Болотное железо

редактировать
Форма железной руды, отложенная в болотах Болотная руда

Болотное железо - это форма нечистоты месторождения железа, образующиеся в болотах или болотах в результате химического или биохимического окисления железа осуществляется в растворе. В общем, болотные руды состоят в основном из оксигидроксидов железа, обычно гетита (FeO (OH)).

Железосодержащие грунтовые воды обычно выходят из источника. Железо окисляется до гидроксида трехвалентного железа при контакте с окислительной средой на поверхности. Болотная руда часто содержит гетит, магнетит и каверны или окрашенный кварц. Окисление может происходить посредством ферментного катализа железобактериями. Неясно, осаждается ли магнетит при первом контакте с кислородом, а затем окисляется до соединений трехвалентного железа, или же соединения трехвалентного железа восстанавливаются под воздействием бескислородных условий при захоронении под поверхностью осадка и повторно окисляются при эксгумации на

Болотное железо, как и другие водные оксиды железа, обладает определенным сродством к тяжелым металлам. Это сродство в сочетании с пористой структурой и высокой удельной площадью поверхности болотного железа делает его хорошим природным сорбентом. Эти свойства в сочетании с дешевизной производства болотного железа являются стимулом для его использования в технологиях защиты окружающей среды.

Часть стены с Хермай - использование болотной руды в архитектуре

Железо, сделанное из болотная руда часто будет содержать остаточные силикаты, которые могут образовывать стекловидное покрытие, которое придает некоторую устойчивость к ржавлению.

Типичным железосодержащим грунтовым водам, выходящим из источника. Железо окисляется до гидроксида трехвалентного железа при контакте с окислительной средой на поверхности. Большое количество этих источников и просачиваний в пойме обеспечивают железо для залежей болотного железа.

Содержание

  • 1 Формация
  • 2 Добыча железа
  • 3 Европа
  • 4 Северная Америка
    • 4.1 Доколумбовый период
    • 4.2 Колониальная Северная Америка
    • 4.3 XIX век США
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки

Формация

Железо уносится в болота в грунтовых водах с низким pH, низким растворенным кислородом железом, которые достигают поверхности через родники, вдоль структур трещин или в местах пересечения грунтовых вод с поверхностными потоками. Затем железо в воде окисляется растворенным кислородом или посредством ферментативного катализа железобактериями (например, Thiobacillus ferrooxidans и Thiobacillus thiooxidans ), которые концентрируют железо как часть своих жизненных процессов. Присутствие этих бактерий можно определить по масляной пленке, которую они оставляют на поверхности воды. Это изменение степени окисления вызывает осаждение мелкозернистых твердых частиц железа вблизи точки сброса грунтовых вод. Различные минералы железа, такие как гетит, магнетит, гематит, швертманнит и аморфные твердые вещества, богатые сульфатом железа и алюминия., может образовываться окислением двухвалентного железа в существующих кислых условиях. Все фотосинтезаторы играют двойную роль в качестве продуцентов кислорода и, следовательно, пассивных окислителей железа, а также в качестве поверхностей, с которыми железо может сорбироваться или связываться. Это приводит к тому, что водные растения сильно покрываются коркой светло-оранжевого хлопьев из оксигидроксида железа около точки выделения газообразного кислорода из растений. Такие факторы, как местная геология, минералогия материнских пород, состав грунтовых вод и геохимически активные микробы и растения, влияют на формирование, рост и устойчивость железных болот. Болотное железо - возобновляемый ресурс; одно и то же болото можно собирать примерно раз в поколение.

Добыча железа

Европейцы разработали железо выплавку из болотного железа в доримский железный век V / IV – I веков до нашей эры, и большая часть железа эпохи викингов (конец первого тысячелетия н.э.) происходила из болотного железа. Люди могут обрабатывать болотное железо с помощью ограниченных технологий, поскольку его не нужно расплавлять для удаления многих примесей. Из-за легкости доступа и восстановления болотное железо обычно использовалось для производства раннего железа. Первые металлурги идентифицировали залежи болотного железа по таким показателям, как засохшая трава, влажная среда, влаголюбивая растительность с преобладанием травы и красновато-коричневые растворы или отложения в близлежащих водах. Они вонзали в землю деревянные или металлические палки, чтобы обнаружить более крупные залежи руды, и срезали и оттягивали слои торфа в болоте, используя ножи для дерна, чтобы извлечь более мелкие, размером с горошину, узелки болотного железа. Раннее производство железа из болотной руды в основном происходило в блюменных печах. Ресурсами, необходимыми для производства, были древесина для древесного угля, глина для строительства печей и вода для обработки. Железо в руде восстанавливается до губчатого железного налета, который остается в верхней части печи, в то время как нежелательные элементы стекают вниз в виде шлака. Плавка в шаровидной печи часто приводит к тому, что от 10 до 20 47% масс. 36 Fe восстанавливается до бледности железа, а остальное переходит в шлак. Затем налет необходимо закрепить молотком, чтобы сделать пригодное для использования кованое железо. Есть некоторые археологические свидетельства того, что известь добавлялась в печи для обработки богатых кремнеземом руд, которые было трудно плавить в процессе плавки.

