Залізна руда

Железная руда

Железо з небес

Золото, мідь і місячне — біле срібло самі блиснули людині у надрах Землі. Залізо тисячоліттями було людям лише небесному образі. Темні, ноздреватые шматки каменю, схожі на метал, падаючи просто з неба, не плавилися земним вогнем. Червоні смуги небесного вогню, що розсікають небокрай, зводили їх у землю. «Би-ни-пет» -«небесний» — одна з перших імен заліза. Так називається цей метал мовою коптів — народу який жив в Єгипті. «Зидерос'' - ‘'зоряний'' - назвали його древні греки. ''Небесною міддю'' вважали залізо шумеры.''.

Яркат'' - капнувший з неба — ще одне нині забуте ім'я цього металу, яку дала у минулому вірменськими металургами.

Идея небесного заліза дуже довго володіла умами. Пригадаємо, що з богів Олімпу особливим повагою користувався кульгавою коваль Гефест, падаючи острова Лемнос, зламав ногу. Після ним впала зі піднебіння та його чудесна ковадло. Ту саму на, якої бог — коваль кував божественні зброю, зброя терористів-камікадзе і прикрасу богам і героям Еллади. Гефест навчив ковальському ремесла свідомості всіх жителів Лемнуса, і вони почали найкращими у Греції кузнецами…

Этот вічний сюжет — «небесні» ковальські інструменти, боги — ковалі - з’являється у міфах і легендах багатьох народів. У старовинної Іпатіївському літописі, що відбила поганські вірування древніх слов’ян, розповідається, що у царствоние бога Сварога «з небес кліщі, почали кувати зброю, а доти билися каменем і палицями «. Збереглися «божественні «ковалі й у християнських легендах слов’ян. Це Косьма і Деміан, або навіть єдино славний богатир Косьмодемьян. Сильним і хоробрим був Косьмодемьян: сам викував чарівні кліщі, сам схопив ними страшного ворога змія прямо за мову, не розтискаючи кліщів, підтаскав його Косьмодемьян до залізній плуга, запряг чудовисько і зорав землю! У великого народу — хлібороба орачем ставав і «небесний коваль «.

В стародавньому світі цей рідкісний небесний метал цінувався дуже висока, і найпочесніше віком виріб — це зброю, не знаряддя праці, а … намисто з прокованных платівок метеоритного заліза. Цим бусам незгірш від 6 тис. років. Їх знайшли у Єгипті, в поселеннях раннього мідного століття. А носили ці намисто на той час, як у Єгипті ще було фараонів, — в IV — III тисячоліттях е., а й у епоху великих династій, в добі найславетніших фараонів Давнього Єгипту, залізо залишалося дорогоцінним металом. Зберігся папірус однієї з фараонів з проханням, зверненої до правителю хетів — народу жив Малої Азії - поміняти золото, що його Єгипті «стільки, скільки піску у пустелі», на железо.

Хетты першими відкрили секрет отримання заліза. Звідси залізо надходило до інших країн. Ось маємо лист на глиняній табличці, написаної більше 3 тис. років тому я. Написав його хетський цар Рамзесу II. У листі він повідомляє, що вислав цілий корабель, вантажений «чистим залізом» і ще подарунок — залізний меч. Залізо з метала дорогоцінних виробів перетворився на метал війни. На стіні усипальниці Рамзеса III помітні цілу батальну сцену. Воїни борються списами і мечами.

Но тільки в зброю пофарбовано помаранчевої фарбою, а й у інших — блакитний. Це «небесний метал» — залізо, нове досягнення військову техніку на той час. Саме царювання Рамзеса ІІ Єгипті обвикалася виплавка железа.

Ученые припускають, що став саме країни Малої Азії, де проживало племена хетів і халибдов, були місцем виникнення чорної металургії. Хети записували все найважливіше на глиняних табличках. Збереглися хетські таблички чотирьох тисячолітньої давнини з географічними описами місць видобутку різних металів та його руд. Про залозі де він сказано, що відбувається … з неба.

