什么是磁铁矿

磁铁矿是一种矿物,也是主要的铁矿石之一,化学式为Fe3O4.它是铁的氧化物之一,具有亚铁磁性;它被磁铁吸引,可以被磁化成为永久磁铁本身。它是地球上所有天然矿物中磁性最强的。天然磁化的磁铁矿块,称为磁石,会吸引小铁块,这就是古人最早发现磁性的原因。

磁铁矿

磁铁矿呈黑色或棕黑色,具有金属光泽,莫氏硬度为5-6.并留下黑色条纹。小颗粒磁铁矿在火成岩和变质岩中很常见。

IUPAC的化学名称是氧化铁,通用化学名称是氧化亚铁。

氧化铁:是化学式为Fe 3 O 4的化合物。它以矿物磁铁矿的形式存在于自然界中。它是许多氧化铁中的一种,其他的是稀有的氧化铁 (FeO) 和天然赤铁矿形式的氧化铁 (Fe 2 O 3 ) 。它包含 Fe 2+和 Fe 3+离子,有时表示为 FeO ∙ Fe 2 O 3.这种氧化铁在实验室中以黑色粉末的形式出现。它具有永磁性并且是亚铁磁性的,但有时被错误地描述为铁磁性[4]它最广泛的用途是作为黑色颜料。为此,它是合成的,而不是从天然存在的矿物中提取的,因为颗粒大小和形状可以通过生产方法来改变。

磁铁矿的属性

除了火成岩外,磁铁矿还存在于沉积岩中,包括带状铁地层以及湖泊和海洋沉积物中的碎屑颗粒和磁化石。磁铁矿纳米颗粒也被认为是在土壤中形成的,在那里它们可能会迅速氧化成磁赤铁矿。

晶体结构

磁铁矿的化学成分为Fe2+(Fe3+)2(O2-)4.这表明磁铁矿同时含有亚铁(二价)和三价铁(三价),表明在含氧量中等的环境中结晶。其结构的主要细节是在1915年确定的。它是最早使用X射线衍射获得的晶体结构之一。结构为反尖晶石,O2−离子形成面心立方占据间隙位点的晶格和铁阳离子。一半的Fe3+阳离子占据四面体位置,而另一半与Fe2+阳离子一起占据八面体位置。晶胞由32个O2-离子组成,晶胞长度为a=0.839nm。

作为反尖晶石族的一员,磁铁矿可以与类似结构的矿物形成固溶体,包括ulvospinel(Fe2二氧化钛4)和镁铁氧体(MgFe2哦4)。

钛磁铁矿,也称为含钛磁铁矿,是磁铁矿和尖晶石之间的固溶体,在许多镁铁质火成岩中结晶。钛磁铁矿在冷却过程中可能会发生氧化溶出,导致磁铁矿和钛铁矿向内生长。

晶体形态和尺寸

天然和合成磁铁矿最常见的是以面为界的八面体晶体和菱形十二面体。孪晶发生在平面上。

水热合成通常产生单个八面体晶体,其直径可达10毫米(0.39英寸)。在矿化剂(如0.1MHI或2MNH4Cl)和0.207MPa、416-800°C的条件下,磁铁矿生长为晶体,其形状是菱形-十二面体形式的组合。晶体比平时更圆。更高形式的出现被认为是由于圆形晶体中较低的表面与体积比引起的表面能降低的结果。