Železná ruda je prírodný minerálny útvar, ktorý obsahuje zlúčeniny železa nahromadené v takom objeme, ktorý postačuje na jej ekonomickú ťažbu. Samozrejme, všetky horniny obsahujú železo. Ale železné rudy sú práve tie železnaté zlúčeniny, ktoré sú na túto látku také bohaté, že umožňujú priemyselnú extrakciu kovového železa.

Druhy železných rúd a ich hlavné charakteristiky

Všetky železné rudy sa veľmi líšia minerálne zloženie, prítomnosť škodlivých a prospešných nečistôt. Podmienky ich vzniku a napokon aj obsah železa.

Hlavné materiály, ktoré sú klasifikované ako ruda, možno rozdeliť do niekoľkých skupín:

• Oxidy železa, ktoré zahŕňajú hematit, martit, magnetit.
• Hydroxidy železa - hydrogoethit a goethit;
• Silikáty - durynit a chamozit;
• Uhličitany - sideroplezit a siderit.

Priemyselné železné rudy obsahujú železo v rôznych koncentráciách - od 16 do 72%. Medzi prospešné nečistoty obsiahnuté v železných rudách patria: Mn, Ni, Co, Mo atď.. Existujú aj škodlivé nečistoty, medzi ktoré patria: Zn, S, Pb, Cu atď.

Ložiská železnej rudy a banská technológia

Existujúce ložiská železnej rudy sa podľa pôvodu delia na:

• Endogénne. Môžu byť magmatické, predstavujú inklúzie titanomagnetitových rúd. Môžu tu byť aj inklúzie karbonátu. Okrem toho sú tu šošovkovité, listovité ložiská skarn-magnetitu, ložiská sopečno-sedimentárnych vrstiev, hydrotermálne žily, ako aj nepravidelne tvarované rudné telesá.
• Exogénne. Ide najmä o ložiská hnedej železnej rudy a sedimentárne vrstvy sideritov, ako aj ložiská thuringitových, chamozitových a hydrogoethitových rúd.
• Metamorfogénne sú ložiská železitých kremencov.

Maximálne objemy ťažby rúd vyvolávajú značné zásoby a spadajú na prekambrické železité kremence. Menej časté sú sedimentárne hnedoželezné rudy.

Pri ťažbe sa rozlišujú bohaté rudy a tie, ktoré vyžadujú obohatenie. Priemysel, ktorý vyrába železnú rudu, vykonáva aj jej predbežné spracovanie: triedenie, drvenie a vyššie uvedené zušľachťovanie, ako aj aglomeráciu. Priemysel ťažby rúd sa nazýva priemysel železnej rudy a je surovinovou základňou pre metalurgiu železa.

Aplikácie

Železná ruda je hlavnou surovinou na výrobu liatiny. Ide do výroby v otvorenom ohni alebo konvertoroch, ako aj na získavanie železa. Ako je známe, široká škála výrobkov sa vyrába zo železa, ako aj z liatiny. Nasledujúce priemyselné odvetvia potrebujú tieto materiály:

• Strojárstvo a kovoobrábanie;
• Automobilový priemysel;
• Raketový priemysel;
• Vojenský priemysel;
• Potravinársky a ľahký priemysel;
• Stavebný sektor;
• Výroba a preprava ropy a plynu.

Výživa pre mozog. Účinná technika krok za krokom na zvýšenie účinnosti mozgu a posilnenie pamäti Neal Barnard

Odkiaľ pochádzajú kovy?

Odkiaľ pochádzajú kovy?

Už by ste mali mať celkom dobrú predstavu o tom, že toxické kovy ničia nervové bunky vo vašom mozgu jeden po druhom. No a teraz zostáva zistiť, odkiaľ presne pochádzajú.

Začnime vašou kuchyňou. Čo máš pod umývadlom? Výroba vodovodných fajok z medi sa stala populárnou v tridsiatych rokoch minulého storočia. Keď časom medené rúrky a mosadzné spoje sa vplyvom korózie začnú rozkladať, častice medi končia v pitnej vode.

Používate liatinovú panvicu? Liatinové kuchynské náčinie pridáva značné množstvo železa do jedla na ňom vareného. Pre mladé dievča, ktoré potrebuje železo kvôli mesačnému úbytku železa počas menštruácie, to môže byť dobrá vec, no u iných ľudí je pravdepodobnejšie, že budú mať v tele priveľa železa ako málo.

