Как найти металл в болоте

В Киевской, а потом и в Московской Руси почти до конца XVI столетия основной сырьевой базой для производства железа являлись залегающие близко к поверхности болотные и озерные руды. Научным термином они именуются как «бурый железняк органического происхождения» или «лимонит». Сегодняшние названия некоторых поселений, урочищ и ручьев до сих пор отображают интерес древности к этому сырью: деревня Железняки, водоем Рудокоп, ручей Ржавец. Непритязательный болотный ресурс выдавал железо весьма сомнительного качества, но именно оно долгое время спасало Русское государство.

Характеристика болотной руды

Руда на болотах представляет разновидность бурого железняка, отлагающегося в заболоченной местности на корневищах водных растений. По виду она обычно являет собой россыпи или кряжистые землистые куски красно-рыжих оттенков, состав которых большей частью представлен гидратом окиси железа, а также включает воду и разные примеси. Не так часто в составе можно встретить окись никеля, хрома, титана или фосфора.

Болотные руды бедны содержанием железа (от 18 % до 40 %), но имеют одно неоспоримое достоинство: выплавка металла из них происходит при температуре всего 400 градусов по Цельсию, а 700–800 градусов могут дать уже железо приемлемого качества. Таким образом, производство из такого сырья легко можно наладить и в простых печах.

Болотная руда широко распространена в Восточной Европе и всюду сопутствует лесам умеренного пояса. Южная граница ее распространения совпадает с южным рубежом лесостепи. В степных зонах железная руда данного типа почти отсутствует.

По страницам истории

Болотная руда длительное время превалировала над рудой жильной. В Древней Руси для изготовления железных изделий прибегали к руде, собранной на болотах. Извлекали ее черпаком, убирая сверху тонкий слой растительного покрова. Поэтому такая руда известна еще как «дерновая» или «луговая».

Добыча железа из болотной руды являлась сугубо сельским ремеслом. На промысел крестьяне выходили, как правило, в конце летнего сезона и ранней осенью. При поиске руды использовали деревянный кол с заостренным концом, которым пробивали верхний слой дерна, погружая на небольшую глубину 20-35 сантиметров. Результаты поиска добытчиков венчались производимым колом определенным звуком, а затем по цвету и вкусу куска определяли извлекаемую породу. На просушку руды от лишней влаги уходило до двух месяцев, а в октябре ее уже прокаливали на кострах, выжигая различные примеси. Окончательная выплавка производилась зимой в доменных печах. Секреты того, как добыть болотную руду, передавались по наследству и сохранялись поколениями.

Интересно, что в древнерусском языке лексема «руда» употреблялась в значении и руда, и кровь, а производная «рудый» являлась синонимом «красный» и «рыжий».

Образование руды

В 1836 году немецкий геолог Х. Г. Эренберг впервые сформулировал гипотезу, что разрастающиеся донные отложения бурого железняка в болоте являются результатом жизнедеятельности железобактерий. При этом, несмотря на свободное развитие в природной среде, этот главный организатор болотной руды по сей день не поддается разведению в лабораторных условиях. Его клетки покрыты своеобразным чехлом из гидроокиси железа. Таким образом, в водоемах через развитие и жизнедеятельность железобактерий совершается постепенное скапливание железа.

Рассеянные частицы соли железа первичного месторождения проходят в грунтовые воды и при значительном скоплении оседают в рыхлых неглубоких наносах в виде гнезд, почек или линз. Встречаются эти руды в низменных и очень влажных местах, а также в долинах рек и озер.

Еще один фактор, оказывающий влияние на образование болотной руды — это череда окислительно-восстановительных процессов в общем развитии болотной системы.

Месторождения

Крупнейшие месторождения болотной руды в России находятся на Урале, где суммарный запас всех залежей составляет порядка 16,5 млн тонн. Бурый железняк органического происхождения содержит железо от 47 % до 52 %, наличие глинозема и кремнезема находится в умеренных пределах. Такая руда выгодно применяется для плавки.

В Карельской республике, в Новгородской, Тверской и Ленинградской областях встречаются месторождения гетита (гидрат окиси железа), который сосредоточен большей частью в болотах и озерах. И хотя он содержит много ненужных примесей, однако легкость добычи и обработки делали его экономически выгодным. Объемы озерной руды настолько существенны, что при железоплавильных заводах Олонецкого округа в 1891 году извлечение этих руд достигало 535000 пудов, и было выплавлено 189500 пудов чугуна.

