ทาโคไนต์

หินตะกอนเหล็ก
องค์ประกอบ
หลัก	แมกนีไทต์ฮีมาไทต์และเชิร์ต​
มัธยมศึกษา	ซิเดอไรต์กรีนนาไลต์ มินเนโซไทต์และสติลพีโนมีเลน

ทาโคไนต์ ( Taconite) ( / ˈ t æ k ən aɪ t / ) เป็น หินตะกอนที่ มีธาตุ เหล็ก เป็นองค์ประกอบ หลัก (มากกว่า 15%) ชนิดหนึ่งซึ่งแร่เหล็กจะแทรกตัวเป็นชั้นๆ กับควอตซ์เชิร์ตหรือคาร์บอเนตชื่อทาโคไนต์ถูกตั้งขึ้นในศตวรรษที่ 19 โดยฮอเรซ วอห์น วินเชลล์ บุตรชายของนิวตัน ฮอเรซ วินเชลล์ นัก ธรณีวิทยาประจำรัฐ มินนิโซตาในระหว่างการสำรวจบุกเบิก เกี่ยวกับหินตะกอน ยุคพรีแคมเบรียน บิวบิก ไอรอน ฟอร์เมชัน ทางตะวันออกเฉียงเหนือของมินนิโซตา ภายในเทือกเขาเมซาบีเขาเชื่อว่าลำดับชั้นหินตะกอนที่รองรับหินตะกอนที่มีธาตุเหล็กนั้นมีความสัมพันธ์กับการเกิดเทือกเขาทาโคนิกในนิวอิงแลนด์ และเรียกหินที่มีธาตุเหล็กซึ่งไม่คุ้นเคยและไม่มีชื่อนี้ว่า 'หินทาโคนิก' หรือทาโคไนต์^{[ 1 ]} หลังจากการพัฒนาแหล่งแร่ เหล็กคุณภาพสูงที่สามารถขนส่งโดยตรง บนเทือกเขาเมซาบี ซึ่งมีเหล็กสูงถึง 65% และ ซิลิกาเพียง 1.25% คนงานเหมืองจึงเรียกหินผนังของแหล่งแร่เหล็กที่ไม่เปลี่ยนแปลงว่าทาโคไนต์

โดยทั่วไปปริมาณเหล็กจะอยู่ที่ 30% ถึง 35% และปริมาณซิลิกาจะอยู่ที่ประมาณ 45% เหล็กมักพบในรูป ของแมก เนไทต์เหล็กซิลิเกตและคาร์บอเนตที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบ และในบางพื้นที่อาจพบมาร์ไทต์ ( เฮมาไทต์ ) ซึ่งเกิดจากการออกซิเดชันของแมกเนไทต์ชั้นหินที่มีแมกเนไทต์เป็นแร่หลักถูกขุดอย่างกว้างขวางตั้งแต่ปี 1955 เพื่อผลิตเม็ด แร่เหล็ก ดังนั้นคำว่า 'ทาโคไนต์' จึงถูกนำมาใช้ในภาษาพูดเพื่ออธิบายแร่เหล็กแมกเนไทต์ ( แร่เหล็กทาโคไนต์ ) กระบวนการขุด การบด การแยกด้วยแม่เหล็ก และการรวมตัว ( กระบวนการทาโคไนต์ ) และผลิตภัณฑ์เม็ดแร่เหล็ก ( เม็ดทาโคไนต์ )

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 สหรัฐอเมริกาได้ขุดแร่เหล็กคุณภาพสูงจำนวนมากจนแร่ทาโคไนต์ถือเป็นของเสียที่ไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ เมื่อสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่ 2แร่เหล็กคุณภาพสูงส่วนใหญ่ในสหรัฐอเมริกาได้หมดลง ดังนั้นแร่ทาโคไนต์จึงกลายเป็นแหล่งของโลหะที่มีค่า^{[ 2 ]}

ในการแปรรูปแร่ทาโคไนต์ แร่จะถูกบดให้เป็นผงละเอียด แมกเนไทต์จะถูกแยกออกจากแร่ที่ไม่ต้องการโดยใช้แม่เหล็กแรงสูง และผงเหล็กเข้มข้นจะถูกผสมกับสารยึดเกาะ เช่นดินเบนโทไนต์ และหินปูนเป็น สารช่วยหลอมละลายขั้นตอนสุดท้ายคือการรีดเป็นเม็ดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10 มิลลิเมตร ซึ่งมีเหล็กประมาณ 65% เม็ดแร่จะถูกเผาที่อุณหภูมิสูงมากเพื่อให้แข็งตัวและทนทาน เพื่อให้แน่ใจว่า วัตถุดิบ ในเตาหลอมยังคงมีรูพรุนเพียงพอที่จะให้ก๊าซร้อนผ่านเข้าไปทำปฏิกิริยากับ แร่ ที่อัดเป็นเม็ด การเผาเม็ดแร่ _{จะ ทำให้แมกเนไทต์ ( Fe₃O₄ )}เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันกลายเป็นเฮมาไทต์ (Fe₂O₃ ) _ซึ่งเป็น ปฏิกิริยา คายความร้อนที่ช่วยลดต้นทุนในการอัดเม็ดแร่เข้มข้นเอ็ดเวิร์ด วิลสัน เดวิสจาก สถานีทดลองเหมืองแร่ มหาวิทยาลัยมินนิโซตาได้รับเครดิตในการพัฒนาวิธีการอัดเม็ดนี้ นับตั้งแต่มีการพัฒนาเชิงพาณิชย์ของกระบวนการนี้ใน ภูมิภาค ทะเลสาบสุพีเรียในช่วงทศวรรษ 1950 คำว่า "ทาโคไนต์" จึงถูกนำมาใช้ทั่วโลกเพื่ออ้างถึงแร่เหล็กที่สามารถนำมาปรับปรุงคุณภาพได้ด้วยกระบวนการที่คล้ายคลึงกัน

