• Nimitys - Fe (rauta);
• Jakso - IV;
• Ryhmä - 8 (VIII);
• Atomimassa - 55,845;
• Atomiluku - 26;
• Atomin säde = 126 pm;
• Kovalenttinen säde = 117 pm;
• Elektronien jakautuminen - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 ;
• t, sulamispiste = 1535 °C;
• kiehumispiste = 2750 °C;
• Elektronegatiivisuus (Paulingin / Alpredin ja Rochovin mukaan) = 1,83 / 1,64;
• Hapetusaste: +8, +6, +4, +3, +2, +1, 0;
• Tiheys (n.a.) \u003d 7,874 g/cm3;
• Molaarinen tilavuus = 7,1 cm3/mol.

Rautayhdisteet:

Rauta on alumiinin jälkeen maankuoren runsain metalli (5,1 massaprosenttia).

Maapallolla vapaassa tilassa olevaa rautaa löytyy pieniä määriä kimpaleina sekä pudonneissa meteoriiteissa.

Teollisesti rautaa louhitaan rautamalmiesiintymiltä rautaa sisältävistä mineraaleista: magneettisesta, punaisesta, ruskeasta rautamalmista.

On sanottava, että rauta on osa monia luonnollisia mineraaleja, mikä aiheuttaa niiden luonnollisen värin. Mineraalien väri riippuu rauta-ionien Fe 2+ /Fe 3+ pitoisuudesta ja suhteesta sekä näitä ioneja ympäröivistä atomeista. Esimerkiksi rautaioni-epäpuhtaudet vaikuttavat monien jalo- ja puolijalokivien väriin: topaasi (vaaleankeltaisesta punaiseen), safiirit (sinisestä tummansiniseen), akvamariinit (vaaleansinisestä vihertävän siniseen) ja pian.

Rautaa löytyy eläinten ja kasvien kudoksista, esimerkiksi aikuisen elimistössä rautaa on noin 5 g. Rauta on elintärkeä elementti, se on osa hemoglobiiniproteiinia, joka osallistuu hapen kuljettamiseen keuhkoista kudoksiin ja soluihin. Kun ihmiskehossa on raudan puutetta, kehittyy anemia (raudanpuuteanemia).

Riisi. Rautaatomin rakenne.

Rautaatomin elektronikonfiguraatio on 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 (katso Atomien elektroninen rakenne). Kemiallisten sidosten muodostumiseen muiden alkuaineiden kanssa voi osallistua 2 ulkoisella 4s-tasolla + 6 3d-alitason elektronia (yhteensä 8 elektronia), joten yhdisteissä rauta voi ottaa hapetustilat +8, +6, +4, +3, +2, +1, (yleisimpiä ovat +3, +2). Raudalla on keskimääräinen kemiallinen aktiivisuus.

Riisi. Raudan hapetusaste: +2, +3.

Raudan fysikaaliset ominaisuudet:

• hopea-valkoinen metalli;
• puhtaassa muodossaan on melko pehmeä ja muovinen;
• on hyvä lämmön- ja sähkönjohtavuus.

Rauta on olemassa neljän muunnelman muodossa (ne eroavat kidehilan rakenteesta): α-rauta; p-rauta; y-rauta; δ-rauta.

Raudan kemialliset ominaisuudet

• reagoi hapen kanssa lämpötilasta ja happipitoisuudesta riippuen, voi muodostua erilaisia ​​tuotteita tai raudan hapetustuotteiden seosta (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4):
  3Fe + 2O 2 \u003d Fe 3O 4;
• raudan hapettuminen matalissa lämpötiloissa:
  4Fe + 3O 2 \u003d 2Fe 2O 3;
• reagoi vesihöyryn kanssa:
  3Fe + 4H20 \u003d Fe304 + 4H2;
• hienoksi murskattu rauta reagoi kuumennettaessa rikin ja kloorin kanssa (rautasulfidi ja -kloridi):
  Fe + S = FeS; 2Fe + 3Cl 2 \u003d 2FeCl 3;
• reagoi piin, hiilen, fosforin kanssa korkeissa lämpötiloissa:
  3Fe + C = Fe3C;
• muiden metallien ja ei-metallien kanssa rauta voi muodostaa seoksia;
• rauta syrjäyttää vähemmän aktiiviset metallit niiden suoloista:
  Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu;
• laimennettujen happojen kanssa rauta toimii pelkistimenä muodostaen suoloja:
  Fe + 2HCl \u003d FeCl2 + H2;
• laimealla typpihapolla rauta muodostaa erilaisia ​​hapon pelkistystuotteita pitoisuudestaan ​​riippuen (N 2, N 2 O, NO 2).