Teraz sa poďme pozrieť do vašej kuchynskej linky. Máte v nej fľašu vitamínov? Bežné vitamínovo-minerálne doplnky obsahujú asi dva miligramy medi na kapsulu – viac ako dvojnásobok odporúčaného denného príjmu. Je to rovnaký príbeh so zinkom a niekedy so železom.

Myslíme si, že denným užívaním multivitamínov zlepšujeme svoje zdravie, a v mnohých ohľadoch to tak aj je. Je výborným zdrojom vitamínu B 12 a vitamínu D, ktoré sú oba mimoriadne dôležité pre zdravie organizmu. Kovy pridávané do týchto komplexov sú však zbytočné, pretože už ich dostávate dostatočné množstvo s jedlom. Najlepšie je dať prednosť výlučne vitamínovým doplnkom, ktoré neobsahujú meď, zinok, železo ani žiadne iné minerály. Alebo môžete jednoducho užívať samostatne vitamín B. Viac o vitamínoch si povieme v piatej kapitole.

V päťdesiatych rokoch minulého storočia v Spojených štátoch bolo tonikum Jeritol propagované v televízii s veľkou silou a ponúkalo ho ako riešenie problému ľudí s nedostatkom železa v krvi. Reklama uvádzala, že „len jedna fľaša nápoja obsahuje dvakrát toľko železa ako pol kila teľacej pečene“. Lekári tiež propagovali používanie doplnkov železa ako a dodatočný zdroj energie, veriac, že ​​celková slabosť je znakom anémie. Nedá sa povedať, že by sa plne vyrovnali so svojimi povinnosťami: únavu môže spôsobiť sto rôznych príčin a nedostatok železa nie je ani v prvej desiatke.

Teraz sa pozrite na obal vašich obľúbených raňajkových cereálií. Z nejakého dôvodu sa výrobca rozhodol, že železo a zinok sú pre vás životne dôležité, a pridal denný príjem ku každej porcii. Tieto pridané kovy však absolútne nepotrebujete a bolo by vám bez nich oveľa lepšie. Do kancelárií najobľúbenejších výrobcov raňajkových cereálií som už poslal žiadosť, aby obmedzili prídavné prísady len k vitamínom a nechali na pokoji minerály, ktoré väčšina spotrebiteľov už v dostatočnom množstve dostáva v potravinách.

Takže inštalatérske práce, kuchynské náčinie, doplnky stravy a cereálie na raňajky, to všetko prispieva k predávkovaniu kovmi, ktoré vášmu mozgu nezlepší náladu. K najväčšiemu zdroju týchto bežných minerálov sme sa však ešte nedostali.

Tento text je úvodným fragmentom.

Keď o niečom hovoria „železo“, myslia tým odolný, pevný, nezničiteľný. Nie je prekvapujúce počuť: „železná vôľa“, „železné zdravie“ a dokonca aj „železná päsť“. čo je železo?

História názvu

Železo vo svojej čistej forme je kov striebornej farby, v latinčine sa mu hovorí Fe (ferrum). Vedci sa hádajú o pôvode ruského mena. Niektorí veria, že vzniklo zo slova „jalja“, čo v sanskrte znamená kov, iní tvrdia, že je to slovo „zhel“, čo znamená „žiariť“.

Ako ľudia získavali železo?

Prvýkrát sa železo ocitlo v rukách človeka, padalo z neba. Koniec koncov, mnohé meteority boli takmer úplne železné. Preto sa predmety z tohto kovu zobrazovali ako modrá - farba oblohy. Mnoho národov má mýty o nebeskom pôvode železných nástrojov - údajne ich dali bohovia.

Čo je to „doba železná“?

Keď človek objavil bronz, začala sa „doba bronzová“. Neskôr bol nahradený „železným“. Toto je názov pre čas, keď Khalibovia, ľudia, ktorí žili na pobreží Čierneho mora, naučili taviť špeciálny piesok v špeciálnych peciach. Výsledný kov mal krásnu striebornú farbu a nehrdzavel.

Boli zlaté predmety vždy viac cenené?

V tých časoch, keď sa železo tavilo z meteoritov, sa používalo hlavne na výrobu šperkov, ktoré mohli nosiť len ľudia šľachtického pôvodu. Často tieto dekorácie mali zlatý rám, a v Staroveký Rím aj snubné prstene sa vyrábali zo železa. Zachoval sa list, ktorý napísal jeden z egyptských faraónov kráľovi Chetitov, kde požiadal, aby mu poslal železo a sľúbil, že zaplatí zlatom v akomkoľvek množstve.