ผู้ผลิตเม็ดแร่เหล็กจากแร่ทาโคไนต์รายใหญ่ในอเมริกาเหนือ ได้แก่Iron Ore Company of Canada , Cliffs Natural Resources, Inc. , US SteelและArcelorMittalเม็ดแร่ทาโคไนต์ที่ผ่านการแปรรูปเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่า "ทาโคไนต์" เนื่องจากเป็นรูปแบบที่มักขนส่งทางรถไฟและทางเรือ และมักมีการพูดถึงสินค้าประเภทนี้ การใช้คำนี้จึงเป็นเรื่องปกติมาก

เทือกเขาเมซาบีในมินนิโซตาเป็นพื้นที่การผลิตหลัก เม็ดแร่เหล็กทาโคไนต์ถูกขนส่งทางรถไฟไปยังท่าเรือซิลเวอร์เบย์และทูฮาร์เบอร์สและท่าเรือทวินพอร์ตส์ของดูลูธ มินนิโซตาและซูพีเรีย วิสคอนซินซึ่งทั้งหมดตั้งอยู่บนทะเลสาบซูพีเรีย ท่าเรือที่เอสคาแนบา มิชิแกนบนทะเลสาบมิชิแกนยังขนส่งทาโคไนต์จากเทือกเขามาร์เกตต์ไอรอนเรนจ์ในมิชิแกน และบางครั้งแร่จากมินนิโซตาก็ถูกขนส่งทางรถไฟไปยังที่นั่นมาร์เกตต์ มิชิแกนยังมีท่าเรือทาโคไนต์ที่บรรทุกแร่จากเทือกเขามาร์เกตต์ไอรอนเรนจ์ลงเรือบรรทุกสินค้าในทะเลสาบโดยทั่วไปแล้วแร่จะถูกส่งไปยังสถานที่ต่างๆ บนทะเลสาบเกรตเลคส์ ตอนล่าง ศูนย์กลางการผลิตเหล็กหลายแห่งอยู่ใกล้ทะเลสาบอีรีเนื่องจากความต้องการระหว่างประเทศที่เพิ่มขึ้น ทาโคไนต์จึงถูกส่งไปยังเม็กซิโกและจีน^{[ 3 ]}

เรือSS Edmund Fitzgeraldซึ่งจมลงในทะเลสาบสุพีเรียเมื่อวันที่ 10 พฤศจิกายน พ.ศ. 2518 บรรทุกเม็ดแร่ทาโคไนต์ ประมาณ 26,116 ตัน^{[ 4 ]}

ตั้งแต่ปี 1955 บริษัท Reserve Mining Company ได้ปล่อยเศษหินบด ( กากแร่ ) จากโรงงานแปรรูป Silver Bay ลงสู่ทะเลสาบสุพีเรีย กากแร่ดังกล่าวมีแร่ กลุ่ม แอมฟิโบลซีรีส์คัมมิงโทไนต์ - กรุเนอไร ต์อยู่ถึง 40% ซึ่งอาจก่อตัวเป็น อนุภาค คล้ายแอสเบสตอส พบว่ากากแร่ละเอียดส่วนน้อยกระจายตัวเป็นวงกว้างไปตามชายฝั่งตะวันตกของทะเลสาบสุพีเรีย ซึ่งเป็นแหล่งน้ำดื่มของเมืองต่างๆ มากมาย ตัวอย่างเช่น การทดสอบน้ำประปาของเมืองดูลูธพบเส้นใย 100 พันล้านเส้นต่อน้ำหนึ่งลิตร ยังไม่มีหลักฐานทางระบาดวิทยาที่พิสูจน์ได้ว่าอนุภาคเหล่านี้ก่อให้เกิดมะเร็ง แต่ในปี 1974 ผู้พิพากษาศาลแขวงสหรัฐฯ ไมล์ส ลอร์ด ได้ตัดสินว่าน้ำดื่มและทะเลสาบสุพีเรียต้องได้รับการปกป้องจาก อนุภาคคล้าย แอสเบสตอสบริษัท Reserve Mining Company จึงถูกบังคับให้เริ่มกำจัดกากแร่บนบกและติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมมลพิษทางอากาศ คดีนี้กลายเป็นหนึ่งในคดีป้องกันมลพิษที่มีค่าใช้จ่ายสูงที่สุดในประวัติศาสตร์สหรัฐฯ^{[ 5 ]}การศึกษาที่ได้รับทุนสนับสนุนจากรัฐบาลไม่พบผลกระทบต่อสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์จากการดื่มน้ำจากทะเลสาบสุพีเรีย^{[ 6 ] [ 7 ]}