Raudan hankinta ja käyttö

Saadaan teollisuusrautaa sulatus valurautaa ja terästä.

Valurauta on raudan seos, jossa on piin, mangaanin, rikin, fosforin ja hiilen epäpuhtauksia. Valuraudan hiilipitoisuus on yli 2 % (teräksessä alle 2 %).

Puhdasta rautaa saadaan:

• valuraudasta valmistetuissa happimuuntimissa;
• rautaoksidien pelkistys vedyllä ja kaksiarvoisella hiilimonoksidilla;
• vastaavien suolojen elektrolyysi.

Valurautaa saadaan rautamalmeista pelkistämällä rautaoksideja. Harkkorauta sulatetaan masuuneissa. Koksia käytetään masuunin lämmönlähteenä.

Masuuni on erittäin monimutkainen useita kymmeniä metrejä korkea tekninen rakenne. Se on rakennettu tulenkestävästä tiilestä ja on suojattu ulkoisella teräskuorella. Vuodesta 2013 lähtien POSCO-teräsyhtiö rakensi Etelä-Korean suurimman masuunin metallurgiselle tehtaalle Gwangyangin kaupungissa (uunin tilavuus modernisoinnin jälkeen oli 6 000 kuutiometriä ja vuotuinen kapasiteetti 5 700 000 tonnia).

Riisi. Masuuni.

Raudan sulatusprosessi masuunissa jatkuu jatkuvasti useita vuosikymmeniä, kunnes uuni saavuttaa käyttöikänsä.

Riisi. Raudan sulatusprosessi masuunissa.

• rikastetut malmit (magneettinen, punainen, ruskea rautamalmi) ja koksi kaadetaan masuunin yläosassa sijaitsevan yläosan läpi;
• raudan pelkistysprosessit malmista hiilimonoksidin (II) vaikutuksesta tapahtuvat masuunin (akselin) keskiosassa lämpötilassa 450-1100 ° C (rautaoksidit pelkistyvät metalliksi):
  • 450-500 °C - 3Fe203 + CO = 2Fe304 + C02;
  • 600 °C - Fe304 + CO = 3FeO + C02;
  • 800 °C - FeO + CO = Fe + C02;
  • osa rauta(II)oksidista pelkistyy koksilla: FeO + C = Fe + CO.
• rinnakkain tapahtuu piin ja mangaanin oksidien pelkistysprosessi (sisältyy rautamalmiin epäpuhtauksien muodossa), pii ja mangaani ovat osa sulatusrautaa:
  • SiO 2 + 2C \u003d Si + 2CO;
  • Mn 2O 3 + 3C \u003d 2Mn + 3CO.
• kalkkikiven lämpöhajoamisen aikana (syötetään masuuniin) muodostuu kalsiumoksidia, joka reagoi malmin sisältämien piin ja alumiinin oksidien kanssa:
  • CaCO 3 \u003d CaO + CO 2;
  • CaO + SiO 2 \u003d CaSiO 3;
  • CaO + Al 2 O 3 \u003d Ca (AlO 2) 2.
• 1100 °C:ssa raudan pelkistysprosessi pysähtyy;
• kuilun alapuolella on höyryhuone, masuunin levein osa, jonka alapuolella seuraa olake, jossa koksi palaa ja muodostuu nestemäisiä sulatustuotteita - valurautaa ja kuonaa, jotka kerääntyvät aivan uunin pohjalle - tulisija;
• tulisijan yläosassa 1500°C:n lämpötilassa koksin intensiivistä palamista tapahtuu puhallusilmasuihkussa: C + O 2 = CO 2 ;
• kulkiessaan kuuman koksin läpi hiilimonoksidi (IV) muuttuu hiilimonoksidiksi (II), joka on raudan pelkistävä aine (katso edellä): CO 2 + C \u003d 2CO;
• kalsiumsilikaattien ja alumiinisilikaattien muodostamat kuonat sijaitsevat valuraudan yläpuolella ja suojaavat sitä hapen vaikutukselta;
• tulisijan eri tasoilla sijaitsevien erityisten aukkojen kautta valurautaa ja kuonaa vapautuvat ulkopuolelle;
• Suurin osa harkkoraudasta menee jatkojalostukseen - teräksen sulatukseen.

