Самые интересные факты о железе. Месторождения железных руд и технология добычи

Железо является четвёртым по распространённости элементом на нашей планете. Содержание его в земной коре составляет аж целых 5% от общей массы . Но, не смотря на это железо не сформировалось на нашей планете самостоятельно.

История появления этого химического элемента на Земле связана с колоссальными звёздами. В результате взрыва новой или сверхновой звезды образуется огромная масса астероидов, которые содержат большое количества железа. Эти астероиды кружат в космическом пространстве, пока не попадут в поле притяжения какого-нибудь космического тела.

Из всего этого следует вывод, что железо имеет неземное происхождение и попало на Землю из космоса вмести с метеоритами.

Без такого химического элемента, как железо, зарождение жизни на Земле было бы невозможно.

Большую часть ядра нашей планеты составляет расплавленное железо. Оно создаёт электромагнитное поле, которое защищает нашу планету от всевозможных негативных воздействий из космоса (например таких, как солнечная радиация)

Именно благодаря оксиду железа земля имеет такой коричневый цвет.

В природе очень редко можно встретить железо в чистом виде. Чистое железо попадает на Землю из космоса, так называемое метеоритное железо. В основном железо встречается в виде соединений с другими химическими элементами — железными рудами. Железо в руде представлено в виде окисей и закисей. Хорошая железная руда содержит до 57% железа и выше.

Железо в быту

В быту мы используем сплавы железа с углеродом – чугун и сплавы железа с другими металлами – всевозможные марки сталей.

Человечество использует железо очень давно, но в глубокой древности использовалось в основном метеоритное железо . Находки из этого металла дотируются 8-12 веком до нашей эры.

Выплавлять железо из руды умели в Индии, Анатолии и на Кавказе ещё в 12 веке до нашей эры, но «железная революция произошла где-то в первом тысячелетии до нашей эры. Железо стало быстро распространяться по всему миру вытисняя из обихода такие металлы, как бронза.

В наши дни металлургическое производство служит основой тяжелой промышленности, но выплавлять сталь только из одного металлолома пока не научились. Сталь выплавляют из чугуна с добавлением металлического лома.

Железо в организме человека

В человеческом организме содержится примерно 5 граммов этого металла.

Железо играет очень важную роль в нашем организме. За транспортировку и доставку всех питательных веществ ко всем нашим органам отвечает такой белок, как гемоглобин, основу которого составляет железо. Железо отвечает за энергию в нашем организме. Самостоятельно вырабатывать этот химический элемент наш организм не умеет. Железо мы получаем извне с продуктами питания.

Согласно статистике до 70% людей недополучают железо в полном объёме, а железодефицитной анемией страдают более 20% нашего народонаселения. Лёгкие формы этого вида анемии практически не имеют симптомов, но оказывают значительное воздействие на здоровье человека.

Ежесуточная норма поступления этого минерала в детский организм должна составлять 8-12 мг. Для взрослой женщины эта норма должна составлять не менее 18 мг , после менопаузы эта норма сокращается до 8-10 мг. Для мужчины достаточно и 8 мг в день.

Железо усваивается относительно легко, но для его усвоения необходим витамин С и органические кислоты. Мешают усвоению железа щавелевая кислота, дубильные вещества и повышенное употребления в пищу клетчатки. Также железо не усваивается в присутствии кальция. Обильное употребления чая и кофе препятствует усвоению нашим организмом этого необходимого вещества.

При недостатке железа проявляется сонливость, апатия и не желание что-либо делать. Снижается иммунитет, увеличивается выпадение волос и ломкость ногтей и учащается сердцебиение.

При переизбытке этого минерала в организме могут проявляться запоры, расстройство желудка, тошнота и рвота.

