La siderita es un mineral compuesto de carbonato de hierro (II) (FeCO 3 ). Su nombre proviene de la palabra griega antigua σίδηρος ( sídēros ), que significa "hierro". Un valioso mineral de hierro , se compone de un 48% de hierro y carece de azufre y fósforo . El zinc , el magnesio y el manganeso comúnmente sustituyen al hierro, lo que da como resultado las series de soluciones sólidas de siderita- smithsonita , siderita- magnesita y siderita- rodocrosita . [3]
La siderita tiene una dureza de Mohs de 3,75 a 4,25, un peso específico de 3,96, una veta blanca y un brillo vítreo o nacarado . La siderita es antiferromagnética por debajo de su temperatura Néel de 37 K (-236 °C), lo que puede ayudar en su identificación. [5]
Cristaliza en el sistema cristalino trigonal y tiene forma romboédrica , típicamente con caras curvas y estriadas. También ocurre en masa. El color varía del amarillo al marrón oscuro o al negro, este último debido a la presencia de manganeso.
La siderita se encuentra comúnmente en vetas hidrotermales y se asocia con barita , fluorita , galena y otras. También es un mineral diagenético común en lutitas y areniscas , donde a veces forma concreciones que pueden encerrar fósiles conservados en tres dimensiones . [6] En las rocas sedimentarias , la siderita comúnmente se forma a poca profundidad de entierro y su composición elemental a menudo está relacionada con el ambiente de depósito de los sedimentos circundantes. [7] Además, varios estudios recientes han utilizado la composición isotópica de oxígeno de la esferosiderita (un tipo asociado con los suelos ) como indicador de la composición isotópica del agua meteórica poco después de la deposición. [8]
Aunque los minerales de carbonato de hierro, como la siderita, han sido económicamente importantes para la producción de acero, están lejos de ser ideales como mineral.
Su mineralización hidrotermal tiende a formarlos como pequeñas lentes de mineral , a menudo siguiendo planos de estratificación de fuerte pendiente . [i] Esto los hace no aptos para el trabajo a cielo abierto y aumenta el costo de trabajarlos mediante minería con rebajes horizontales . [10] Como los yacimientos individuales son pequeños, también puede ser necesario duplicar o reubicar la maquinaria del cabezal del tajo, el motor de bobinado y el motor de bombeo, entre estos cuerpos a medida que se trabaja cada uno de ellos. Esto hace que la extracción del mineral sea una propuesta costosa en comparación con las típicas minas a cielo abierto de piedra de hierro o hematita . [ii]
El mineral recuperado también tiene desventajas. El mineral de carbonato es más difícil de fundir que el de hematita u otro mineral de óxido. Para eliminar el carbonato en forma de dióxido de carbono se necesita más energía, por lo que el mineral "mata" el alto horno si se añade directamente. En lugar de ello, se debe dar al mineral un paso de tostado preliminar. El desarrollo de técnicas específicas para tratar estos minerales comenzó a principios del siglo XIX, en gran parte con el trabajo de Sir Thomas Lethbridge en Somerset . [12] Su 'Molino de Hierro' de 1838 utilizó un horno de tostación concéntrico de tres cámaras, antes de pasar el mineral a un horno reductor separado para su fundición. Los detalles de esta fábrica fueron invención de Charles Sanderson, un fabricante de acero de Sheffield, quien tenía la patente. [13]
Estas diferencias entre el mineral espático y la hematita han llevado al fracaso de varias empresas mineras, en particular la Brendon Hills Iron Ore Company . [14]
Los minerales de hierro espático son ricos en manganeso y tienen fósforo insignificante. Esto les llevó a obtener un beneficio importante, relacionado con el proceso de fabricación de acero Bessemer . Aunque las primeras demostraciones de Bessemer en 1856 tuvieron éxito, los intentos iniciales de otros de replicar su método fracasaron en producir buen acero. [15] El trabajo del metalúrgico Robert Forester Mushet demostró que la razón de la discrepancia era la naturaleza de los minerales suecos que Bessemer había utilizado inocentemente; eran muy bajos en fósforo. El uso de un mineral típico europeo con alto contenido de fósforo en el convertidor de Bessemer dio como resultado un acero de mala calidad. Para producir acero de alta calidad a partir de un mineral con alto contenido de fósforo, Mushet se dio cuenta de que podía operar el convertidor Bessemer durante más tiempo, quemando todas las impurezas del acero, incluido el fósforo no deseado, pero también el carbono (que es un ingrediente esencial en el acero), y luego volver a agregar carbono, junto con manganeso, en forma de un mineral de ferromanganeso previamente desconocido y sin fósforo, spiegeleisen . [15] Esto creó una repentina demanda de spiegeleisen. Aunque no estaba disponible en cantidad suficiente como mineral, acerías como la de Ebbw Vale en Gales del Sur pronto aprendieron a fabricarlo a partir de minerales de siderita espática. [16] Por lo tanto, durante algunas décadas, los minerales espáticos tuvieron demanda y esto fomentó su extracción. Sin embargo, con el tiempo, el revestimiento "ácido" original del convertidor Bessemer, hecho de arenisca silícea o ganister , fue reemplazado por un revestimiento "básico" en el nuevo proceso Gilchrist Thomas . Esto eliminó las impurezas de fósforo en forma de escoria producida por la reacción química con el revestimiento y ya no requirió spiegeleisen. A partir de la década de 1880, la demanda de minerales volvió a caer y muchas de sus minas, incluidas las de Brendon Hills , cerraron poco después.