Teräs sulatetaan valuraudasta ja metalliromusta konvertterimenetelmällä (avouuni on jo vanhentunut, vaikka sitä käytetään edelleen) tai sähkösulattamalla (sähköuuneissa, induktiouuneissa). Prosessin (raudan käsittely) ydin on vähentää hiilen ja muiden epäpuhtauksien pitoisuutta hapettamalla hapella.

Kuten edellä mainittiin, teräksen hiilipitoisuus ei ylitä 2 %. Tästä johtuen teräs, toisin kuin valurauta, on melko helppo takoa ja valssata, minkä ansiosta siitä voidaan valmistaa erilaisia ​​tuotteita, joilla on korkea kovuus ja lujuus.

Teräksen kovuus riippuu hiilipitoisuudesta (mitä enemmän hiiltä, ​​sitä kovempi teräs) tietyssä teräslaadussa ja lämpökäsittelyolosuhteissa. Karkaisun aikana (hidas jäähdytys) teräs pehmenee; jäähdytettynä (nopeasti jäähdytettynä) teräksestä tulee erittäin kovaa.

Haluttujen erityisominaisuuksien saamiseksi teräkselle lisätään seosaineita: kromi, nikkeli, pii, molybdeeni, vanadiini, mangaani ja niin edelleen.

Valurauta ja teräs ovat tärkeimmät rakennemateriaalit suurimmalla osalla kansantalouden sektoreista.

Raudan biologinen rooli:

• aikuisen kehossa on noin 5 g rautaa;
• raudalla on tärkeä rooli hematopoieettisten elinten työssä;
• rauta on osa monia monimutkaisia ​​proteiinikomplekseja (hemoglobiini, myoglobiini, erilaiset entsyymit).

/ mineraali rauta

Rauta kuuluu alkuperäisten alkuaineiden ryhmään. Alkuperäinen rauta on maanpäällistä ja kosmogeenistä alkuperää oleva mineraali. Nikkelipitoisuus on 3 prosenttia korkeampi maanpäällisessä raudassa kuin kosmogeenisessa. Se sisältää myös magnesiumin, koboltin ja muiden hivenaineiden epäpuhtauksia. Natiiviraudalla on vaaleanharmaa väri ja metallinen kiilto; kiteiden sulkeumat ovat harvinaisia. Tämä on melko harvinainen mineraali, jonka kovuus on 4-5 yksikköä. ja tiheys 7000-7800 kg kuutiometriä kohden. Arkeologit ovat osoittaneet, että muinaiset ihmiset käyttivät alkuperäistä rautaa kauan ennen kuin taidot sulattaa rautametallia malmista ilmaantuivat.

Tällä metallilla alkuperäisessä muodossaan on hopeanvalkoinen sävy, pinta ruostuu nopeasti korkeassa kosteudessa tai happirikkaassa vedessä. Tälle kalliolle on ominaista hyvä plastisuus, se sulaa 1530 celsiusasteen lämpötilassa, se voidaan helposti takoa ja valssata. Metallilla on hyvä sähkön- ja lämmönjohtavuus, lisäksi se erottuu muista kivistä magneettisten ominaisuuksien ansiosta.

Vuorovaikutuksessa hapen kanssa metallin pinta peittyy muodostuvalla kalvolla, joka suojaa sitä syövyttäviltä vaikutuksilta. Ja kun ilma sisältää kosteutta, rauta hapettuu ja sen pinnalle muodostuu ruostetta. Joissakin hapoissa rauta liukenee ja vetyä vapautuu.