Из країн Малої Азії «таємниці» виготовлення заліза поширилися до Єгипту, Ассирію і Палестину. У Європу залізо прийшов з Малої Азії .

Многократно згадується залізо в гомеровском Епосі. Наприклад, в «Іліаді» написано, що у похороні Патрокла, його друг Ахілл влаштував змагання у похоронного багаття на згадку про героя. Серед призів згадані шматок золота і шматок заліза, якого хліборобу має вистачити п’ять років .

Историки вважають, що тільки в VII віці е. залізо набув значного поширення усією Європою, витісняючи бронзу. А приблизно від 1000 року н.е. у Європі почався залізний століття .

Железа на планеті дуже багато. Але чого ж тоді сталося, що це довго тривав кам’яний століття? І змінився не залізним, а мідним, і потім бронзовим. Чому? Виявляється, вгадати залізо у його мінералах зовсім не від просто. Та звичайно в самородном залозі, як і в самородном золоті чи самородної міді, образі металу очевидна. Самородне залізо на свіжому зламі блищить, як срібло чи платина, йому притаманні сріблясто — сірого кольору, гнучкість. Висока щільність — тяжкість відчувається навіть у найменших його уламках: маса самородного заліза підкреслює його приналежність до класу самородних металів на відміну самородків шляхетних металів легко окисляються із поверхні і завжди одягнені в черно-бурую сорочку. Їх істинний колір можна лише зламі. Відрізняється залізо та з сильними магнітними властивостями: стрілочка компаса відразу «оживає» у присутності. Проте самородного заліза Землі обмаль; майже все не руда, чи справді «дорогоцінний» по рідкісності мінерал. І це дійсно мають рацію були наші далекі предки, назвавши його небесним і зоряним: серед знахідок самородного заліза переважають метеорити .

Преобладают? Є, але зустрічається ще рідше, ніж унікальні гостей із космосу. Там, де на кількох поверхню виливаються найважчі, підкоркові верстви земного речовини, утворюються базальты, тонкозернистые породи, складені переважно силикатами заліза і магнію. У проміжках між кристаликами цих мінералів і зустрічаються дрібні зернята самородного заліза. На відміну від метеоритного її називають теллурическим. А мінерал земного самородного заліза названо аваруит. Частіше всього його зернини немає правильної форми, це вкраплення округлих крапель. Іноді в пустотах порід помітні дрібні кристалики чи «зволікання» — бисероподобные освіти заліза. Лише поблизу міста Кассель у Німеччині й в містечку Уифак на острові у західного берега Гренландії зустрінуті значні скупчення самородного заліза. У родовищі Гренландії маса заліза сягає кількох тонн. Це єдиний у такий родовище самородного заліза. Базальт тут викидався на поверхню через поклади кам’яного вугілля .

Когда ви тримайте до рук осколочек метеорита, навіть такого який вважається всуціль залізним, фактично ви бачите у ньому суміш двох мінералів: менш никелистый — камастит, утворив сросток пластиночек, ні тим більше никелистый — тэкит, заповнив все «віконечка» між платівками камастита.

Прошлифовав будь-яку поверхню метеорита і протравивши її кислотою, ви обов’язково побачите гарний геометричний орнамент з косопересекающихся смужок — камастита і натомість більш світлого тэнита. Вперше ці візерунки побачив вивчив учений Акоис Видманштетт, то вони і називаються «видманштеттовы постаті». Сталося після того, як 22 травня 1808 року поблизу містечка Штаннрн впала його залізна метеорит .

А ще ж освіченому XVIII столітті вчені мужі настільки зневірилися в можливість падіння метеоритів, що навіть прибрали їх із музеїв, щоб не осоромлюватися на люди. Яка ж переконаність знадобилася чудовому мандрівникові і ученому-натуралисту П. С. Палласу і вченому — хіміку Еге. Хладни, щоб насмілитися провістити про космічному походження величезного 600 — килограммового метеорита. Цей величезний метеорит знайшли у 1749 року на горі Темир, між Красноярському і Мінусинськом. П. С. Паллас в 1775 року привіз його з Сибіру. «Палласово заліза» було першим детально вивченим метеоритом, знову убедившим вчених в нерозривний зв’язок Землі та космосу .