Divy sveta vyrobené zo železa

V Indii, v Dillí, stojí staroveký stĺp vysoký viac ako sedem metrov. Bol vyrobený z čistého železa už v roku 415 nášho letopočtu. Ale aj teraz na tom nie je ani stopa po hrdzi. Podľa legendy, keď sa dotknete stĺpa chrbtom, získate túžbu. Ďalšou grandióznou železnou konštrukciou je Eiffelova veža. Na výrobu symbolu Paríža bolo potrebných viac ako sedemtisíc ton kovu.

Odkiaľ pochádza železo?

Ak chcete získať železo, potrebujete železnú rudu. Ide o minerály, kamene, v ktorých sa spája železo s rôznymi inými látkami. Vyčistením železa od nečistôt sa získa požadovaný kov. Surovinou môže byť napríklad magnetická železná ruda, ktorá obsahuje až 70 % železa. Železná ruda je čierny alebo tmavosivý kameň. V Rusku sa ťaží na Urale, napríklad v hlbinách hory, ktorá sa nazýva Magnetická.

Ako sa ťaží ruda?

Ložiská železnej rudy sa nachádzajú nielen v Rusku, ale aj na Ukrajine, vo Švédsku, Nórsku, Brazílii, USA a niektorých ďalších krajinách. Zásoby tohto nerastu nie sú všade rovnaké, začnú ho ťažiť, len ak sa im to zdá ziskové, pretože vývoj je drahý a neoplatí sa, ak je železa príliš málo.

Železná ruda sa najčastejšie ťaží povrchovou metódou. Vykopú obrovskú jamu tzv kariéra. Je veľmi hlboký - pol kilometra hlboký. A šírka závisí od toho, koľko rudy je okolo. Špeciálne stroje vyberajú rudu a oddeľujú ju od nežiaducej horniny. Potom to kamióny odvezú do tovární.

Nie každé ložisko sa však dá rozvinúť týmto spôsobom. Ak je ruda hlboká, na jej ťažbu musíte urobiť bane. Pre baňu najprv vykopú hlbokú studňu, ktorá sa nazýva šachta a pod ňou sú chodby - závrty. Baníci idú dole. Sú to odvážni ľudia, nachádzajú rudu a vyhodia ho do vzduchu a potom ho kus po kuse prepravia na povrch. Práca baníkov je veľmi nebezpečná, pretože baňa sa môže zrútiť, pod ňou sú nebezpečné plyny a aj pri výbuchu sa ľudia môžu zraniť, hoci sú veľmi opatrní a dodržiavajú bezpečnostné pravidlá.

Ako sa získava železo z rudy?

Ale získať rudu nie je všetko! Veď získavanie železa z rudy je tiež náročný proces. Aj keď sa už dávno naučili taviť železo z rudy. V dávnych dobách ho tavili kováči, boli to veľmi vážení ľudia. Ruda a drevené uhlie sa vložili do špeciálnej pece zvanej vyhňa a potom sa zapálili. Zvyčajná teplota spaľovania však nie je dostatočne vysoká na tavenie, preto sa oheň rozdúchaval pomocou mechu – zariadenia, ktoré vháňa vzduch veľkou silou. Najprv ich hýbali rukami a neskôr sa naučili využívať silu vody. V dôsledku zahrievania sa získala sintrovaná hmota, ktorú potom kováč vykoval, čím získal žehličku požadovaný tvar.

Zliatiny

Častejšie sa používalo (a stále používa) nie čisté železo, ale oceľ alebo liatina. Je to zliatina železa a oxidu uhličitého. Ak zliatina obsahuje viac ako 2% uhlíka, získa sa liatina. Je krehký, ale ľahko sa topí a môže mať akýkoľvek tvar. Ak je uhlíka menej ako 2 %, potom . Je veľmi odolný a vyrába sa z neho veľa potrebných vecí, áut, zbraní.

Teraz sa samozrejme používajú iné metódy, hoci ich princíp je rovnaký: tavenie s prídavkom oxidu uhličitého pri vysokých teplotách. V súčasnosti sa na tento účel využíva elektrická energia.

Prečo ľudské telo potrebuje železo?

Ak človeku chýba železo, ochorie. Toto kov je potrebný na tvorbu hemoglobínu, ktorý dodáva kyslík do každej bunky tela. Preto musíte jesť potraviny bohaté na železo - pečeň, strukoviny, jablká.