Несколько интересных фактов

Именно благодаря железу цвет нашей крови красный. У некоторых морских обитателей те функции, которые в нашем организме исполняет железо, выполняет другой элемент – медь. Поэтому цвет их крови голубой.
Если из организма убрать всё железо человек проживёт не более двух часов.
О железе упоминается в Коране. В 57 суре говорится – «.. мы низвели вам и железо, в котором сильное зло и многая польза для людей..»
В чистом виде железо — это очень пластичный металл.
В столице Индии стоит колонна из чистого железа, происхождение которой для учёных до сих пор остаётся загадкой.
Если нагреть железо чуть выше 800 градусов оно потеряет свои магнитные свойства. Этот эффект называется – «Точкой Кюри».
Именно благодаря магнитным свойствам оксида железа появилась возможность записывать на плёнку ауди и видео записи.
В древней Европе носить украшения из железа могли только представители знати.
Самый большой железный метеорит был найден в Намибии (Африка) в 1920 году. Его вес около 66 т. Это считается самым большим куском чистого железа на нашей планете.
Кроме оксида железа в железной руде содержится более 300 минералов.
Железо полностью растворяется в серной и азотной кислоте.
В глубокой древности железо ценилось дороже золота.
В одном фрукте граната содержится суточная норма железа для человека.
При температуре 1535 градусов железо начинает плавиться.
Ржавчина есть ничто иное, как окись железа.

Легирование меди железом

Низведенное железо

Слово "также", упоминаемое в тексте аята "Мы также низвели железо " , указывает, что и другие элементы, не только железо , были низведены на Землю из космоса. Кроме того, если рассмотреть особое упоминание железа в данном аяте в свете открытий, сделанных наукой в конце 20-го века, смысл аята приводит нас к очень интересному заключению. Известный микробиолог Майкл Дентон в своей книге “Предназначение природы” приводит такой комментарий:

“Среди всех металлов железо является самым жизненно необходимым и важным для человека . Накопление железа в ядре звезды провоцирует взрыв сверхновой и, таким образом, дает возможность распространяться по всей Вселенной атомам железа , необходимым для жизни. Температура, которую формировали атомы железа , и сила гравитации внутри ядра на первоначальной стадии формирования Земли стали причиной химических изменений Земли и в результате обеспечили предпосылки для развития атмосферы и гидросферы. Расплавленное железо , находящееся внутри ядра Земли, исполняет функцию мощнейшего магнита и формирует магнитный пояс Земли. Благодаря этому поясу формируются высокоэнергетичные пояса Ван Аллена, которые защищают Землю от воздействия испепеляющей космической радиации и от разрушения озонового слоя Земли под воздействием космических лучей...

Если бы не существовало атомов железа , то невозможно было бы само возникновение углеродной основы жизни, не было бы сверхновых звезд, Земля не достигла бы той температуры, что существовала на первоначальном этапе ее формирования, не было бы атмосферы и гидросферы, не было бы защитного магнитного пояса, радиационных поясов Ван Аллена, не существовало бы озонового слоя, не было бы никаких металлов (которые составляют гемоглобин крови человека), не сформировались бы металлы, которые могли бы снизить реактивность кислорода, не происходило бы никаких обменных процессов, способных сопротивляться окислению.

Математический феномен железа

См. также

Примечания

Литература

Энциклопедический словарь юного физика. М., 1984, 1991

Железная руда представляет собой минеральное образование природного характера, которое имеет в своем составе соединения железа, накопленные в таком объеме, которого достаточно для экономически выгодного его извлечения. Конечно, железо есть в составе всех горных пород. Но железными рудами называют именно те железистые соединения, которые настолько богаты этим веществом, что позволяют промышленную добычу металлического железа.

Типы железных руд и их основные характеристики

Все железные руды сильно отличаются по своему минеральному составу, наличию вредных и полезных примесей. Условиям их образования и, наконец, содержанию железа.

Основные материалы, которые относят к рудным, можно разделить на несколько групп:

Оксиды железа, к которым относятся гематит, мартит, магнетит.
Гидроксиды железа - гидрогетит и гетит;
Силикаты - тюрингит и шамозит;
Карбонаты - сидероплезит и сидерит.

