن استخراج شده و شرکتی که آن را به فروش می‌رساند.
- هزینه حمل و نقل به عنوان یکی از دیگر عوامل موثر بر قیمت سنگ آهن لیمونیت است که در ایران از نرخ جهانی بیشتر است.
- میزان عرضه و تقاضای موجود در بازار نیز به عنوان عامل تاثیرگذار بر قیمت لیمونیت شناخته می‌شود.
- قیمت جهانی لیمونیت می‌تواند بر قیمت نهایی آن در همه کشورها موثر باشد.
- هزینه‌هایی که واحدهای تولیدی به صورت سالیانه دارند، به عنوان عامل تعیین‌کننده قیمت اهمیت زیادی دارد.
- قیمت ارز نیز به عنوان یکی از عوامل مهم، بر قیمت نهایی اثرگذار است. به این ترتیب در صورتی که این ماده معدنی با نرخ ارز بالا وارد کشور شود، با قیمت بالا نیز به فروش می‌رسد.
جمع‌بندی
سنگ آهن لیمونیت یکی از کانی‌های آبدار اکسید آهن است که ۱۵ درصد آن را آب تشکیل می‌دهد. این ماده معدنی از قوام و استحکام بالایی برخوردار نیست. همچنین رنگ آن زرد روشن تا زرد مایل به قهوه‌ای است. این ماده در آب‌های روان در معادن یافت می‌شود و کاربردهای بسیاری دارد.
کاربردهای این ماده به عنوان تزئینات، درمانی، هنری و صنعتی است. اما استفاده از آن در صنایع مختلف بسیار مطرح است. این صنایع همچون خودروسازی، صنعت ساختمانی، صنعت پوشاک و پارچه، صنعت لنت‌سازی، صنعت شیشه‌سازی، صنعت چسب و رزین و غیره هستند.
نام لیمونیت از کلمه‌ای یونانی گرفته شده است که به معنای دریاچه باتلاقی است. دلیل نام‌گذاری این ماده معدنی این است که آن را در باتلاق‌های مرطوب یافت می‌کنند. قیمت لیمونیت نیز به فاکتورهای زیادی بستگی دارد که در متن به آن‌ها اشاره کردیم.