Ak bola táto správa pre vás užitočná, rád vás uvidím

K splynutiu neutrónových hviezd dochádza veľmi zriedkavo, v našej Galaxii napríklad raz za desaťtisíc rokov a vznik nových prvkov nastáva len niekoľko milisekúnd po ňom. Tento proces je však dôležitým zdrojom prvkov ťažších ako nikel a hlavným zdrojom stabilných prvkov ťažších ako cér. Zdá sa, že niekoľko ďalekohľadov okamžite videlo túto zrážku a následkom toho vznikli gravitačné vlny. Rozhodli sme sa to čitateľom vysvetliť N+1 Ako nám tento objav pomôže pochopiť pôvod rôznych prvkov vo vesmíre.

Napriek rýchlemu rozvoju astrofyziky za posledných 100 rokov naše znalosti o pôvode mnohých prvkov periodickej tabuľky zanechávajú veľa želaní. Celkový obraz viac-menej vyplynul z tvorby takých titánov ako Arthur Eddington, Georgi Gamow a Fred Hoyle – vodík a hélium pochádzali z Veľkého tresku, bombardovanie medzihviezdneho prostredia kozmickým žiarením má na svedomí lítium, berýlium, bór, a prvky od uhlíka po molybdén (spolu s báryom, volfrámom a titánom, ktoré ich spojili) sa objavujú v dôsledku hviezdnej nukleosyntézy - reakcií jadrovej fúzie v jadrách hviezd buď počas ich života, alebo v dôsledku ich jasnej smrti (ktorú sme pozorovať vo forme výbuchov supernov).

Prvky s atómovým hmotnostným číslom vyšším ako 94 (a technécium) získali ľudia, niektoré ďalšie prvky sú veľmi nestabilné, rozpadajú sa pri každej príležitosti a v prírode sa takmer vôbec nevyskytujú (polónium, astatín a iné).

Pôvod rôznych prvkov. Tie atómy, ktoré sa objavia v dôsledku zlúčenia neutrónových hviezd, sú zvýraznené fialovou farbou.

Wikimedia Commons

Toto je kvalitatívny obraz, ale pri pokuse o kvantitatívnu analýzu začínajú problémy: výbuchy supernov, ktoré sú jedným z energeticky najsilnejších výbuchov vo vesmíre, stále neprodukujú požadované množstvo ťažkých prvkov. Viacerí vedci koncom 90-tych rokov uskutočnili počítačové simulácie a dospeli k záveru, že potrebné prvky možno získať iba vtedy, ak veľmi presne „vyladíme“ parametre supernov (prierez zachytávania neutrín alebo vlastnosti slabej interakcie ) a stanovil im nereálne počiatočné podmienky. Okrem toho vo veľmi starých hviezdach chýba množstvo ťažkých prvkov. Obsahujú už kremík, vápnik a dokonca aj železo (to znamená, že boli zozbierané z vodíkového mraku, ktorý bol predtým obohatený o zvyšky dávno vybuchnutých supernov), ale nie je tam žiadne rubídium, žiadny jód, žiadne zlato. Tieto isté prvky sú však prítomné v mladších hviezdach, ktoré by teoreticky mali vzniknúť z rovnakých oblakov so zvyškami supernov. Nie je zvláštne myslieť si, že supernovy, pár miliárd rokov po Veľkom tresku, zmenili svoj princíp fungovania a začali produkovať prvky v úplne iných pomeroch?

To znamená, že vo vesmíre musia byť iné zdroje ťažkých prvkov. V roku 1989 bolo navrhnuté, že takýmto zdrojom by mohlo byť zlúčenie neutrónových hviezd obiehajúcich okolo seba. Napriek tomu, že ide o oveľa zriedkavejšie udalosti (nie len, že neutrónová hviezda je pomerne exotický objekt, ale musí sa zhodovať aj s partnerom z tej istej hviezdy), zdá sa, že za zlato a platinu v našich prsteňoch musíme poďakovať ich .