В промышленных железных рудах железо содержится в различных концентрациях - от 16 до 72%. К полезным примесям, содержащимся в железных рудах, относят: Mn, Ni, Co, Mo, и пр. Есть и вредные примеси, к которым можно отнести: Zn, S, Pb, Cu и др.

Месторождения железных руд и технология добычи

По генезису существующие месторождения железных руд разделяются на:

Эндогенные. Они могут быть магматическими, представляющими собой вкрапления титаномагнетитовых руд. Также могут быть карбонатитовые вкрапления. Кроме того, существуют линзообразные, пластообразные скарново-магнетитовые залежи, вулкано-осадочные пластовые залежи, гидротермальные жильные, а также неправильной формы рудные тела.
Экзогенные. К ним в основном относят бурожелезняковые и сидеритовые осадочные пластовые месторождения, а также месторождения тюрингитовых, шамозитовых и гидрогетитовых руд.
Метаморфогенные - это месторождения железистых кварцитов.

Максимальные объемы добычи руд спровоцированы значительными запасами и приходятся на докембрийсские железистые кварциты. Меньшее распространение имеют осадочные бурожелезняковые руды.

При добыче различают богатые, и требующие обогащения руды. Отрасль, осуществляющая добычу железной руды, проводит также ее предварительную переработку: сортировку, дробление и вышеупомянутое обогащение, а также агломерация. Промышленность добычи руды именуется железорудной отраслью и является сырьевой базой для черной металлургии.

Отрасли применения

Железная руда является основным сырьем для получения чугуна. Он поступает на мартеновское или конвертерное производство, а также на восстановление железа. Из железа, как известно, производят самую различную продукцию, как впрочем, и из чугуна. В этих материалах нуждаются такие отрасли:

Машиностроение и металлообработка;
Автомобильная промышленность;
Ракетная промышленность;
Военная промышленность;
Пищевая и легкая промышленность;
Строительная отрасль;
Добыча нефти и газа и их транспортировка.

Наслаждайтесь нашим списком интересных фактов из железа и стали. Узнайте о пользе и свойствах железа и стали и о том, как они использовались на протяжении всей истории.

Узнайте, что такое кованое и чугунное, почему ваш велосипед ржавеет, что содержит ядро Земли, какая страна производит больше всего железа, примеры продуктов, богатых железом, и многое другое с нашими забавными железными и стальными фактами.

Железо представляет собой химический элемент и металл. Его химический символ — Fe, а его атомное число — 26.

Когда железо и кислород реагируют в присутствии воды или влаги, образуется ржавчина (оксид железа). Возможно, вы время от времени заметили, что ваша велосипедная цепь (или другие части) ржавеет (особенно если вы ее не заботитесь). Другим словом для ржавления является коррозия, которая описывает распад материалов, таких как железо и сталь.

Поскольку железо легко окисляется, оно редко встречается в чистой металлической форме на поверхности Земли. Вместо этого он удаляется из руд (породы, содержащие важные минералы и элементы).

Железо является 4-м наиболее распространенным элементом в земной коре, составляющим около 5% от общего количества (обычно его называют оксидом железа в минералах, таких как гематит).

Считается, что ядро Земли состоит из сплава железа и никеля.

Газовые гигантские растения, такие как Сатурн и Юпитер, имеют ядра, богатые железом.

Железо является 6-м наиболее распространенным элементом, найденным во Вселенной.

Сталь представляет собой хорошо известный и обычно используемый сплав из железа и небольшое количество углерода (или иногда других элементов). Количество углерода невелико (обычно от 0,2% до 2,0%), но оно имеет огромное значение для прочности.

Сталь может быть примерно в 1000 раз прочнее железа в чистом виде.

Эйфелева башня в Париже, Франция, сделана из лужевого железа. Чугунное железо представляет собой форму кованого железа, железного сплава с очень низким содержанием углерода. Кованое железо использовалось обычно во всей западной истории, но больше не производится в больших количествах из-за наличия стали.