Тульская и Липецкая области также богаты бурожелезняковыми рудами болотного генезиса. Железо в составе колеблется в пределах 30-40 %, наличествует высокое содержание марганца.

Особенности добычи

Болотная руда в наши дни едва ли рассматривается как полезное ископаемое и не вызывает большого интереса для развития местной промышленности. И если для металлургии незначительная мощность рудосодержащих пластов не представляет никакой ценности, то для домашнего любительского хобби они в самый раз.

В природе такая руда встречаются всевозможного вида и качества, от объемистых бобовин и мелких крошек до сапропелевидного строения. Их залежи размещаются на дне топей, в низинах и на прилегающих к ним склонах возвышенностей. Места расположения опытные промысловики определяют по характерной ржавой воде и темному илу на поверхности болот, а также по ряду других признаков. Сняв верхний пласт грунта, часто по колено в воде, а порой и по пояс, они извлекают «железную землю» красно-рыжих оттенков. Стоит отметить, что руда с высоких мест и под зарослями березняка считается лучшей, поскольку железо из нее будет мягче, а вот более твердое железо получается из руды, находящейся под ельниками.

Дальнейший процесс с незапамятных времен не сильно изменился и заключает в себе примитивную сортировку сырья, чистку от растительных остатков и измельчение. Затем руда складывается на сухие места, на землю или специальные деревянные настилы и оставляется на время для просушки. На заключительном этапе ее обжигают для удаления оставшейся органики и отправляют на выплавку в горны.

Практическое применение

Наличие в составе болотных руд фосфора и других металлических добавок приводит к уменьшению использования лимонитных пород для выплавки стали и чугуна. Металлурги все чаще применяют землистые разновидности как сырье для изготовления формовочных смесей. С недавних пор болотная руда стала востребована в химических очистителях, на коксовых заводах с ее помощью удаляют сероводород из воздуха. А в некоторых государствах Европы она задействована для очистки бытового газа. Определенные виды бурого железняка применяются также для производства лакокрасочной продукции, в частности охры и умбры.

Такая разновидность болотной руды как «бурая стеклянная голова» в своем самородном состоянии весьма ценится ювелирными мастерами и коллекционерами камней. Из ее кристаллов создаются изысканные украшения на любой вкус: подвески, браслеты, кулоны, кольца и серьги. Лимонит прекрасно сочетается с серебром.

nikirk2, вы написали всё верно, но многие сие не понимают и главное: как, каким способом это стало известно древним, то есть налицо — опереживающие знания…

— получив железо методом ковки, надеюсь, что ванадий и молибден уже добавит изготовитель, потом сможет сабельку делать,,,,,,,,, а просто так из «ферума», сталь не получить ……….

я на сайте одном оставил такой ответ (возможно он по деревенски тупой): александр федотов

2017-04-01 09:22 (UTC)

мышьяк в медь?

1. кто и как выпарит мышьяк, а потом его сконденсирует при этом — не отравившись парами?

2. сталь, до 1861 года выплавляли не более 40 кг. за раз,,,,,, берём ниже и пишем приблизительно: 100 лет потребовалось для начала выплавки стали — вообще её получения..

3. о каких саблях и кольчугах речь может идти, если не было стали? как добывать серебро и мышьяк без стальных инструментов? серебро требуется выпаривать, как и мышьяк, а медь плавить требуется придержать температуру очень строго в одних рамках…

4. возможно наличие бронзы и меди, стали при том, ели нам историки сказки рассказывают, и была мощная цивилизация уничтоженная в 5 веке (по современному исчислению), а потом в середине 19 века (добычу начали развивать после того, как разобрали все изделия из металла)

5 согласен с вами, что начались войны за рудники, что разорвало даже родственные связи всех наместников во всех королевствах

6. наличие ванадьево-молибденовой стали на саблях я иным объяснить не могу.

7. наличие ружей с просверлёнными стволами без наличия стали, противоречит всей логике..

это моё личное мнение

From Wikipedia, the free encyclopedia

Bog iron is a form of impure iron deposit that develops in bogs or swamps by the chemical or biochemical oxidation of iron carried in solution. In general, bog ores consist primarily of iron oxyhydroxides, commonly goethite (FeO(OH)).