Европа

Первые попытки выплавки чугуна датируются 2 тысячелетием до нашей эры на Ближнем Востоке. Затем технология распространилась по Европе в течение следующих двух тысячелетий, достигнув Польши во II веке до нашей эры. Производство железа достигло Скандинавии через Данию в 500 г. до н.э. и распространилось на Норвегию и Швецию вскоре после этого. Есть свидетельства прямой связи между поселениями викингов в Северной Европе и Северной Америке и месторождениями болотного железа. Болотное железо преобладало в производстве железа в норвежских населенных пунктах, включая Скандинавию и Финляндию с 500 по 1300 г. н.э. Крупномасштабное производство болотного железа было также налажено в Исландии на участках, известных как «железные фермы». Более мелкие производственные предприятия в Исландии состояли из больших ферм и некоторых исконных исландских поселений, но, похоже, они производили достаточно железа, чтобы быть самодостаточными. Даже после того, как улучшенная технология плавки сделала добытые руды жизнеспособными в средние века, болотная руда оставалась важной, особенно для крестьянского производства железа, в наше время. В России болотная руда была основным источником железа до 16 века, когда стали доступны лучшие руды Уральских гор.

Северная Америка

Доколумбовы

Железо могло быть произведено викингами в Point Rosee и других местах в Newfoundland около 1000 г. Раскопки в L'Anse aux Meadows обнаружили значительные свидетельства обработки болотного железа и производства железной руды. Поселок в L'Anse aux Meadows был расположен непосредственно к востоку от осокового торфяного болота, и на этом участке было обнаружено 15 кг шлака, из которого можно было бы произвести около 3 кг полезного железа. Анализ шлака показал, что из руды можно было выплавить значительно больше железа, что указывает на то, что рабочие, обрабатывающие руду, не имели квалификации. Это подтверждает идею о том, что знания в области обработки железа были широко распространены и не ограничивались крупными центрами торговли и коммерции. На этом месте было также обнаружено 98 фрагментов гвоздей, а также значительные доказательства работы по дереву, которые указывают на то, что железо, произведенное на этом месте, возможно, использовалось только для ремонта судов, а не для изготовления инструментов.

Колониальная Северная Америка

Болотное железо широко искали в колониальной Северной Америке. Самыми ранними известными железными рудниками в Северной Америке являются рудники из Св. John's, Ньюфаундленд, как сообщил Энтони Паркхерст в 1578 году. Первые попытки добычи полезных ископаемых в Вирджинии были предприняты еще в 1608 году. В 1619 году в графстве Честерфилд был открыт завод Falling Creek Ironworks. Вирджиния. Здесь находилась первая доменная печь в Северной Америке.

Озеро Массапоаг в Массачусетсе было затоплено путем углубления выпускного канала в поисках болотного железа. Национальный исторический комплекс Saugus Iron Works, на реке Согус в Согус, Массачусетс, действовал между 1646 и 1668 годами. На территории находится музей и несколько реконструированных зданий. Успех Saugus Iron Works и быстрое истощение запасов природного болотного железа в регионе побудили владельцев послать старателей в окрестную сельскую местность. В 1658 году компания купила 1,600 акров (6,5 км) земли, которая занимала территории, которые сейчас являются Конкордом, Актоном и Садбери. Они основали большое производственное предприятие в Конкорде, штат Массачусетс, вдоль реки Ассабет с дамбами, прудами, водотоками и очагами, но к 1694 году естественное болотное железо там также было исчерпано, и земля была продана

В Центральном и Южном Нью-Джерси болотная руда добывалась и очищалась для производства естественно устойчивых к ржавчине инструментов и кованые перила, многие из которых до сих пор украшают лестницы в Трентоне и Камдене. Во время американской революции для колониальных сил отливали болотные железные пушечные ядра.

XIX век, США

Болотное железо было также найдено на восточном побережье Мэриленда. Остатки промышленной плавки возле Сноу-Хилл, Мэриленд, теперь являются государственным и национальным историческим памятником. Известный как, он был назван железной печью Насаванго в честь близлежащего ручья. Коммерческая печь работала примерно с 1825 по 1850 год.

Компания Shapleigh Iron Company построила плавильный завод в Норт-Шепли, штат Мэн, в 1836 году для разработки небольшого месторождения болотного железа в Литл-Осипи-Понд. Завод начал работу в 1837 году, но, согласно истории Шепли 1854 года, «бизнес [оказался] убыточным, [и] через несколько лет был заброшен». К 1854 году некоторые помещения бывшего металлургического завода были переоборудованы для других производственных целей. Фундамент, стены и шлак остались на месте во время публикации геологической службы штата Мэн в 2003 г.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть материалы, связанные с болотным железом.
Последняя правка сделана 2021-05-12 12:57:24
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте