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Siderita

Aunque los minerales de hierro (carbonatos) espáticos, como la siderita, han sido económicamente importantes para la producción de acero, están lejos de ser ideales como mineral.

Su mineralización hidrotermal tiende a formarlas como pequeñas lentes de mineral, a menudo siguiendo planos de lecho de inmersión pronunciada. Esto hace que no sean susceptibles de trabajar a cielo abierto y aumenta el costo de trabajarlos mediante minería con rebajes horizontales. Como los cuerpos de mineral individuales son pequeños, también puede ser necesario duplicar o reubicar la maquinaria de cabeza de pozo, el motor de bobinado y el motor de bombeo, entre estos cuerpos a medida que se trabaja cada uno. Esto hace que la extracción del mineral sea una propuesta costosa en comparación con los típicos a cielo abierto de piedra de hierro o hematita.

El mineral recuperado también tiene inconvenientes. El mineral de carbonato es más difícil de fundir que una hematita u otro mineral de óxido. Expulsar el carbonato como dióxido de carbono requiere más energía y, por lo tanto, el mineral «mata» al alto horno si se agrega directamente. En su lugar, se debe dar al mineral un paso preliminar de tostado. El desarrollo de técnicas específicas para tratar con estos minerales comenzó a principios del siglo XIX, en gran parte con el trabajo de Sir Thomas Lethbridge en Somerset. Su «Molino de hierro» de 1838 utilizaba un horno de tostado concéntrico de tres cámaras, antes de pasar el mineral a un horno reductor separado para la fundición. Los detalles de este molino fueron la invención de Charles Sanderson, un fabricante de acero de Sheffield, que tenía la patente para él.

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.

Los minerales de hierro espáticos son ricos en manganeso y tienen fósforo insignificante. Esto llevó a su único beneficio importante, relacionado con el proceso de fabricación de acero de Bessemer. Aunque las primeras demostraciones de Bessemer en 1856 habían sido exitosas, los intentos posteriores de reproducirlas fueron infames fracasos. El trabajo del metalúrgico Robert Forester Mushet descubrió que la razón de esto era la naturaleza de los minerales suecos que Bessemer había utilizado inocentemente, siendo muy bajos en fósforo. El uso de un mineral típico europeo de alto contenido de fósforo en el convertidor de Bessemer dio 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 de Bessemer durante más tiempo, quemando todas las impurezas del acero, incluido el fósforo no deseado y el carbono esencial, pero luego volver a agregar carbono, con manganeso, en forma de un mineral de ferromanganeso previamente oscuro sin fósforo, spiegeleisen. Esto creó una demanda repentina de spiegeleisen. Aunque no estaba disponible en cantidad suficiente como mineral, las acerías como la de Ebbw Vale en Gales del Sur pronto aprendieron a fabricarlo a partir de minerales de siderita espática. Durante algunas décadas, los minerales espáticos estaban ahora en demanda y esto alentó su extracción. Con el tiempo, sin embargo, el revestimiento ‘ácido’ original, hecho de arenisca silícea o ganister, del convertidor Bessemer fue reemplazado por un revestimiento ‘básico’ en el proceso desarrollado por Gilchrist Thomas. Esto eliminó las impurezas de fósforo como escoria, producidas por reacción química con el revestimiento, y ya no requirió spiegeleisen. A partir de la década de 1880, la demanda de minerales cayó una vez más y muchas de sus minas, incluidas las de las colinas de Brendon, se cerraron poco después.