Iron-bearing groundwater typically emerges as a spring and the iron in it forms ferric hydroxide upon encountering the oxidizing environment of the surface. Bog ore often combines goethite, magnetite, and vugs or stained quartz. Oxidation may occur through enzyme catalysis by iron bacteria. It is not clear whether the magnetite precipitates upon the first contact with oxygen, then oxidizes to ferric compounds, or whether the ferric compounds are reduced when exposed to anoxic conditions upon burial beneath the sediment surface and reoxidized upon exhumation at the surface.^{[citation needed]}

Bog iron, like other hydrous iron oxides, has a specific affinity for heavy metals.^[1] This affinity combined with the porous structure and high specific surface area of bog iron make it a good natural sorbent.^[2] These properties combined with the fact that bog iron is cheap to obtain are incentives for its utilization in environmental protection technologies.^[2]

Iron made from bog ore will often contain residual silicates, which can form a glassy coating that imparts some resistance to rusting.

Formation[edit]

Iron is carried to bogs in low-pH, low-dissolved oxygen iron-bearing groundwater that reaches the surface through springs, along with structures of fractures, or where groundwater intersects surface flows.^[3] The iron in the water is then oxidized by dissolved oxygen or, through enzyme catalysis by iron bacteria (e.g., Thiobacillus ferrooxidans and Thiobacillus thiooxidans) that concentrate the iron as part of their life processes.^[4] Presence of these bacteria can be detected by the oily film they leave on the surface of the water.^[3] This change of oxidation state causes the precipitation of fine-grained iron solids near the point of groundwater discharge.^[3] A variety of iron minerals, such as goethite, magnetite, hematite, schwertmannite, and amorphous iron-aluminum-sulfate-rich solids, can be formed via oxidation of ferrous iron under the acidic conditions present.^[4] All photosynthesizers play dual roles as oxygen producers, and thus passive iron oxidizers, and as surfaces to which the iron can sorb or bind.^[4] This causes aquatic plants to become heavily encrusted with a light-orange floc of iron oxyhydroxide near the point of oxygen gas released from the plants.^[4] Factors such as local geology, parent rock mineralogy, ground-water composition, and geochemically active microbes & plants influence the formation, growth, and persistence of iron bogs.^[4] Bog iron is a renewable resource; the same bog can be harvested about once each generation.^[3]

[edit]

Europeans developed iron smelting from bog iron during the Pre-Roman Iron Age of the 5th/4th–1st centuries BCE, and most iron of the Viking era (late first millennium CE) came from bog iron.^[3] Humans can process bog iron with limited technology, since it does not have to be molten to remove many impurities.^[5] Due to its easy accessibility and reducibility, bog iron was commonly used for early iron production.^[6] Early metallurgists identified bog-iron deposits by indicators such as withered grass, a wet environment, hygrophilous grass-dominated vegetation, and reddish-brown solutions or depositions in nearby waters.^[7] They stabbed wooden or metal sticks into the ground to detect larger ore-deposits,^[7] and cut and pulled back layers of peat in the bog using turf knives to extract smaller, pea-sized nodules of bog iron.^[3] Early iron-production from bog ore mostly occurred in bloomery furnaces.^[7] The resources necessary for production were wood for charcoal, clay for the construction of bloomery furnaces, and water for processing.^[7] Iron in the ore is reduced to a spongy iron bloom that stays in the upper part of the furnace while the undesirable elements stream downwards as slag.^[8] Smelting with a bloomery furnace often results in between 10 and 20 mass percent Fe being reduced to iron bloom, while the rest is transferred into the slag.^[9]
The bloom must then be consolidated with a hammer to make usable wrought iron. There is some archaeological evidence that lime was added to furnaces to treat silica-rich ores that were difficult to smelt by the bloomery process.^[3]

Europe[edit]

First iron smelting attempts date back to the 2nd millennium BCE in the Near East.^[7] The technology then spread throughout Europe in the following two millennia, reaching Poland in the 2nd century BCE.^[7] Iron production reached Scandinavia around 800-500 BCE. Iron production sites in central Sweden are dated to the late Bronze Age and the innovation might have been transmitted from both the south and the east. The ore used was limonite in the form of red soil and bog ore. From 200 CE ore from limonite-deposits in lakes was used. The ore was reduced in bloomeries. There is evidence of a direct relationship between Viking settlements in Northern Europe & North America and bog iron deposits.^[5] Bog iron dominated the iron production of Norse populated areas including Scandinavia and Finland from 500 to 1300 CE.^[5] Large scale production of bog iron was also established in Iceland at sites known as «Iron Farms».^[5] Smaller scale production sites in Iceland consisted of large farmsteads and some original Icelandic settlements, but these seemed to only produce enough iron to be self-sufficient.^[5] Even after improved smelting technology made mined ores viable during the Middle Ages, bog ore remained important into modern times, particularly in peasant iron production. ^[10] In Russia, bog ore was the principal source of iron until the 16th century, when the superior ores of the Ural Mountains became available.^{[citation needed]}

