Ở Kievan, và sau đó là Muscovite Rus, gần như cho đến cuối thế kỷ 16, cơ sở nguyên liệu chính để sản xuất sắt là đầm lầy và quặng hồ nằm sát bề mặt. Thuật ngữ khoa học mà chúng được gọi là "sắt nâu có nguồn gốc hữu cơ" hoặc "limonite". Tên của một số khu định cư, vùng và suối ngày nay vẫn phản ánh sự quan tâm của thời cổ đại đối với nguồn nguyên liệu thô này: làng Zheleznyaki, hồ chứa Rudokop, suối Rzhavets. Nguồn tài nguyên đầm lầy khiêm tốn đã tạo ra sắt có chất lượng rất đáng ngờ, nhưng chính nó đã cứu nhà nước Nga trong một thời gian dài.
Đặc điểm của quặng đầm lầy
Quặng đầm lầy là nhiều loại đá màu nâu lắng đọng trong các vùng đầm lầy trên thân rễ của các loài thực vật thủy sinh. Về ngoại hình, nó thường xuất hiện dưới dạng chất giả lập hoặc các mảnh đất dày có màu nâu đỏ, thành phần của nó chủ yếu được đại diện bởi hydrat oxit sắt, và cũng bao gồm nước và các tạp chất khác nhau. Không thường xuyên trong thành phần, bạn có thể tìm thấy niken oxit, crom, titan hoặc phốt pho.
Quặng đầm lầy nghèo hàm lượng sắt (từ 18% đến 40%), nhưngcó một lợi thế không thể chối cãi: quá trình nấu chảy kim loại từ chúng diễn ra ở nhiệt độ chỉ 400 độ C, và 700–800 độ đã có thể tạo ra sắt có chất lượng chấp nhận được. Do đó, có thể dễ dàng sản xuất từ những nguyên liệu thô như vậy trong các lò đơn giản.
Quặng đầm lầy phổ biến ở Đông Âu và đi kèm với rừng ôn đới ở khắp mọi nơi. Biên giới phía nam của vùng phân bố trùng với biên giới phía nam của rừng-thảo nguyên. Ở các vùng thảo nguyên, quặng sắt loại này hầu như không có.
Qua những trang lịch sử
Quặng đầm lầy chiếm ưu thế hơn quặng mạch trong một thời gian dài. Ở Nga cổ đại, để sản xuất các sản phẩm bằng sắt, họ sử dụng quặng được thu thập trong các đầm lầy. Họ lấy nó ra bằng một cái muỗng, loại bỏ một lớp thực vật mỏng bên trên. Do đó, loại quặng này còn được gọi là "cỏ" hoặc "đồng cỏ".
Khai thác sắt từ quặng đầm lầy là một nghề thuần túy nông thôn. Theo quy luật, nông dân ra khơi đánh cá vào cuối mùa hạ và đầu mùa thu. Khi tìm quặng, người ta dùng một chiếc cọc gỗ có đầu nhọn để chọc thủng lớp cỏ trên cùng, lao xuống độ sâu 20-35 cm. Kết quả của cuộc tìm kiếm những người thợ mỏ đã phát ra âm thanh nhất định do chiếc cọc phát ra, và sau đó tảng đá được khai thác được xác định bằng màu sắc và mùi vị của mảnh. Mất đến hai tháng để làm khô quặng khỏi độ ẩm quá mức, và vào tháng 10, nó đã được nung trên lửa, đốt cháy các tạp chất khác nhau. Quá trình nấu chảy cuối cùng được thực hiện vào mùa đông trong các lò cao. Bí mật về cách lấy quặng đầm lầy,được lưu truyền và gìn giữ qua nhiều thế hệ.
Điều thú vị là trong tiếng Nga cổ, "quặng" lexeme được sử dụng với nghĩa là quặng và máu, và từ "quặng" phái sinh là từ đồng nghĩa với "đỏ" và "đỏ".
Hình thành quặng
Năm 1836, nhà địa chất học người Đức H. G. Ehrenberg lần đầu tiên đưa ra giả thuyết rằng trầm tích ngày càng tăng dưới đáy của quặng sắt nâu trong đầm lầy là kết quả của hoạt động sống của vi khuẩn sắt. Đồng thời, mặc dù phát triển tự do trong môi trường tự nhiên, loại quặng sa lầy tổ chức chính này vẫn không thể được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Tế bào của nó được bao phủ bởi một loại vỏ bọc bằng sắt hydroxit. Do đó, trong các thủy vực, thông qua sự phát triển và hoạt động sống còn của vi khuẩn sắt, quá trình tích tụ sắt diễn ra dần dần.
Các hạt muối sắt rải rác từ lớp trầm tích sơ cấp đi vào nước ngầm và với sự tích tụ đáng kể, lắng đọng trong lớp trầm tích nông lỏng lẻo dưới dạng tổ, chồi hoặc thấu kính. Những loại quặng này được tìm thấy ở những nơi thấp và rất ẩm ướt, cũng như trong các thung lũng sông và hồ.
