Magnetite (Magnetit)

Wichtiges Eisenerz

Vereinfachte Darstellung, nach Stahlfibel, hrsg. vom Verein Deutscher Eisenhüttenleute, Düsseldorf: Stahleisen, 1989, Seiten 11-30

Anteil Eisen theoretisch 60-70%, gilt aber als schwer reduzierbar.
Aufbereitung des Erzes durch Gewicht, Benetzbarkeit (Flotations-Verfahren), magnetische Eigenschaften. Steigerung der Fe-Gehalte von z.B. 30-35% incl. Gangart bis auf 60-65% - Reiin- und Reinst-Erze. Anschließend Grob-, Zwischen- und Feinzerkleinerung, Sieben, auch Mahlen, und Homogenisierung. Gehandelt wird Kornband: Feinerz oder Stückerz.

Sintern

Sintern oder Pelletieren zum Stückig machen. Sintern bei über 2mm Korngröße, Pelletieren ab 0.2mm Korngröße möglich. Sinteranlagen sind allgemein Hochofenwerken zugeordnet. Geringerer Koksverbrauch, bessere Ofenführung. Anteil Sinter und Pellets 80-100%.
Angefeuchtetes Feinerz, Koksgrus, CaO oder Dolomit. Gesintert wird auf einem Sinterband durch Zündung von oben und Gebläse von unten. Die Sinterung erfolgt von unten nach oben. Das so entstandene Konglomerat wird durch einen Stachelbrecher zerkleinert. Schonende Kühlung. Die Sinterung ergibt große Gasdurchlässigkeit und gute Reduzierbarkeit.

Zuschläge

Schmelzpunkt des Erzes 1.700-2.000°C. Verringerung durch Zuschläge auf 1.300-1.400°C. Zuschläge nehmen unerwünschte Begleitelemente auf: Si, Al, P, S. Zuschlagstoffe sind CaO, CaOH, Dolomit. Auch Bauxit, Fluorit, Quarz. Zugabemenge abgestimmt auf Aalyse der Einsatz- und Brennstoffe sowie Anforderunge an die Schlacke.

Reduktion

Reaktionsweg des Möllers: Schüttsäule wandert von der Gicht her durch den Schacht nach unten. In den verschiedenen Zonen laufen durch Temperatur und CO-Anteil bedingt verschiedene Reaktionen ab:
I.: Trocknung, Vorwärmung, Austreibung des Hydratwassers bei 400-500°C
II.: indirekte Reduktion ab 400-500°C ergibt schwammiges, festes, reines Fe
III.: direkte Reduktion um 1.000°C, Reduktion der Oxyde, Aufschmelzen, Herabfliessen, ergibt ca. 4% C im Eisen. Austreibung der Möller-Kohlensäure bei 800°C. Ab 1.100°C erweichen erste Möllerstoffe.
IV.: Schmelzung. Zwischen 1.500 und 1.600°C ist die Schlacke gut flüssig, darin Verbindungen von Al, Mn, Mg, andere Metalle. Entschwefelung, Reduktion von P, Mn, Si. Im Gestell sammeln sich Roheisen und flüssige Schlacke. Temperatur des Roheisens 1.430-1.480°C.

Magnetisierung

Bis in das 17. Jahrhundert für die Magnetisierung von Magnetnadeln und Kompassnadeln, hauptsächlich für die Seefahrt. Die Verwendung einer Magnetnadel wurde erstmals 'halbwegs sachlich' im Jahr 1240 von Albertus Magnus in seinem Werk "De Natura Boni" beschrieben. Als Magnet für die Magnetisierung wurde in dieser Zeit immer ein natürlicher Magnetit verwendet, der aus Stahl gefertigte Permamagnet folgte erst ab 1676 (nach Kloss, vde).

Magnetit ist magnetisch, genauer ferrimagnetisch.

Deshalb zeigt Magnetit eine Anziehungskraft auf jeden Magneten, z.B. eine Kompaßnadel. Eisenspäne dagegen zieht er nur an, wenn er ausreichend stark magnetisiert wurde. Wieso? Ferrimagnetische Materialien werden in einem äußeren Magnetfeld magnetisiert, d.h. sie erzeugen dann selbst ein magnetisches Feld, und diese Magnetisierung bleibt erhalten in Abwesenheit des äußeren Magnetfeldes. Die Stärke dieser Magnetisierung ist abhängig von der Stärke des äußeren Magnetfeldes und nimmt mit der Zeit, auch in Abhängigkeit von der Temperatur, wieder ab. Siehe Markl, G: Minerale und Gesteine. Heidelberg, 2008; S. 171f.