Метеорит П. З. Палласа один із найбільших. Однак найбільший відомий залізний метеорит впав у Мексиці. Сумарна маса його уламків — 100 з лишком тонн ! Але це межа. На увесь світ відома Чортова долина в Аризоні - кратер діаметром 12 тис. метрів і глибиною майже 200 м. Підраховано, що маса який упав сюди метеорита була близько 20 мільйонів тонн. У легендах індіанців навахо метеорит перетворився на духу вогню, зійшов з неба на Землю.

«Небесный метал» піддається лише холодної обробці - розплавити її майже неможливо. І все-таки існує зброю з метеоритів! Це кинджал з золотою рукояткою, знайдений при розкопках шумерського міста Ура. Кинджал виготовили орієнтовно на 3100 року е. Є предмети і пізнішого часу. Це дві шаблі і наконечник піки індійського володаря і ще дві шпаги: російського царя Олександра і романтичного героя Південної Америки С.Боливара.

Самая справжня та давно відома залізна руда, безумовно, знайоме й вам. Усі, хто бачив залізо, пам’ятає і те, що таке іржа. Варто не захистити будь-який залізний гвоздик чи гвинтик від вологи і вони моментально покриваються іржавим нальотом: з їхньої поверхні утворюється рихлий шар гидроксида заліза, — це частина один із найбільш поширених його руд.

На родовищах заліза часто виникають потужні зони «проржавелых руд і порід». Уральські гірники придумали їм влучне прізвисько — «залізні капелюхи «. З цієї капелюхи починається часто розробка родовищ. І лише «знявши капелюх», можна дістатись первинних руд. Відому Бакальское родовище на Уралі саме така-от «лимонитовая залізна капелюх «на сидеритовых рудах. Вразливий землистий, ржаво-рыжий лимонит називають ще бурим залізняком. Але на відміну від іржі на цвяху лимонит в природі утворюється як на готовому залозі. Саме назва «лимонит «хоча вона до охряно-желтому мінералу, до лимону нічого спільного немає, а походить від слова «леймон», що у гречески означає «мокрий луг», «болото». Тому і лимонитовые руди нерідко називають болотяними, озерними, луговими, бо що й бобовими.

Именно в болотах, озерах і морському мілководді виникають незвичні на цей вид лимонитовые руди. Лимонит таких руд справді нагадує чи боби, чи дрібні пташині яйця чи кокони якихось невідомих метеликів. Які ж виникають дивовижні форми ?

Ученые встановили, що гидроксиды приносяться в водойми поверхневими водами як колоїдних розчинів. Морська вода — це, сутнісно, слабкий розчин електролітів: вона насичена парами хлору і лужних металів. Колоїди у ній «згортаються», і ось тут-то й відбувається зародження пластівців і куль іржі. Згадайте, коли ви варили клейстер чи кисіль: трохи зазіваєшся — і весь каструлька сповнена грудок. Ось такий «каструлькою» із грудками і він морської басейн, у якому сформувалися руди Кергенского родовища. Приблизно так само виглядає і руда знаменитого залізорудної родовища в Ельзасі - Лотарингії. У водах боліт і прісних озер електролітів немає. Електрохімічні реакції не протікають. Їх роль виконують бактерії: вони згортають, скачують «бобовины «гель гидроксидов. Великих родовищ залізні «котуни «з ставків і боліт не утворюють, зате саме такі руди вірою і правдою служили назвати не одне сотню років наших предків.

В Чехії та Словаччини природа створила як виставку творів абстрактної скульптури з лимонита, гетита і гидротетита екстракласу. Тут у містечку Затуняк, «залізна капелюх» супроводжується розвитком пустоток, пещерок, тріщин, у яких гидроксиды можуть і з повним фантазією кристализоваться.

Каких лише форм не утворює тут гетит! І гігантські грона нирок, як покриті чорним лаком і грандіозні сростки бурульок, якесь фантастичне з'єднання органу з брилою бурульок березневого криги й блискучі «гулі» гетита, які становлять розміру дитячого плеча!

