هماتیت یکی از فراوان‌ترین مواد معدنی در سطح زمین و در پوسته کم عمق است.این ماده، منبعی مهم برای تولید آهن در نظر گرفته می‌شود. هماتیت، مگنتیت، گوتیت و لیمونیت، پس از استخراج به کارخانه‌های فرآوری و ذوب آهن می‌روند. محصول خروجی کارخانه‌های ذوب آهن نیز توسط بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند. سازه‌ها، دستگاه‌ها و قطعات آهنی یا فولادی که هر روز با آنها مواجه می‌شوید، به لطف کانی هماتیت ساخته شده‌اند. این محصول یک اکسید آهن با ترکیب شیمیایی Fe2O3 محسوب می‌شود. هماتیت یک کانی سنگ‌ساز رایج است که در سنگ‌های رسوبی، دگرگونی و آذرین در نقاط مختلف جهان یافت می‌گردد.
به گفته زمین شناسان، سنگ آهن هماتیت در اثر فرآیندهای آتشفشانی و در اثر تصعید، طی سال های طولانی به وجود آمده است. قدمت سنگ‌های شامل ذخایر سنگ آهن، تقریباً ۸/۱ میلیارد سال تخمین زده شده‌اند. در آن دوران، اقیانوس‌ها تقریباً فاقد اکسیژن و حاوی مقدار فراوانی آهن محلول بودند. رسوب سنگ معدن آهن از وقتی تشکیل شد که میکروارگانیسم‌ها فتوسنتز کرده و اکسیژن را در آب آزاد ساختند. اکسیژن آزاد شده با آهن محلول در آب ترکیب شده و مگنتیت و هماتیت تولید کرده است.
فرمول شیمایی سنگ آهن هماتیت (Fe۲O۳) است. به نقل از ویکی پدیا هماتیت (به انگلیسی: Hematite) که به معنی “خون قرمز” است، در متن‌های کهن فارسی به نام شادنه، شادنج، حجرالدم، حجر هندی، آهن چینی، حجرالطور و شابانگ آمده‌است. با فرمول تکرار شونده اکسید آهن (سه اتم اکسیژن و دو آهن) بصورت کانی شناخته می‌شود، همچنین، از نظر ترکیب معمولا شامل O:30.6٪(اکسیژن) و Fe:69.94%(آهن) با انکلوزیون‌های Mn,Al,Ti است.
حدود 70 درصد وزن هماتیت خالص را آهن و 30 درصد باقی مانده را اکسیژن تشکیل می‌دهد. مانند اغلب کانی‌ها، هماتیت خالص در طبیعت کمیاب است؛ مخصوصا در کانسارهای رسوبی که این کانی به همراه مواد غیرآلی یا آلی در آب ته‌نشین می‌شود.
هماتیت خالص دارای ترکیبی حدود 70 درصد آهن و 30 درصد وزنی اکسیژن است. مانند اکثر مواد طبیعی، به ندرت با آن ترکیب خالص یافت می‌شود. این امر به ویژه در مورد رسوبات رسوبی که در آن هماتیت با رسوب معدنی یا بیولوژیکی در یک بدنه آب تشکیل می‌شود، صادق است.
نام هماتیت از کلمه یونانی "haimatitis" به معنای "قرمز خونی" گرفته شده است. این نام از رنگ هماتیت نشات می‌گیرد که آن را به پودر ریز خرد می‌کنند. افراد بدوی کشف کردند که هماتیت را میتوان خرد کرد و با مایعی مخلوط نمود تا به عنوان رنگ یا لوازم آرایشی استفاده شود. نقاشی‌های غار که به «پیکتوگراف» معروف هستند (مربوط به 40000 سال پیش) با رنگ‌دانه‌های هماتیت ساخته شده‌اند. کاربرد هماتیت بسیار گسترده است.
ویژگی‌های هماتیت موجب شده است تا این ماده یکی از مهمترین مواد معدنی جهت تولید رنگدانه باشد. این ماده در نقاط زیادی در سراسر جهان استخراج می‌گردد و به عنوان رنگدانه قرمز به طور گسترده معامله می‌شود. در دوران رنسانس که بسیاری از نقاشان شروع به استفاده از روغن و بوم کردند، هماتیت یکی از مهمترین رنگ‌دانه‌ها بود. رنگ هماتیت مات و دائمی است. میتوان آن را با یک رنگدانه سفید مخلوط کرد تا رنگ‌های صورتی متنوعی تولید کرد.
هماتیت به عنوان یک کانی اولیه و به عنوان یک محصول دگرسانی در سنگ‌های آذرین، دگرگونی و رسوبی یافت می‌شود. می‌تواند در طی تمایز یک ماگما متبلور شود یا از سیالات گرمابی که از میان توده سنگی حرکت می‌کنند رسوب کند. همچنین می‌تواند در طول دگرگونی تماس (زمانی که ماگماهای داغ با سنگ‌های مجاور واکنش می‌دهند) تشکیل شود.