North America[edit]

Pre-Columbian[edit]

Iron may have been produced by Vikings at Point Rosee and other locations in Newfoundland around 1000 CE.^[11][12] But excavations at Point Rosee in 2015 and 2016 found no trace of processing of the bog ore or other norse activity. Excavations at L’Anse aux Meadows have found considerable evidence for the processing of bog iron and the production of iron ore.^[5] The settlement at L’Anse aux Meadows was situated immediately east of a sedge peat bog and 15 kg of slag was found at the site, which would have produced around 3  kg of usable iron.^[5] Analysis of the slag showed that considerably more iron could have been smelted out of the ore, indicating that the workers processing the ore had not been skilled.^[5] This supports the idea that iron processing knowledge was widespread and not restricted to major centers of trade and commerce.^[5] 98 nail fragments were also found at the site as well as considerable evidence for woodworking which points to the iron produced at the site possibly being used only for ship repair and not tool making.^[5][13]

Colonial North America[edit]

Bog iron was widely sought in colonial North America. The earliest known iron mines in North America are the mines from St. John’s, Newfoundland, reported being in operation by Anthony Parkhurst in 1578.^[14] The first mining efforts in Virginia occurred as early as 1608. In 1619 Falling Creek Ironworks was established in Chesterfield County, Virginia. It was the location of the first blast furnace facility in North America.^[15][16]

Lake Massapoag in Massachusetts was drawn down by deepening the outlet channel in a search for bog iron.^[17] The Saugus Iron Works National Historic Site, on the Saugus River in Saugus, Massachusetts, operated between 1646 and 1668. The site contains a museum and several reconstructed buildings.^[18] The success of the Saugus Iron Works, and the rapid depletion of the region’s natural bog iron, led the owners to send prospectors into the surrounding countryside. In 1658 the company bought 1,600 acres (6.5 km²) of land which covered areas that are now Concord, Acton, and Sudbury. They set up a large production facility in Concord, Massachusetts, along the Assabet River with dams, ponds, watercourses, and hearths, but by 1694 the natural bog iron there had also been exhausted, and the land was sold for farming.^[19]

In Central and Southern New Jersey, bog ore was mined and refined for the production of naturally rust-resistant tools and wrought iron rails, many of which still grace staircases in Trenton and Camden.^[20] During the American Revolution, bog iron cannonballs were cast for the colonial forces.

19th century United States[edit]

Bog iron was also found on the Eastern Shore of Maryland. The remains of a commercial smelting operation near Snow Hill, Maryland, are now a state and national historic site. Known as Furnace Town, it was called the Nassawango Iron Furnace after the nearby creek. The commercial furnace ran from about 1825 to 1850.

The Shapleigh Iron Company constructed a smelter at North Shapleigh, Maine, in 1836 to exploit a small bog iron deposit in Little Ossipee Pond. The plant commenced operation in 1837, but according to an 1854 history of Shapleigh «the business [proved] unprofitable, therefore after a few years it was abandoned.»^[21][22][23]

See also[edit]

• Limonite – Hydrated iron oxide mineral
• Iron ore – Ore rich in iron or the element Fe
• Ore genesis – How the various types of mineral deposits form within the Earth’s crust
• Acidithiobacillus ferrooxidans – Genus of bacteria (iron-oxidizing bacteria)
• Ferrous metallurgy – Metallurgy of iron and its alloys

References[edit]

External links[edit]

• ASME PDF file with detailed reconstruction drawings of the furnace and surroundings.
• Nassawango Furnace at the Maryland Historic Trust.
• «Bog Ore» . The American Cyclopædia. 1879.

Сообщений в теме: 85

1. Форум и аукцион военной истории — WW2
2. → Археология и кладоискательство
3. → Военная археология
4. Политика конфиденциальности
5. Правила форума ·