Еще більш ніж бурих гидроксидов у природі червоних руд заліза. Червоний желєзняк — гематит — серед небагатьох інших мінералів входить у почесну абетку мінералогії. У 325 року е. друг і учень Аристотеля Теофраст у своїй книжці «Про каменях» так говорить про гематите: «Гематит нагадує запечену кров». Иссиня — вишнева забарвлення гематиту в темних місцях майже чорна. Тут мінерал відливає металом, але крізь чорноту глухо просвічує почервоніння, пробивається назовні червоними мазками і нальотами. Відомо, що у давнину гематиту, схожим на запечену кров, приписувалася здатність гоїти кровоточащие рани. Знаменитий медик античності, соратник Плінія Діоскур писав про цілющі властивості каменів, застосовуваних медицині, як-от бурштин, лазурит, нефрит, малахіт і гематит. Порошок гематиту здавна використовувався й у чергового важливого справи — для полірування золотих і срібних виробів .

Самое оригінальне освіти гематиту — це, звісно, залізні руди. Тонкі, темно — червоні, злегка вигнуті «пелюстки «розкриваються, як в живої махрової троянди. У дивних унікальних створіннях блискучий світ кристалів близький світу пелюсток і тичинок ! Напевно, ви чули і ще про один важливий і цікавому мінералі заліза — магнітному залізняку, магнетите. Магнетит містить понад 72% заліза, але саме цікаве у ньому — його природний магнетизм, властивість яким, власне, і був відкритий цей мінерал. За повідомленням римський учений Пліній, магнетит був названий на честь грецького пастуха Магнеса. Магнес якось пас своє стадо, і раптом його посох з залізним наконечником та її підбиті цвяхами сандалії навернула себе гора… Гора складена суцільним сірим каменем.

Минерал магнетит дав на свою чергу назва магніту, магнітному поля і всьому загадкового та цікавому явища магнетизму, яке пильно вивчається з часів Аристотеля по цей день.

Магнитные властивості магнетита використовують і сьогодні - передусім на пошуку родовищ. Саме гігантська магнітна аномалія сприяла відкриттю грандіозного родовища у районі Курська, яка аж названо Курська магнітна аномалія.

Сидерит, чи залізний шпат — карбонат заліза. По-грецьки «сидерос», чи «зидейрос», що таке «залізо». По зовнішньому виглядом це найбільш антиметаллический мінерал заліза.

Случается, суцільний сидерит складає цілу гору. Така гора відома Альпах, в Штирии, біля Австрії. Розробляють її одну сотню років. І тепер всю її, від підніжжя до вершини як драбина велетнів, піднімається уступами на 800 м. Кожна сходинка заввишки 1,5 — 2 м, а їх побільшає 40!

Рассказывают, що когда-то в старі часи, залізної руди не було, а горі брали лише білий камінь. Как-то пішли мужики за каменем, щоб захистити дім побудувати. І раптом бачать у ста кроках маленького — премаленького людини, одягненого ну точнісінько як справжній гірник: і із широкою кожанным поясом й усім гірняцьким інструментом — кайлом, ломом та інших. Та це ж Гірський Дух під назвою Винциг! «Винциг» — отже «крихітко». Став Винциг довбати кайлом породу. Вдарить на білому каменю як і пташки розлітаються убік червоні осколки. Чоловіки роти пораскрывали від подиву .

Да не встигли закрити: прямо їх виріс величезний Гірський Дух! «Чого вам тут треба?» — каже. -«Що ви риєте»?

«Камень», — відповідають. — «Хатина побудувати треба».

Рассмеялся виріс до небес Винциг — «Для чого вам простий камінь? А золота не хочете? Або заліза? Выбирайте-ка самі: золото роком чи залізо навіки?» «Заліза! «Заліза! На століття заліза! — закричали щосили мужики, намагаючись перекричати одне одного. «Ну був тоді: де вдарю, то й рийте, і залізо не скінчиться ніколи !».