مهمترین نهشته‌های هماتیت در محیط‌های رسوبی تشکیل شده است. حدود 2.4 میلیارد سال پیش، اقیانوس‌های زمین سرشار از آهن محلول بودند، اما اکسیژن آزاد بسیار کمی در آب وجود داشت. سپس گروهی از سیانوباکترها قادر به فتوسنتز شدند. این باکتری از نور خورشید به عنوان منبع انرژی برای تبدیل دی‌اکسیدکربن و آب به کربوهیدرات، اکسیژن و آب استفاده می‌کرد. این واکنش اولین اکسیژن آزاد را در محیط اقیانوس آزاد کرد. اکسیژن جدید بلافاصله با آهن ترکیب شد و هماتیت را تشکیل داد که در کف دریا فرو رفت و تبدیل به واحدهای سنگی شد که امروزه به عنوان آهن نواری می‌شناسیم.
خیلی زود، فتوسنتز در بسیاری از بخش‌های اقیانوس‌های زمین اتفاق افتاد و رسوبات گسترده هماتیت در بستر دریا جمع‌آوری شد. این رسوب برای صدها میلیون سال - از حدود 2.4 تا 1.8 میلیون سال پیش - ادامه یافت. این امر باعث تشکیل رسوبات آهنی با ضخامت صدها تا چند هزار فوت شد که به صورت جانبی در طول صدها تا هزاران مایل مربع پایدار هستند. آنها شامل برخی از بزرگ‌ترین سازندهای سنگی زمین هستند.
هماتیت، فراوان‌ترین و مهمترین کانی آهن در کره زمین به حساب می‌آید. از نظر درصد آهن، کانی مگنتیت با حدود 72 درصد، نسبت به هماتیت برتری دارد. علاوه بر این، فرآوری مگنتیت، ساده‌تر از هماتیت است. با این وجود، فراوانی بالای هماتیت، باعث پیشرو بودن کانسارهای حاوی این کانی در تامین منابع مورد نیاز برای تولید آهن شده است.زمین‌شناسی هماتیت به منظور بررسی بیشتر تفاوت‌های هماتیت و مگنتیت کلیک کنید.
هماتیت مهمترین سنگ معدن آهن در جهان است. اگرچه مگنتیت حاوی درصد بالاتری از آهن است و فراوری آن آسان‌تر است، اما هماتیت سنگ معدن پیشرو خواهد بود؛ زیرا در بسیاری از نقاط جهان دیده می‌شود.
هماتیت در برخی از بزرگ‌ترین معادن سنگ آهن ایران و جهان استخراج می‌گردد. این معادن نیازمند سرمایه‌های میلیارد دلاری هستند و برخی از آنها سالانه بیش از 100 میلیون تن سنگ معدن را استخراج خواهند کرد. این معادن روباز می‌توانند صدها تا هزاران فوت عمق و چندین مایل طول داشته باشند.
چین، استرالیا، برزیل، هند، روسیه، اوکراین، آفریقای جنوبی و ایالات متحده تولیدکنندگان پیشرو سنگ‌آهن در جهان هستند (شامل هماتیت، مگنتیت و سایر سنگ‌های معدنی). تولید سنگ‌آهن در ایالات متحده در میشیگان و مینه سوتا انجام می‌شود.
کشورهای اتریش، ایتالیا، آلمان، روسیه ، انگلستان، سوئد و لیبریا نیز در رده بعدی منابع غنی هماتیت قرار می گیرند.
در همدان، کرمانشاه، کردستان، زنجان، سمنان، کرمان، خراسان رضوی، فارس، یزد، هرمزگان و جزیره هرمز معادن سنگ آهن هماتیت با ذخایر قابل توجه وجود دارد.
معدن سنگ معدن آهن بافق یزد، معدن گل گهر سیرجان، معدن جلال آباد زرند کرمان، معدن چادرملو در شمال شرق یزد، سنگ معدن آهن خواف و سنگ آهن چغارت در بافت جز معادن بزرگ سنگ اهن ایران هستند.
از مهمترین معادن جهان میتوان به معدن کاراجاس واقع در برزیل، معدن هامسرلی، چیچستر هاب، معدن مونت ویل، معدن یاندی در استرالیا و معدن سیشن واقع در آفریقای جنوبی اشاره کرد.
یکی از مواد تشکیل دهنده سطح کره مریخ نیز، سنگ آهن هماتیت است. رنگ قرمز این سیاره به دلیل وجود مقدار زیادی هماتیت است.
مطالعه کنید: کنساتنره آهن و نحوه تولید آن
اولین گام برای استخراج سنگ آهن هماتیت، شناسایی معدن آن است. روش سطحی یا روباز برای استخراج معدن هماتیت، برای معادنی که در مجاورت سطح زمین قرار دارند و به صورت توده شکل هستند، استفاده می‌شود. اگر هماتیت در اعماق زمین قرار گرفته باشد، مهندسین معدن روش زیرزمینی را برای آن استفاده می‌کنند.
