Файл: История железа.docx

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования

санкт-петербургский горный УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Истории науки и техники открытых горных работ

Реферат

по теме История железа

Автор: студент гр. ТО-21 _________________ Леус А.Ю.

(подпись) (Ф.И.О.)

ПРОВЕРИЛ: доцент _____________ Дмитриев П.Н.

(подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2022

Содержание

Введение

Невозможно переоценить значимость железа в современном мире. Оно используется повсеместно практически во всех отраслях промышленности и применимо к огромному количеству задач. Так например, железо необходимо для работы судопромышленности, строительства, медицины.

Железо — один из самых используемых металлов, на него приходится до 95% мирового металлургического производства. Железо является основным компонентом сталей и чугунов — важнейших конструкционных материалов. Оно может входить в состав сплавов на основе других металлов — например, никелевых.

Открытие железа привело к завершению первобытного строя и положило начало классовому обществу. Благодаря этому материалу человечество получило качественное орудие труда для земледелия, идеальные инструменты для ремесла. Открытие железа послужило продвижению цивилизации в сторону прогресса.

---

Именно поэтому я считаю, что знать об истории развития металлургии и открытия этого метла в целом – это интересная и важнейшая задача. Именно для этого я изучил источники информации и составил полноценную картину истории железа в данной работе.

ГЛАВА 1. ЖЕЛЕЗО

1.1Железо в природе

Железо – самый распространенный после алюминия металл на земном шаре: на его долю приходится около 4% массы земной коры. Среди всех элементов оно занимает 4-е место, среди металлов- 2-е, уступая лишь алюминию. Встречается железо в виде различных соединений: оксидов, сульфидов, силикатов. В свободном виде железо находят в метеоритах, изредка встречается самородное железо (феррит) в земной коре как продукт застывания магмы. Железо входит в состав многих минералов, из которых слагаются месторождения железных руд.

Железо обладает всеми свойствами металлов: - пластичность (ковкость); - электропроводность; - теплопроводность; - металлический блеск; - высокая температура плавления (1539 0 С). Многие свойства находятся в оптимальных границах, поэтому железо часто используют при изготовлении различных изделий из металла. Для изменения определенных характеристик изготавливаются сплавы.

Главное преимущество железа по сравнению с другими конструкционными металлами – распространенность и относительная простота выплавки. Но, учитывая в каком количестве используется железо, это весьма немаловажный фактор. К плюсам металла относят и другие качества. Прочность и твердость при сохранении упругости – речь идет не о химически чистом железе, а о сплавах

Минусы железных сплавов значительны.В первую очередь это недостаточная коррозийная стойкость. Специальные виды сталей – нержавеющие, обладают этим полезным качеством, но и стоят намного дороже. Значительно чаще металл защищают с помощью покрытия – металлического или полимерного.

Железо способно накапливать электричество, поэтому изделия из его сплавов подвергаются электрохимической коррозии. Корпуса приборов и машин, трубопроводы должны каким-то образом защищаться – катодная защита, протекторная и так далее. Металл тяжелый, поэтому железные конструкции заметно утяжеляют объект строительства – здание, железнодорожный вагон, морское судно.

---

---

1.2 Рудные минералы железа

Основные рудные минералы железа: Гематит (железный блеск, красный железняк) – Fe2O3 (до 70% Fe);

Гематит

Кристаллы гематита обладают высокими твердостью и плотностью, сильным полуметаллическим блеском, вишнево-красным цветом. Весьма распространены сферолитовые коры гематита; в старину немецкие горняки называли их «Roter Glaskopf» – «красная стеклянная голова». Несравненно реже встречается другая форма расщепления кристаллов гематита – «железная роза», где пластинчатые кристаллы располагаются наподобие карт в развернутой колоде. Ценятся «железные розы» наравне с самыми дорогими минералами. Знаменитые образцы происходят из Швейцарских Альп (Сен-Готард), хрусталеносных пещер приполярного Урала и Памира. Всемирной славой пользуются кристаллы и друзы гематита с острова Эльба, воспетые еще римским поэтом Вергилием. В Древнем Египте и Вавилоне резной гематит широко использовался в качестве украшений, в Древней Греции резные камни на свой лад выполняли функции замков и ключей.

Магнетит (магнитный железняк) – Fe3O4 (до 72,4% Fe);

Магнетит очень тяжелый минерал, обладающий полуметаллическим «тусклым» блеском, железно-черного цвета, с синей или радужной побежалостью. Для магнетита характерны черно-серые кристаллы. 23 По одной из легенд, как сообщает римский ученый Плиний, магнетит был назван в честь греческого пастуха Магнеса. Магнес пас свое стадо на одном из малоприметных плоскогорий в Фессалии и вдруг его посох с железным наконечником и его подбитые гвоздями сандалии притянула к себе гора сложенная сплошным серым камнем. Именно магнитность является редчайшим среди минералов отличительным свойством магнетита. Реальное применение магниту, по-видимому, впервые было найдено в Китае, где во II в. до н.э. был изобретен компас. Древнейшие из известных компасы в странах Востока имели вид маленькой тележки, на которой сидел железный человечек и указывал протянутой рукой на юг. Таким образом, задолго до открытия металлов, минералы железа привлекали к себе внимание человека и широко им использовались. Поэтому можно с уверенностью утверждать, что «случайное» открытие способа выплавки железа из руды было хорошо подготовлено всей предыдущей историей развития цивилизации.

---

Гетит – FeO(OH);

Этот экстравагантный минерал получил свое название в честь И.В. Гете – гениального поэта, а, кроме того, выдающегося натуралиста и знатока минералов. По-видимому, именно он, во всем многообразии его проявлений и стал первой рудой, из которой люди научились извлекать железо. На земной поверхности железо в двухвалентной форме медленно выщелачивается из горных пород почвенными и речными водами, содержащими растительные гумусовые кислоты. На лугах и других открытых местах, в насыщенной кислородом воде озер оно окисляется до трехвалентного и осаждается в виде нерастворимого гетита, образуя «озерные», «луговые» и «дерновые» руды. Отсюда происходит еще одно название гетита – лимонит – от греческого слова «леймон», что значит «мокрый луг» или «болото».

Сидерит – Fe(CO3) (около 48,2% Fe);

Его природные проявления являются, пожалуй, наименее эффектными среди других железных руд. Они представляют, как правило, почки, конкреции или оолитовые (шаровидные) текстуры многочисленных коричнево-желтых оттенков. Название минерала происходит от греческого слова «сидерос» – железо (которое, в свою очередь обозначает также звезду, т.е. железо это звездный металл – металл, приходящий с неба). Родиной рудного железа является Малая Азия, откуда посредством легендарного народа кузнецов – халиберов, о железе узнали и древние греки. Особенно большое значение сидеритовые руды сыграли в развитии металлургии железа раннего средневековья, когда главным центром его производства стал Альпийский регион. Именно в Альпах находятся известные месторождения сидерита.

Пирит (железный колчедан) – FeS2.

Название «пирит» происходит от греческого слова «пирос» – огонь, огнеподобный. Удар по нему рождает искры, поэтому в древности кусочки пирита служили идеальным кресалом. Желтый цвет пирита иногда маскируется бурой или пестрой побежалостью, поскольку он часто содержит примеси мышьяка, кобальта, никеля, реже – меди, золота, серебра. Самым характерным в облике минерала является форма его кристаллов – чаще всего это куб. Самый

---