Siderit
Obwohl spathische (Carbonat-) Eisenerze wie Siderit für die Stahlproduktion wirtschaftlich wichtig waren, sind sie als Erz alles andere als ideal.
Ihre hydrothermale Mineralisierung neigt dazu, sie als kleine Erzlinsen zu bilden, die oft steil abfallenden Bettungsebenen folgen. Dies macht sie für den Tagebau nicht zugänglich und erhöht die Kosten für die Bearbeitung durch Bergbau mit horizontalen Strossen. Da die einzelnen Erzkörper klein sind, kann es auch notwendig sein, die Grubenkopfmaschinen, den Wickelmotor und den Pumpmotor, zwischen diesen Körpern zu duplizieren oder zu verlegen, während jeder ausgearbeitet wird. Dies macht den Abbau des Erzes im Vergleich zu typischen Eisenstein- oder Hämatit-Tagebauen zu einem teuren Unterfangen.
Das gewonnene Erz hat auch Nachteile. Das Karbonaterz ist schwieriger zu schmelzen als ein Hämatit oder ein anderes Oxiderz. Das Karbonat als Kohlendioxid abzutreiben erfordert mehr Energie und so tötet das Erz den Hochofen, wenn es direkt zugegeben wird. Stattdessen muss das Erz einer Vorröstung unterzogen werden. Die Entwicklung spezifischer Techniken für den Umgang mit diesen Erzen begann im frühen 19.Jahrhundert, hauptsächlich mit der Arbeit von Sir Thomas Lethbridge in Somerset. Seine ‚Eisenmühle‘ von 1838 verwendete einen konzentrischen Röstofen mit drei Kammern, bevor das Erz zum Schmelzen in einen separaten Reduktionsofen geleitet wurde. Details dieser Mühle waren die Erfindung von Charles Sanderson, ein Stahlhersteller von Sheffield, Wer hielt das Patent dafür.Diese Unterschiede zwischen spathischem Erz und Hämatit haben zum Scheitern einer Reihe von Bergbauunternehmen geführt, insbesondere der Brendon Hills Iron Ore Company.
Spathische Eisenerze sind reich an Mangan und haben vernachlässigbaren Phosphor. Dies führte zu ihrem einen großen Vorteil, verbunden mit dem Bessemer-Stahlherstellungsprozess. Obwohl die ersten Demonstrationen von Bessemer im Jahr 1856 erfolgreich waren, waren spätere Versuche, dies zu reproduzieren, berüchtigt gescheitert. Arbeiten des Metallurgen Robert Forester Mushet entdeckten, dass der Grund dafür die Natur der schwedischen Erze war, die Bessemer unschuldig verwendet hatte und die sehr wenig Phosphor enthielten. Die Verwendung eines typisch europäischen phosphorreichen Erzes in Bessemers Konverter ergab einen Stahl von schlechter Qualität. Um hochwertigen Stahl aus einem phosphorreichen Erz herzustellen, Mushet erkannte, dass er den Bessemer-Konverter länger betreiben konnte, Alle Verunreinigungen des Stahls einschließlich des unerwünschten Phosphors und des essentiellen Kohlenstoffs abbrennen, aber dann wieder Kohlenstoff hinzufügen, mit Mangan, in Form eines zuvor unbekannten Ferromangan-Erzes ohne Phosphor, spiegeleisen. Dies führte zu einer plötzlichen Nachfrage nach Spiegeleisen. Obwohl es als Mineral nicht in ausreichender Menge verfügbar war, lernten Stahlwerke wie das in Ebbw Vale in Südwales bald, es aus den spathischen Siderit-Erzen herzustellen. Seit einigen Jahrzehnten waren spathische Erze gefragt und dies förderte ihren Bergbau. Mit der Zeit wurde jedoch der ursprüngliche ’saure‘ Liner des Bessemer-Konverters aus Kieselsandstein oder Ganister durch einen ‚basischen‘ Liner im entwickelten Gilchrist-Thomas-Verfahren ersetzt. Dadurch wurden die Phosphorverunreinigungen als Schlacke, erzeugt durch chemische Reaktion mit dem Liner, entfernt und kein Spiegeleisen mehr benötigt. Ab den 1880er Jahren sank die Nachfrage nach den Erzen erneut und viele ihrer Minen, einschließlich der der Brendon Hills, wurden bald darauf geschlossen.