Не обдурив людей Гірський Дух — і по сьогодні працює рудник Эрцберг в Штирийских Альпах!

Начало залізного века

Русское назва елемента N 26 пов’язано, очевидно, з санскритским коренем «жель», що означає «блищати», «палати». У земної корі міститься 5,1% заліза. Тому що це елемент досить легко входить у реакції, майже будь-коли зустрічаємо їх у чистому вигляді: окисли і сульфіди заліза — основа його мінералів. Ті залізні предмети, які нас оточують, виготовлені зі сталі чи чавуну — сплаву заліза з вуглецем. Поширеність і відносна простота вилучення з руд зробили залізо доступним вже у давнини: залізний століття прийшов у зміну бронзовим у II тисячолітті е. Тоді і ще багато сторіч через залізо отримували так званим сыродутным методом. Сыродутные печі влаштовували безпосередньо в землі, зазвичай на схилах ярів і канав. Вони мали вигляд труби. Цю трубу заповнювали деревним вугіллям і залізною рудою. Вугілля запалювали, і, дувший в схил яру, підтримував горіння вугілля. Залізна руда відновлювалася, і виходила м’яка розцвіт — залізо із включенням шлаку. Таке залізо називалося зварювальним: у ньому утримувалося трохи вуглецю і домішок, перейшли з руди. Крицу кували. Шматки шлаку відвалювалися й під молотом залишалося залізо, пронизане шлаковыми нитками. З нього отковывали різні гармати .

Век зварювального заліза був довгим, проте, людям давнини та раннього середньовіччя було й те залізо: булатні шаблі, толедские клинки, миланские зброю, і може бути, і меч Роланда, разрубавший за переказами, як лати, а й мечі противників. Дамаську сталь робили ще у період Аристотеля (IV століття е.) але технологія її виробництва, як і процес виготовлення булатных клинків тримався в секрете.

От домницы до домне

Сыродутный процес багато в чому залежав від погоди: потрібно було, щоб вітер задував в «трубу» прагнення позбутися примх погоди створило хутр, якими роздмухували вогонь в сыродутном горнилі. З появою хутр відпала потреба влаштовувати сыродутные сурми на схилах. З’явилися печі нових типів — звані вовчі ями, які викопувалися у землі і домницы, які височіли над землею. Їх робили із каміння, скріплених глиною. У отвір біля підніжжя домницы вставляли трубку хутр й починали роздмухувати піч. Вугілля згоряв, а горнилі печі залишалася вже знайома нам розквіт. Зазвичай, щоб витягти врудію, виламували кілька каменів у частині печі. Потім їх знову закладали на місце, заповнювали піч вугіллям і рудою і всі починалося сначала.

Само слово «домница» відбувається від слов’янського слова «дмути», «дмухати». Від цього ж слова відбуваються слова «гордовитий» (надутий) «дим». Англійською доменна піч називається, як і російською дутьевой — blast furnace. Під французькому та німецькою мовами ці печі дістали назву високих (Hochen німецькою мовою й haut fourneau по-французски).

К XIV — XV століть доменні печі, які робили чавун з яких лили не тільки ядра, а й пушки.

Подлинный переворот від домницы до домні стався у 80-ті роки XVIII століття, коли одного з демидовских прикажчиків спала на думку думку подавати дуття в доменну піч не через одне сопло, а ще через два, розмістивши по обидва боки горна. Лиха біда початок! Кількість сопла, чи фурм, зростало, дуття ставало дедалі більше рівномірним, збільшувався діаметр горна, підвищувалася продуктивність печей.

Еще два відкриття сильно вплинули в розвитку доменного виробництва. Протягом багатьох років паливом доменних печей був деревне вугілля. Існувала ціла галузь промисловості, що займалася випалюванням вугілля дерев’янний. Через війну лісу у Англії вирубали про таку ступеня, що було видано спеціальний указ королеви, який забороняє знищувати ліс заради потреб чорної металургії. Після цього англійська металургія стала швидко занепадати. Британія змушена була ввозити чавун из-за кордону, переважно із Росії. Я з тим незалежності до середини XVIII століття, коли Абрахам Нетрі знайшов спосіб отримання коксу з кам’яного вугілля, запаси що його Англії дуже великі. Кокс стало головним паливом для доменних печей.