จาก การศึกษาคนงานเหมืองแร่ทาโคไนต์ในปี 2003 สรุปได้ว่าสาเหตุที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดของมะเร็งเยื่อหุ้มปอด 14 ใน 17 ราย ในหมู่คนงาน เหมืองในเขตไอรอน เรนจ์ คือการสัมผัสกับแร่ใยหิน นับตั้งแต่การศึกษาดังกล่าวเสร็จสิ้นลง มีคนงานเหมืองในเขตไอรอนเรนจ์อีก 35 รายได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นโรคนี้ มะเร็งเยื่อหุ้มปอดเกิดขึ้นในอัตราที่สูงกว่าที่คาดการณ์ไว้ถึงสองเท่าในประชากรของภูมิภาคตะวันออกเฉียงเหนือของมินนิโซตา ซึ่งรวมถึงเขตไอรอนเรนจ์ด้วย^{[ 8 ]}

จากการศึกษาในปี 2546 กรมอนามัยรัฐมินนิโซตาได้ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างแร่ธาตุเส้นใยในแร่ทาโคไนต์และฝุ่นทาโคไนต์กับภาวะปอดที่คล้ายกับโรคปอดจากแร่ใยหินโรคมะเร็งเยื่อหุ้มปอด และ ภาวะ เยื่อหุ้มปอดอื่นๆ ที่เกิดขึ้นหลังจากการสัมผัสแร่ใยหิน เนื่องจากภาวะเหล่านี้สามารถถูกกระตุ้นโดยแร่ใยหินอุตสาหกรรม ซึ่งใช้ในการทำเหมืองและการแปรรูปแร่ทาโคไนต์ รวมถึงโรงงานอุตสาหกรรมอื่นๆ ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของรัฐมินนิโซตา การศึกษานี้จึงพยายามตรวจสอบว่าแร่ธาตุเส้นใยที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในแร่ทาโคไนต์อาจมีอิทธิพลอย่างไรบ้าง^{[ 8 ]}การศึกษาทางระบาดวิทยาที่ยาวนานของคนงานเหมืองเหล็กในรัฐมินนิโซตาได้สรุปในเดือนธันวาคม 2557 ว่าผู้ที่ทำงานในเหมืองเหล็กเป็นเวลา 30 ปีและมีอายุยืนถึง 80 ปี มีโอกาสตลอดชีวิตที่จะเป็นโรคมะเร็งเยื่อหุ้มปอด 3.33 รายต่อคนงาน 1,000 คน ซึ่งมากกว่าสองเท่าของอัตราพื้นฐานที่ 1.44 รายต่อคน 1,000 คนที่อายุยืนถึง 80 ปี^{[ 9 ]}

• เดวิส, เอ็ดเวิร์ด ดับเบิลยู., การบุกเบิกด้วยทาโคไนต์ . เซนต์พอล: สำนักพิมพ์สมาคมประวัติศาสตร์มินนิโซตา, 1964.
• ทีมงานโครงการประวัติศาสตร์บริษัทเหมืองแร่ Erie, ทาโคไนต์, ชีวิตใหม่สำหรับแหล่งแร่เหล็กของมินนิโซตา: ประวัติศาสตร์ของบริษัทเหมืองแร่ Erie . ดูลูธ: สมาคมประวัติศาสตร์เทศมณฑลเซนต์หลุยส์, 2019
• Manuel, Jeffrey T., "นายทาโคไนต์: เอ็ดเวิร์ด ดับเบิลยู เดวิส และการส่งเสริมแร่เหล็กเกรดต่ำ, 1913–1955," เทคโนโลยีและวัฒนธรรม, 54 (เมษายน 2013), 317–45.
• มานูเอล, เจฟฟรีย์ ที., ความฝันเกี่ยวกับแร่ทาโคไนต์: การต่อสู้เพื่อรักษาการทำเหมืองแร่ในเขตเหมืองแร่เหล็กของมินนิโซตา, 1915-2000 . มินนิอาโพลิส: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยมินนิโซตา, 2015.

• "ทาโคไนต์"กรมทรัพยากรธรรมชาติรัฐมินนิโซตา
• "แหล่งแร่เหล็กเมซาบี"ภูมิศาสตร์
• "ประวัติศาสตร์ของซิลเวอร์เบย์"เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของเมืองซิลเวอร์เบย์ รัฐมินนิโซตา