Железо в промышленном масштабе добывают из железной руды, главным образом из гематита (Fe2O3) и магнетита (FeO·Fe2O3).
Существует несколько методов извлечения железа из руд:
- Доменная плавка: руда нагревается в доменной печи с коксом и известняком, образуя чугун и шлак.
- Электроплавка: руда выплавляется в электродуговой печи, давая жидкое железо.
- Прямое восстановление: руда восстанавливается природным газом или водородом, получая губчатое железо.
В зависимости от конечного продукта, железо можно разделить на различные формы:
- Чугун: сплав железа с высоким содержанием углерода.
- Сталь: сплав железа с низким содержанием углерода.
- Губчатое железо: пористая форма железа, полученная путем прямого восстановления.
Интересный факт: Первые железные орудия были изготовлены около 1200 года до нашей эры, и железо оставалось важнейшим промышленным металлом на протяжении веков.
Как добывали железо из руды?
Руда – смесь соединений железа и кислорода – оксидов железа. Извлекают железо из руды при высокой температуре. Для этого ее нагревают с восстановителем – веществом, способным отобрать кислород у железа. Самым доступным, пожалуй, единственно возможным восстановителем в древности были дрова.
Где в природе железо?
Нахождение железа в природе Железо входит в состав железных руд — железняков (лимонит FeO(OH), гематит Fe2O3, магнетит Fe3O4). Широкое распространение имеет пирит (FeS2), использующийся для изготовления серной кислоты. Встречаются также шпатовые железняки, в которых содержится около 48% металла.
Как добывают железо в промышленности?
Железо извлекается из руды с содержанием железа не менее 16%.
Доменная печь, высотой до 30 м, непрерывно добывает железо из руды.
Откуда железо в метеоритах?
Железо в метеоритах происходит из ядра планетезималей (протопланет), которое в основном состоит из железо-никелевого сплава.
- Камасит: основной компонент метеоритного железа, содержит 90-95% железа и 5-10% никеля.
- Тэнит: содержит более высокий процент никеля (20-65%), что делает его более твердым и менее ковким, чем камасит.
Как добывают железо в России?
Разработка месторождений железных руд, осуществляется открытым (карьерным) способом, разработкой рудников, а так же с помощью скважинной гидродобычи.
Откуда в почве железо?
Железо в почве присутствует благодаря биологическим процессам. Когда уровень кислорода снижается, бактерии превращают трехвалентное железо в более растворимые формы: закись железа (FeO) или гидрозакись железа [Fe(OH)2]. Эти соединения придают почве caractéristique сине-серо-зеленую окраску. Таким образом, железо в почве находится в подвижном состоянии, доступном для растений.
Где добывают железо больше всего?
Глобальные запасы железа распределены следующим образом:
Крупнейшие страны с запасами железа:
- Россия: 19%
- Бразилия: 18%
- Австралия: 14%
- Украина: 11%
- Китай: 9%
Другие страны с запасами железа:
- Индия: 4%
- США: 3%
Оставшиеся 22% запасов железа распределены среди других стран.
Дополнительная информация: * Железо является важным металлом, используемым в различных отраслях промышленности, включая строительство, машиностроение и производство стали. * Извлечение железа из рудных источников включает процесс обогащения, в котором руда очищается и концентрируется перед плавкой. * Крупнейшими производителями железа в мире являются Австралия, Китай, Бразилия и Индия.
Как железо появилось на Земле?
Железо в виде простого вещества содержится в метеоритах, которые упали на Землю из космоса, а также присутствует в некоторых магматических породах.
Оценки указывают на то, что метеоритное железо было первым железом, использовавшимся человечеством. Оно использовалось для изготовления инструментов и оружия с начала Железного века, около 1200 года до нашей эры.
Помимо метеоритов и магматических пород, железо также встречается в железных рудах, таких как гематит и магнетит. Эти руды представляют собой соединения железа с кислородом. Железо извлекается из руд путем плавки и различных металлургических процессов.
Стоит отметить, что метеоритное железо не содержит углерода, являющегося основным элементом для сталелитейного производства. Железо, используемое для изготовления стали, выплавляется из железных руд.
Как отличить метеорит от железа?
Для дифференциации метеорита от обычного фрагмента железа можно применить магнитный тест:
Железные метеориты обладают сильной магнитной восприимчивостью и притягиваются к сильному магниту.
Каменные метеориты обычно демонстрируют слабую магнитную восприимчивость; однако существуют редкие негибкие разновидности.
Диагностика негибких каменных метеоритов требует экспертного анализа, включающего:
Минералогический анализ
Петрографическое исследование
Геохимический анализ
Помимо магнитных свойств, другие отличительные признаки включают:
Внешний вид: У метеоритов часто бывают природные рельефные поверхности с признаками оплавления и реголитизации (образование корки).
Плотность: Метеориты, как правило, плотнее земных пород, с плотностью в диапазоне 3-8 г/см3.
Химический состав: Метеориты содержат уникальные элементы и изотопные сигнатуры, отличающиеся от земного материала.
Как железо выглядит в природе?
Железо — серебристо-серый металл, обладающий магнитными свойствами. Среди металлов отличается высокой плотностью (7,874 г/см³).
Это тяжёлый тугоплавкий металл, который переходит в жидкое состояние при температуре 1539 °C.
Где много железа в России?
Крупнейшие месторождения железа в России:
- Курская магнитная аномалия — самый мощный железорудный бассейн в мире
- Бакчарское железорудное месторождение — открыто случайно при разведке нефти
- Абагасское, Абаканское месторождения
Как в старину добывали железо?
Добыча железа в древности
Технология сыродутного производства впервые использовалась для получения железа в древности. Процесс подразумевал последовательную закладку в яму (позже в каменную печь — сыродутню) слоев древесного угля и железной руды.
В ходе горения холодный воздух («сырой») продувался между слоями. Благодаря этому создавался восстановительный процесс, в результате которого оксиды железа из руды переходили в металлическое железо.
- Уголь выступал в качестве топлива и восстановителя, обеспечивая поддержание температуры и химическую реакцию восстановления.
- Руда, содержащая железо, обычно представляла собой оксиды железа (гематит или магнетит).
- Продувание воздуха способствовало удалению примесей и более интенсивному горению топлива.
Полученное в итоге сырое железо содержало много примесей, поэтому требовало дальнейшей обработки для получения более чистого металла.