Hmotnosť neutrónových hviezd nie je príliš veľká (v priemere by nemala prekročiť Oppenheimerov-Volkowov limit, to znamená asi dve hmotnosti Slnka, inak sa z nich stane čierna diera, hoci rotácia alebo slapová interakcia od sprievodnej hviezdy môže zvýšiť tento limit mierne) a po zlúčení sa do vesmíru vymrští ešte menej - asi 10 percent ich hmoty. Účinnosť syntézy nových prvkov pri fúzii je však taká vysoká, že na vyriešenie záhady chýbajúcich ťažkých prvkov stačí. Takáto účinnosť vzniká v dôsledku rýchleho zachytávania neutrónov alebo r-procesu - „stlačenia“ neutrónov rozptýlených z výbuchu do jadier prvkov. Samotný pojem „r-process“ sa objavil v roku 1957, keď bol publikovaný zásadný článok B 2 FH (tomuto článku je venovaná samostatná stránka Wikipédie!), v ktorom štyria vedci pomenovali jav a navrhli podmienky potrebné na jeho výskyt.

Odkiaľ pochádzajú ťažké jadrá v neutrónovej hviezde, ktorá má pozostávať z neutrónov? Faktom je, že neutróny (a hypotetická kvark-gluónová plazma) sa nachádzajú iba vo vnútornej časti hviezdy a jej vonkajšia „kôra“ - dva z desiatich kilometrov - pozostáva z plnohodnotných ťažkých prvkov periodickej tabuľky.

Keď sa dve rotujúce neutrónové hviezdy spoja, nie je to ako zrážka dvoch biliardových gúľ: vzájomná gravitácia roztrhne ich vonkajšie obaly a odoberie vrstvu hmoty z hviezdy, takže k samotnému zlúčeniu dôjde v zámotku horúcej plazmy, neutrónov a elektrónov. Ihneď po splynutí hviezd časť hmoty prechádza do gravitačných vĺn, hlavná hmota sa stáva buď veľmi rýchlo rotujúcou neutrónovou hviezdou alebo čiernou dierou, ďalšia časť hmoty zostáva gravitačne viazaná na tento nový objekt a postupne naň bude padať , no zároveň sa uvoľňuje obrovská energia vo forme fotónov a rázových vĺn. Rázovou vlnou a prúdom neutrónov uvoľnených z jadra odfúkne celý vonkajší kokón. Je to koncentrácia na jednom mieste vysoká teplota, husté prostredie atómov a gigantický tok neutrónov vedie k úžasným premenám.

Počítačová simulácia popisujúca prostredie bezprostredne po zlúčení dvoch neutrónových hviezd. Dve špirálové ramená pozostávajú z materiálu z vonkajších častí neutrónových hviezd, ktoré sú roztrhané slapovou interakciou s ich susedom. Iba vec určená sivá, bude po výbuchu vyhodený zo systémov, zvyšok sa bude otáčať okolo výsledného objektu.

iopscience.iop.org

Podstata problému vytvárania ťažkých prvkov spočíva v tom, že ak k nim pridáte neutróny jeden po druhom, potom nové ťažké prvky budú nestabilné izotopy a budú mať čas sa rozpadnúť - nazýva sa to pomalé zachytávanie neutrónov a jeho charakteristický čas je desaťtisíc rokov. Vyskytuje sa v jadrách starých masívnych hviezd a nemôže sa ani len priblížiť k vysvetleniu vzhľadu takého množstva ťažkých prvkov. Ten Fermiho plyn, ktorý vzniká z prvkov vyvrhnutých výbuchom, je tak obohatený o neutróny (miliarda biliónov v jednom kubickom centimetri), že doslova za pár mikrosekúnd stihnú zaplniť atómové jadro. Zberom neutrónov sa živlu podarí preskočiť tento vratký most, kde ho čaká rozpad a spadnúť do údolia jadrovej stability. Vznikne tak nový prvok, ktorého polčas rozpadu môže byť miliardy rokov.

Všetky procesy, o ktorých sme tu hovorili, sú opísané matematickými rovnicami, ktoré zahŕňajú veľa parametrov: pomer medzi počtom protónov a neutrónov, zmeny teploty plynu (najskôr stúpne na miliardu stupňov, potom klesá, potom opäť stúpa, potom opäť padá), rozloženie hmoty v jadre neutrónovej hviezdy a dokonca aj detaily samotného procesu zlučovania. Sú odvodené teoreticky na základe nepriame znaky(celkové množstvo ťažkých prvkov vo vesmíre) alebo experimenty uskutočnené na Zemi (polčasy nestabilných prvkov). Presné množstvo vyrobeného materiálu závisí od hodnôt týchto parametrov a súčasné zaznamenávanie fúzie pomocou gravitačných detektorov a ďalekohľadov pracujúcich v celom elektromagnetickom spektre umožní určiť hodnoty týchto parametrov z priamych pozorovaní pre prvýkrát v histórii.