Physikalischer Magnetismus:

(nach Bertelsmann Lexikon, Okrusch)

Der nicht durch Elektrizität erzeugte, beim Magnetit teils natürlich gegebene Permanentmagnetismus lässt sich bis in das große Feld der Quantenphysik hinein analysieren und nach physikalischen Regeln („Integral-Vektor“) berechnen. Neben anderen Größen sind wichtig:

Die in einem Volumen V enthaltene Energie W in J(oule):

W = ∫_VωdV (dV ist ein vektorielles Volumen-Element)

Die magnetische Flussdichte (Induktion) B in T(esla):

B = μ₀H

Das magnetische Moment μ in J/T, im Feld der Quantenphysik mit den Größen:

μ_N (Kernmagneton) und

μ_B (bohrsches Magneton).

Allgemein gilt:

μ = -1/2 eħ/m

für das bohrsche Magneton:

μ_B = -1/2 eħ/m_e

mit

ħ = h/2π.

Dies ergibt für ein ungepaartes Elektron, als Ausgangspunkt für die Berechnung des magnetischen Moments eines Festkörpers von erheblicher Bedeutung, eine Konstante:

μ_B = 9,27400949*10^-24 J/T, aufgrund der Konstante h:

h = 6,6260699*10^-34 Js (plancksches Wirkungsquantum).

Für weitere Berechnungen wird auf die oben angegebenen Daten für die Elementarzelle des Magnetit verwiesen.

Derbe Ausprägung

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Views (File: 1607964605 copied to clipboard ): 422 Magnetit (Fördererz) ⚒ Büchenberg, Elbingerode, Oberharz am Brocken, Harz, Sachsen-Anhalt. BB: 10cm. 1951. Enthält 55% Fe. Vordere Schicht: Kontaktfläche zum Roteisenstein. Copyright: Doc Diether; Contribution: Doc Diether Collection: Doc Diether Location: Deutschland/Sachsen-Anhalt/Harz, Landkreis/Oberharz am Brocken/Elbingerode/Grube Büchenberg Mineral: Magnetite Image: 1607964605 License: Usage for Mineralienatlas project only Original size - Additional info - Insert picture into forum - Discussion

Magnetit (Fördererz)

⚒ Büchenberg, Elbingerode, Oberharz am Brocken, Harz, Sachsen-Anhalt. BB: 10cm. 1951. Enthält 55% Fe. Vordere Schicht: Kontaktfläche zum Roteisenstein.

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Contribution: Doc Diether 2020-12-14

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Magneteisenerz

Mauterndorf Quarry, Lungau, Salzburg, Austria. 8.5 × 6 × 5 cm

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Magnetit

Magnetiterz mit kräftigem Eigenmagnetismus von den Pingen am Eisernen Weg/Altenau/LK Goslar/Niedersachsen/Deutschland

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Magnetit (oolithisch) (SNr: SyS-Magn-5-1-3)

Oolithisch gebildeter Magnetit aus Korshunovskoye, Nähe Irkutsk in Sibirien. Größe des Anschliffes etwa 93 mm x 65 mm. Aufnahme im halbreflektierenden Licht.

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Klaus Schäfer

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Magnetit psm. nach Hämatit, Prasem

Größe: 45 mm; Fundort: Avissalos, Serifos, Kykladen, Ägäisches Meer, Griechenland

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Gerhard Brandstetter

Contribution: slugslayer 2021-01-14

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oktaedrische, stängelig aggregierte schwarzgraue Magnetite (SNr: B007905)

Deutschland/Sachsen-Anhalt/Mansfeld-Südharz, Landkreis/Helbra/Kochhütte (August-Bebel-Hütte), BB = 9,2 mm

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Contribution: Münchener Micromounter 2021-01-12

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Handbook of Mineralogy (Anthony et al.), 3 (1997), 333
Okrusch,M.,Matthes,S., 2005; Mineralogie - Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde; S.18-19, 51-52; ISBN:3540238123
KLOSS, Albert, 1994. Geschichte des Magnetismus. Berlin u.a.: vde-Verl., S. 12ff, 71, 81, 119, 127 ISBN 3800718782