С винаходом коксу пов’язана легенда про Дади Дадли, що його винайшов коксування ще XVI столітті, задовго до Нетрі. Але фабриканти деревного вугілля злякалися за доходи громадян та, змовившись, вбили винахідника.

В 1829 року Дж. Нилсон заводі Клейд (Шотландія) уперше вжив удмухування в домни нагрітого повітря. Це нововведення підвищило продуктивність печей і різко знизило витрати .

Последнее значне вдосконалення доменного виробництва сталося вже у наші дні. Суть його — заміна частини коксу дешевим природного газу .

Центры металлургии.

Несмотря на труднощі, варіння заліза була наших предків справою звичайним. У цьому вся переконалися археологи, коли вели розкопки в Старій Рязані. З 19-ти розкопаних жител городян в 16-ти зустріли сліди домашньої варіння заліза — в горщику, в зазвичай печі.

Но поруч із настільки ж дідівським способом отримання металу існувало й спеціалізоване, велике виробництво. На одній із найдосконаліших домниц XIII століття вдалося розкопати біля Бердичева, в Раковетском городище. Вона стала навіть досконаліший від міських домниц XVIII століття: шлак в неї безупинно стікав по восьми канальцям в спеціальні гнізда .

А в Почевском городище, на південно-східної кордоні Курського князівства, вдалося знайти формений металургійний квартал — простір площею 10 000 кв. м був повністю завалений залишками домниц, шлаком і крицами. Нині розквіт чорної металургії супроводжувався появою на карті країни Магнітогорська, Рудного, Електросталі. Виникнення виробництва заліза на Русі також супроводжувалося виникненням відповідних назв — Устюжна Желнзнопольска (від Залізного поля -місцевості неподалік Новгорода, де добували болотну залізну руду), Керч (в ХІ ст Керчев — того ж таки кореня як і цвітіння), Бронницы (бронею називали кольчугу).

Химия заліза (Fe)

Элемент N 26 має значної хімічної активністю, він утворює безліч сполук, проявляючи зазвичай валентності 2+; 3+ .

Существуют солі залізної кислоти H2FeO4, але у вільному стані ця кислота не отримана, як і і його ангідрид — FeO3 .

Природное залізо складається з чотирьох стабільних ізотопів із масовими числами 54, 56, 57 і 58 .

Железо — життєво важливий елемент, у крові людини 14,5% її ваги припадає на гемоглобінучервоного пігменту еритроцитів, у центрі молекули якої перебуває атом железа.

Магнитные лекарства

В 1835 г. «Журнал мануфактури і торгівлі», повідомляючи товари, надісланих з Відня теж до Петербурга, згадує металеві намагнічені бруски як від зубної головний болю. Бруски рекомендувалося носити на шиї. «Такий спосіб лікування нині у моді, — повідомляли журналі, і з відгуків лікарів, гідною ймовірності, допомагає дуже многим.».

В давнини в середині століття магніт вживали як як зовнішнє, а й як внутрішнє. Тален вважав магніт проносним, Авіценна лікував їм іпохондриків, Парацельс готував «магнітну манну», Агрікола — магнітну сіль, магнітне олію і навіть магнітну эссенцию.

Убит через железа

В 1735 року вогул Степан Чумпин знайшов у гори Благодать великий шматок магнітного залізняку і показав його гірському техніку И.Ярцеву. Оглянувши родовища Ярцев помчав з доповіддю в Єкатеринбург. Ця поїздка була справжнім втечею — слідом Ярцева скакали збройні стражники некоронованого короля Уралу Демидова, який, не допускав, і думки, нові багатства минають його. Ярцеву вдалося уникнути погоні. Першовідкривачі рудника отримали винагороду від Гірничої канцелярії, але незабаром Степан Чумпин було вбито. Убивця залишився непойманым.

Список литературы

Популярная бібліотека хімічних елементів. «Наука» М. 1972 г.