Một yếu tố khác ảnh hưởng đến sự hình thành quặng sa lầy là một loạt các quá trình oxy hóa khử trong sự phát triển chung của hệ thống sa lầy.
Đặt cọc
Các mỏ quặng đầm lầy lớn nhất ở Nga nằm ở Urals, nơi tổng trữ lượng của tất cả các mỏ là khoảng 16,5 triệu tấn. Quặng sắt nâu có nguồn gốc hữu cơ chứa sắt từ 47% đến 52%, sự hiện diện của alumin vàsilica ở mức giới hạn vừa phải. Quặng như vậy có lợi cho quá trình nấu chảy.
Ở Cộng hòa Karelian, ở các vùng Novgorod, Tver và Leningrad có các mỏ goethit (sắt oxit hydrat), tập trung chủ yếu ở đầm lầy và hồ. Và mặc dù nó chứa nhiều tạp chất không cần thiết, việc chiết xuất và chế biến dễ dàng đã làm cho nó có hiệu quả kinh tế. Khối lượng quặng trong hồ lớn đến mức tại các nhà máy luyện gang của Quận Olonets vào năm 1891, việc khai thác những loại quặng này đạt 535.000 pound, và 189.500 pound gang đã được nấu chảy.
Các vùng
Tula và Lipetsk cũng rất giàu quặng sắt nâu của nguồn gốc đầm lầy. Sắt trong thành phần dao động từ 30 - 40%, có hàm lượng mangan cao.
Tính năng Loot
Quặng đầm lầy ngày nay hầu như không được coi là một loại khoáng sản và ít được quan tâm cho sự phát triển của ngành công nghiệp địa phương. Và nếu đối với luyện kim, độ dày không đáng kể của các lớp chứa quặng không có giá trị gì, thì đối với sở thích nghiệp dư tại gia, họ là đúng.
Trong tự nhiên, những loại quặng như vậy được tìm thấy ở nhiều dạng và chất lượng khác nhau, từ những hạt đậu to và vụn nhỏ cho đến cấu trúc giống như nhựa cây. Các mỏ của chúng nằm ở đáy đầm lầy, ở vùng đất thấp và trên sườn của những ngọn đồi liền kề với chúng. Những ngư dân có kinh nghiệm xác định vị trí bằng nước rỉ đặc trưng và phù sa sẫm màu trên bề mặt đầm lầy, cũng như bằng một số dấu hiệu khác. Sau khi loại bỏ lớp đất trên cùng, nước thường ngập sâu đến đầu gối, và đôi khi cònthắt lưng, chúng chiết xuất "đất sắt" của các sắc thái đỏ-đỏ. Cần lưu ý rằng quặng từ những nơi cao và dưới rừng bạch dương được coi là tốt nhất, vì sắt từ nó sẽ mềm hơn, nhưng sắt cứng hơn được lấy từ quặng nằm dưới rừng vân sam.
Quy trình khác từ thời xa xưa không thay đổi nhiều và bao gồm phân loại nguyên liệu thô sơ, làm sạch khỏi tàn dư thực vật và nghiền. Sau đó, quặng được chất đống trên những nơi khô ráo, trên mặt đất hoặc trên những sàn gỗ đặc biệt và để khô trong một thời gian. Ở giai đoạn cuối cùng, nó được nung để loại bỏ các chất hữu cơ còn lại và đưa đến các lò luyện để nấu chảy.
Ứng dụng thực tế
Sự hiện diện của phốt pho và các phụ gia kim loại khác trong thành phần của quặng đầm lầy dẫn đến việc giảm sử dụng đá limonit để luyện thép và luyện sắt. Các nhà luyện kim đang ngày càng sử dụng các giống đất làm nguyên liệu thô để sản xuất cát đúc. Gần đây, quặng đầm lầy đã trở thành nhu cầu trong các chất tẩy rửa hóa học; tại các nhà máy than cốc, nó được sử dụng để loại bỏ hydro sunfua khỏi không khí. Và ở một số nước Châu Âu, nó được sử dụng để làm sạch khí đốt trong gia đình. Một số loại quặng sắt nâu cũng được sử dụng để sản xuất sơn và vecni, đặc biệt là đất son và umber.
Loại quặng đầm lầy được ví như "đầu thủy tinh nâu" ở trạng thái bản địa của nó được các nhà chế tác đồ trang sức và nhà sưu tập đá đánh giá cao. Tinh thể của nó được sử dụng để tạo ra đồ trang sức tinh tế cho mọi sở thích: mặt dây chuyền, vòng tay, mặt dây chuyền, nhẫn vàHoa tai. Limonite rất hợp với bạc.