پس از استخراج سنگ آهن هماتیت باید قطعات آن را به تکه‌های کوچکتر در اندازه ۷ الی ۲۵ میلی متر تبدیل کرد. خردایش به روش آسیا کاری و یا با کمک سنگ شکن صورت می‌گیرد.
هماتیت استخراج شده از زمین، ناخالصی‌هایی دارد که باید وارد مرحله خالص سازی شود. پس از آن، نوبت به تغلیظ می‌رسد. تغلیظ یعنی جداسازی مکانیکی، فیزیکی و فیزیکوشیمیایی تکه‌های فلز از مواد غیر مفید و باطله. این مواد گانگ نامیده می‌شوند. در فرآیند تغلیظ مواد باطله و آهن پرعیار به دست می‌آید. مواد باطله و آهن پرعیار در مرحله فرآوری از هم جدا می‌شوند.
فرآوری به چند روش صورت می‌گیرد که در ادامه شرح می دهیم:
در مرحله پختن سنگ آهن هماتیت، ضایعات آن کم می‌شوند و ماده اولیه جهت تولید آهن به دست می‌آید. در فرایند پختن، قسمت بیرونی ذرات سنگ آهن به یکدیگر می‌چسبند و شکاف‌های داخلی کم می‌شوند. پخت هماتیت، استحکام و چگالی آن را افزایش می‌دهد.
در مرحله ذوب، مواد حاصله را در کوره‌های بلند با دمای ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد ذوب می‌کنند و سپس آهن خام یا چدن از کوره بلند خارج می‌شود. این ماده حاوی مقدار فراوانی کربن است. از آهن خام برای فولاد سازی استفاده می‌کنند.
مطلب پربازدید: چگونه معدن ثبت کنیم؟
انواع رنگدانه هماتیت عبارت‌اند از: هماتیت ریج آبی، هماتیت بنفش ریج آبی، قرمز ونیزی، و قرمز پوزوولی. از زمان رنسانس، رنگ‌دانه‌ها اغلب بر اساس مکان‌هایی که در آن تولید می‌گشتند نام‌گذاری می‌شدند. تغییرات رنگ نتیجه نوع هماتیت مورد استفاده و ناخالصی‌هایی مانند خاک رس و سایر اکسیدهای آهن است که با آن ترکیب می‌شود.
اولین ماده ای که از فراوری سنگ آهن هماتیت به دست می‌آید، چدن یا آهن خام است. این ماده در صنعت فولادسازی کاربرد دارد.از دیگر محصولات خروجی هماتیت، میتوان به آهن رادیواکتیو یا آهن ۵۹ اشاره داشت. این آهن به عنوان عنصر ردیابی و دارو در علم متالوژی و بیوشیمیایی استفاده می‌شود.اکسید آهن سیاه نیز محصول کاربردی دیگری است که به عنوان رنگدانه در صنعت دارو، متالوژی و صنایع الکتریکی مورد استفاده است.پودر آهن که برای آهنربا، کاتالیزورها و نوع خاصی از فولاد استفاده می‌شود، نیز فرآورده سنگ آهن به شمار می‌رود.از فرآورده های سنگ آهن می توان به آهن آبی اشاره کرد. این ماده در ساخت پلاستیک، جوهر چاپ، رنگ های هنری، رنگ آمیزی کاغذها و لوازم آرایشی کاربرد دارد.
سنگ‌آهن هماتیت Hematite Fe2O3 برای تعدادی از اهداف دیگری نیز استفاده می‌شود. این یک ماده بسیار متراکم و ارزان است که در متوقف کردن اشعه ایکس مؤثر است. به همین دلیل برای محافظت در برابر تشعشع در اطراف تجهیزات پزشکی و علمی استفاده می‌شود. هزینه کم و چگالی بالای هماتیت و سایر سنگ‌های آهن نیز آنها را به عنوان بالاست برای کشتی‌ها مفید می‌سازد.
هماتیت ماده‌ای است که برای ساخت ترکیبات صیقل دهنده معروف به «رژ قرمز» و «روژ جواهر» استفاده می‌شود. سرخاب قرمز یک پودر هماتیت است که برای صیقل دادن برنج و سایر فلزات نرم مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد.
در این متن به بررسی سنگ آهن هماتیت و مهمترین کاربردهای آن پرداختیم. میتوان گفت که این سنگ آهن از جمله مهم‌ترنی سنگ آهن‌های موجود در جهان به شمار می‌آيد که کارایی‌های مختلفی دارد. شناخت کلیه کاربردهای این محصول به شما کمک خواهد کرد تا درک بالاتری از کلیه مزایای این سنگ آهن داشته باشید.
بنابراین، باید گفت که سنگ آهن هماتیت می‌تواند در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار بگیرد. مهمترین کاربرد این محصول را میتوان در تولید رنگ‌دانه‌های مختلف دانست. البته این امر موضوع جدیدی نیست و چندین هزار سال سابقه دارد. امیدواریم با مطالعه این مطلب شناخت بهتری از این محصول و ویژگی‌های آن به دست آورده باشید.