Гидрат окиси железа в природе встречается в виде бурой железной руды (бурые железняки). Бурые железняки широко распространены в природе — их скопления отличаются необыкновенным разнообразием внешних форм. К разновидностям бурого желез-
няка относятся: бурая стеклянная голова, оолитовый бурый железняк и озерные, болотные, луговые, бобовые, дерновые руды; все эти минералы являются скрытокристаллическими. Соотношение между Fe203 и Н20 в бурых железняках колеблется в широких пределах,
В настоящее время установлены следующие разновидности бурого железняка.
Гидрогематит, содержащий до 0,8 моля (большей частью 0,5 моля) Н20 на 1 моль Fe203. Гидрогематиты имеют кристаллическую решетку гематита; вода в них находится в состоянии твердого раствора.
Гетит, содержащий ї моль Н20 на 1 моль Fe203. Он представляет собой хорошо кристаллизующуюся форму бурого железняка и известен в виде минерала под названиями игольчатая железная руда (игольчатый гетит), рубиновая слюда и гидрогетит. Последний содержит более 1 моля Н20 на 1 моль Fe203, причем избыточная вода связана с гетитом в виде твердого раствора.
Лимонит примерного состава Fe203* 1,5Н20. Его считают аморфной разновидностью гидрата окиси железа. Однако при рентгенографическом исследовании лимонит дает интерференционные полосы, правда слабые и сильно размытые. Интерференционные полосы лимонита совпадают с резкими интерференционными полосами гетита.
Ксантосидерит примерного состава Fe203 * 2Н20. Под этим названием объединяют многие болотные и озерные руды переменного состава.
Лимнит — руды с большим содержанием воды (Fe203 • ЗН20).
Химический состав бурых железняков осложняется постоянными примесями гидратов окиси алюминия и марганца, двуокиси кремния, фосфорнокислого железа и т. п.
В зависимости от примесей, содержащихся в буром железняке, различают: кремнистый бурый железняк, глинистый бурый железняк— охристые разновидности; алюмолимонит — бокситная разновидность; манганлимонит — разновидность с примесью соединений марганца.
Уд. вес бурых железняков колеблется от 3,3 до 4, цвет—от охряно-желтого до буро-желтого, бурого и черного.
Значительные залежи бурых железняков образовались из сидеритов FeC03, которые, в свою очередь, получились в результате взаимодействия водных растворов различных солей железа с известковыми породами:
FeS04 ф — СаСОз —► FeC03 + CaS0*
4FeC03 + 3H20 + 02 ■—> 2Fea03. ЗН20 + 4С02
Бурые железняки образуются и в результате окисления сульфидов железа, преимущественно пирита FeS2, а также в результате жизнедеятельности особых бактерий (железобактерий), которые осаждают из растворимых солей железа гидрат окиси железа.
Желтые природные пигменты представляют собой разновидности бурого железняка, обладающие чистым цветом и мягкой текстурой. По химическому составу эти пигменты являются гидратом окиси железа с примесью значительного количества глины, вследствие чего их часто называют окрашенными глинами или мергелями.
Кроме гидрата окиси железа и глины, в состав этих пигментов могут входить также примеси окиси железа, закись-окиси железа, окиси марганца и органических веществ. Вследствие присутствия этих примесей цвет желтых^природных пигментов может колебаться от чисто желтого до блекло-оранжевого и коричневокрасного.
Гидрат окиси железа в желтых природных пигментах находится преимущественно в форме лимонита, т. е. относится к кристаллической структуре гетита, которая, однако, в некоторых его разновидностях выражена очень слабо.
Малярно-технические свойства желтых природных пигментов тем выше, чем больше в них содержится гидрата окиси железа, В качестве пигментов для производства масляных красок обычно — применяют минералы и руды, содержащие не менее 12% гидрата окиси железа (в пересчете на Fe203). Пигменты с меньшим содержанием гидрата окиси железа применяют только с водными связующими для строительных работ, иногда в обойном производстве.
Большинство желтых природных пигментов непрозрачно, укры — висто; некоторые разновидности обладают определенной прозрачностью и являются лессирующими. Непрозрачные разновидности желтых природных пигментов называют охрами, прозрачные — сиенами. Резкого различия между обеими разновидностями не существует, поэтому часто все желтые природные пигменты называют охрами [77—79].