Les minéraux

Magnétite et Lodestone



Le minerai de fer primaire, un minéral utilisé dans la séparation des milieux lourds et un enregistreur du magnétisme terrestre


Magnétite: Un spécimen de magnétite typique présentant un éclat métallique gris. Ce spécimen mesure environ 10 centimètres de diamètre.

Qu'est-ce que la magnétite?

La magnétite est un oxyde de fer très répandu (Fe3O4) minéral présent dans les roches ignées, métamorphiques et sédimentaires. Il s'agit du minerai de fer le plus exploité. C'est également le minéral le plus riche en fer (72,4%).

Identification de la magnétite

La magnétite est très facile à identifier. C'est l'un des rares minéraux attirés par un aimant commun. C'est un minéral noir, opaque, submétallique à métallique avec une dureté Mohs entre 5 et 6,5. On le trouve souvent sous forme de cristaux isométriques. C'est le minéral le plus fortement magnétique trouvé dans la nature.

Magnétite: Un spécimen de lodestone qui a attiré de nombreuses minuscules particules de fer. Ce spécimen mesure environ 10 centimètres de diamètre.

Cristaux de magnétite: Les cristaux octaédriques sont une forme courante de magnétite. Ils sont souvent observés dans des roches ignées et métamorphiques et parfois dans des sédiments près de la zone source de magnétite. Les cristaux de magnétite sur cette photo ont une dimension maximale d'environ huit à douze millimètres.

La magnétite comme "Lodestone"

La magnétite normale est attirée par un aimant, mais certains spécimens sont automagnétisés et ont la capacité d'attirer de petits morceaux de fer, de petits morceaux de magnétite et d'autres objets magnétiques. Cette forme de magnétite, connue sous le nom de «pierre angulaire», a été la première rencontre de l'homme avec la propriété du magnétisme. La Lodestone est facilement identifiable car elle est généralement recouverte de petites particules de magnétite et d'autres minéraux magnétiques (voir photo).

Des morceaux de lodestone suspendus à une corde ont servi de premiers compas magnétiques et ont été utilisés en Chine dès 300 avant JC. Lorsqu'il est librement suspendu à une corde, un petit morceau de lodestone s'alignera sur le champ magnétique terrestre.

Propriétés physiques de la magnétite

Classification chimiqueOxyde
CouleurNoir à gris argenté
TraînéeNoir
LustreMétallique à sous-métallique
DiaphanéitéOpaque
ClivageAucun
Dureté Mohs5 à 6,5
Gravité spécifique5.2
Propriétés de diagnosticFortement magnétique, couleur, strie, forme cristalline octaédrique.
Composition chimiqueFe3O4
Crystal SystemIsométrique
Les usagesLe minerai de fer le plus important. Séparation importante des supports. Études du champ magnétique terrestre.

Pastilles de taconite: Ces sphères rouges sont des pastilles de taconite qui sont prêtes à être expédiées à une aciérie. Les pastilles ont un diamètre d'environ 10 millimètres. Photo Creative Commons par Harvey Henkelmann.

Utilisation de la magnétite comme minerai de fer

La majeure partie du minerai de fer extrait aujourd'hui est une roche sédimentaire en bandes connue sous le nom de taconite qui contient un mélange de magnétite, d'hématite et de chert. Autrefois considérée comme un déchet, la taconite est devenue un minerai important après l'épuisement des gisements à plus haute teneur. Les taconites commerciales d'aujourd'hui contiennent 25 à 30% de fer en poids.

Sur le site minier, le minerai de taconite est broyé en une fine poudre et des aimants puissants sont utilisés pour séparer les particules magnétiquement sensibles contenant de la magnétite et de l'hématite du chert. Le concentré est ensuite mélangé avec de petites quantités de calcaire et d'argile, puis roulé en petites boulettes rondes. Ces granulés sont faciles à manipuler et à transporter par bateau, train ou camion. Ils peuvent être directement chargés dans un haut fourneau dans une usine et être utilisés pour produire du fer ou de l'acier.

La meilleure façon d'en apprendre davantage sur les minéraux est d'étudier avec une collection de petits spécimens que vous pouvez manipuler, examiner et observer leurs propriétés. Des collections minérales peu coûteuses sont disponibles dans le magasin.

Utilisation de la magnétite comme support lourd

La magnétite en poudre est souvent mélangée à un liquide pour produire une suspension épaisse à haute densité qui est utilisée pour les séparations par gravité spécifiques. Une grande partie du charbon à haute teneur en soufre qui est extrait dans l'est des États-Unis flotte à travers une suspension de magnétite. Les particules de charbon propres ont une faible densité et flottent sur la suspension. Des particules contaminées par de la pyrite (un minéral sulfuré avec une densité élevée) s'enfoncent dans la suspension à haute densité.

Sable de magnétite: Certains sables de plage et de rivière contiennent de fortes concentrations de magnétite. Les «sables noirs» riches en magnétite sont couramment rencontrés par les personnes recherchant de l'or. Bien que les sables de magnétite et autres accumulations de minéraux lourds soient courants, ils sont rarement développés sous forme de gisements minéraux parce que leur taille ou leur teneur est inadéquate. La pile sur la photo mesure environ quatre pouces (10 centimètres) de diamètre.

Utilisation de la magnétite comme abrasif

L'abrasif appelé "émeri" est un mélange naturel de magnétite et de corindon. Une partie de l'émeri synthétique est produite en mélangeant de la magnétite avec des particules d'oxyde d'aluminium. La production d'émeri synthétique permet au fabricant de contrôler la taille des particules et l'abondance relative d'oxyde d'aluminium et de magnétite dans le produit. De la magnétite finement broyée est également utilisée comme abrasif dans la découpe au jet d'eau. Au cours des dernières décennies, les abrasifs synthétiques ont rempli de nombreuses applications où la magnétite était auparavant utilisée.

Autres utilisations de la magnétite

De petites quantités de magnétite sont également utilisées comme toner en électrophotographie, comme micronutriment dans les engrais, comme pigment dans les peintures et comme agrégat dans le béton à haute densité.

Magnétite et champ magnétique terrestre

De minuscules cristaux de magnétite sont présents dans de nombreuses roches. Lors de la cristallisation d'une roche ignée, de minuscules cristaux de magnétite se forment dans la fonte, et parce qu'ils sont magnétiques, ils s'orientent avec la direction et la polarité du champ magnétique terrestre. Cela préserve l'orientation du champ magnétique terrestre dans la roche au moment de la cristallisation.

Aujourd'hui, les géologues peuvent étudier les propriétés magnétiques des roches de différents âges et reconstruire l'histoire des changements dans le champ magnétique terrestre. Ces informations sont disponibles pour plusieurs sites sur plusieurs continents. Il peut également être utilisé pour en apprendre davantage sur le mouvement des continents au fil du temps.

Une orientation similaire de minuscules grains de magnétite se produit dans la sédimentation des particules de sédiments, verrouillant des indices sur l'histoire magnétique de la Terre dans certaines roches sédimentaires.