Раннее кованое железо, используемое в истории человечества, действительно происходило от метеоров!

Чугун — это железо, содержащее углерод, кремний и небольшое количество марганца. Раньше он использовался для создания таких конструкций, как чугунные мосты. Как и кованое железо, большая часть его применений была заменена сталью.

Железный век был доисторическим временем, когда полезные инструменты и оружие были сначала сделаны из железа и стали. Даты, которые произошли в разных частях мира, различны, и историки предлагают примерно в 12 веке до нашей эры в Древней Греции и VI веке до нашей эры в Северной Европе.

В 2006 году Китай был крупнейшим в мире производителем железа, составляющим около 33% от общего объема производства в мире.

Железо относительно дешево производить и имеет большое количество различных применений.

Машины, транспортные средства и строительные конструкции обычно изготавливаются из железа (обычно в виде стали).

Чтобы предотвратить повреждение железа и стали, они могут быть окрашены, покрыты пластиком, оцинкованы (покрыты цинком) или другими способами, которые не содержат воды и кислорода.

Железо в организме человека имеет ряд важных функций, включая перенос кислорода в организм в форме гемоглобина. Дефицит железа может быть довольно распространенным (особенно среди женщин) с рядом возможных симптомов, включая усталость и слабость.

Продукты, богатые железом, включают красное мясо, рыбу, тофу, фасоль и нут.

Железо (обозначается химическим символом Fe, произносится по-латыни как ferrum) - это серебристо-белый металл. Железо без примесей других элементов мягкое, гибкое и пластичное (его можно вытягивать в тонкую проволоку).

При комнатной температуре железо легко намагничивается. Однако его трудно намагнитить в нагретом виде. Магнитные свойства железа исчезают при температуре около +800 °С.

В чистом природном состоянии железо встречается лишь в немногих местах на Земле например на западе Гренландии. Беспримесное железо иногда находят в метеоритах. Гораздо чаще железо встречается в виде химических соединений. Железо извлекают из руд, содержащих такие минералы, как гема- тит, гетит, магнетит, сидерит и пирит.

Железо также является одной из составляющих гемоглобина, сложного белка, присутствующего в красных кровяных тельцах - эритроцитах. Эритроциты переносят кислород и углекислый газ в человеческом теле. Железо легко вступает в химические реакции. Оно, например, реагирует с галогенами (фтором, хлором, бромом, йодом), с серой, фосфором и углеродом.

Железо растворимо в большинстве разбавленных кислот. Оно может гореть в присутствии кислорода. При этом чистое железо используется для производства оцинкованного листового проката и электромагнитов.

В медицине железосодержащие препараты назначают больным анемией (при слишком низком содержании эритроцитов в крови). При контакте с влажным воздухом железо окисляется до гидроксида (Fe2Os + Н20), красновато-коричневого слоистого вещества, которое также называют ржавчиной.

Железо можно ковать. Для этого его раскаляют докрасна, а затем многократно расплющивают или сдавливают Этот процесс делает железо более прочным и износостойким.

Сталь представляет собой ковкий сплав железа (основа) с углеродом (при содержании углерода 0,1 -1,5 %). У стали такие же химические свойства, как и у железа. Для улучшения механических свойств сталь обычно подвергают закалке. Для этого ее сначала нагревают докрасна, а потом опускают в холодную жидкость. Это придает стали большую твердость (закаленная сталь). Сталь используется в качестве конструкционных материалов, в производстве инструментов, оружия. Существуют специальные сорта стали с особыми свойствами (нержавеющая, жаропрочная).

Чугун - это сплав железа (основа) с углеродом (2-5 %). Из-за повышенного содержания углерода чугун, как правило, хрупок. В меньшем количестве чугун содержит посторонние примеси - кремний, серу, фосфор и марганец. Из чугуна можно отливать различные изделия, такие как, например, сковородки или решетки ограждений. Чугун используется при выплавке стали.