Raudan historia

Raudalla on ollut valtava vaikutus ihmisyhteiskunnan kehitykseen ja sitä arvostetaan edelleen. Sitä käytetään monilla teollisuudenaloilla. Rauta auttoi primitiivistä ihmistä hallitsemaan uusia metsästystapoja, johti maatalouden kehitykseen uusien työkalujen ansiosta. Rauta puhtaassa muodossaan oli tuohon aikaan osa pudonneita meteoriitteja. Tähän päivään asti on olemassa legendoja tämän materiaalin epämaallisesta alkuperästä. Metallurgia on saanut alkunsa toisen vuosituhannen puolivälistä eKr. Tuolloin Egyptissä he hallitsivat metallin tuotantoa rautamalmista.

Missä rautaa louhitaan?

Puhtaassa muodossaan rautaa löytyy taivaankappaleista. Metallia löydettiin kuun maaperästä. Nyt rautaa louhitaan kivimalmista, ja Venäjällä on johtava asema tämän metallin louhinnassa. Runsaat rautamalmiesiintymät sijaitsevat Euroopan osassa, Länsi-Siperiassa ja Uralilla.

Käyttöalueet

Rauta on välttämätön terästuotannossa, jolla on monenlaisia ​​sovelluksia. Lähes jokaisessa tuotannossa käytetään tätä materiaalia. Rautaa käytetään laajalti jokapäiväisessä elämässä, se löytyy taottujen tuotteiden ja valuraudan muodossa. Raudan avulla voit antaa tuotteelle erilaisen muodon, joten sitä käytetään huvimajaen, aitojen ja muiden tuotteiden takomiseen ja luomiseen.

Kaikki keittiön kotiäidit käyttävät rautaa, koska valurautatuotteet eivät ole muuta kuin raudan ja hiilen seos. Valurautaiset astiat lämpenevät tasaisesti, säilyttävät lämpötilan pitkään ja kestävät vuosikymmeniä. Melkein kaikkien ruokailuvälineiden koostumus sisältää rautaa, ja ruostumattomasta teräksestä valmistetaan astioita ja erilaisia ​​keittiövälineitä sekä tarpeellisia esineitä, kuten lapioita, haarukoita, kirveitä ja muita hyödyllisiä työkaluja. Tätä metallia käytetään laajasti koruissa.

Kemiallinen koostumus

Telluurirauta sisältää epäpuhtauksia nikkelistä (Ni) 0,6-2%, kobolttia (Co) enintään 0,3%, kuparia (Cu) enintään 0,4%, platinaa (Pt) enintään 0,1%, hiiltä; meteoriittiraudassa nikkeliä on 2-12%, kobolttia noin 0,5%, myös fosforin, rikin ja hiilen epäpuhtauksia.

Käyttäytyminen hapoissa: liukenee HNO3:een.
Luonnossa raudalla on useita muunnelmia - matalassa lämpötilassa on BCC-kenno (Im3m), korkean lämpötilassa (lämpötiloissa > 1179K) FCC-kenno (Fm(-3)m). Sitä löytyy suuria määriä meteoriiteista. Widmanstätten-hahmot näkyvät rautameteoriiteissa, kun ne syövytetään tai kuumennetaan.
Alkuperä: Telluurista (maanpäällistä) rautaa löytyy harvoin basalttilaavasta (Wifak, Diskon saari, Grönlannin länsirannikolla, lähellä Kasselin kaupunkia, Saksa). Pyrrhotiitti (Fe1-xS) ja koheniitti (Fe3C) liittyvät siihen molemmissa kohdissa, mikä selittää sekä hiilen aiheuttaman pelkistymisen (mukaan lukien isäntäkivistä) että Fe(CO)n-tyyppisten karbonyylikompleksien hajoamisen. Mikroskooppisissa rakeissa sitä on todettu useammin kuin kerran muunnetuissa (serpentinoituneissa) ultramafisissa kivissä, myös parageneesissa pyrrotiitin, joskus magnetiitin kanssa, minkä vuoksi sitä syntyy pelkistysreaktioiden aikana. Se on erittäin harvinainen malmiesiintymien hapettumisalueella, suomalmien muodostumisen aikana. Sedimenttikivistä on rekisteröity löydöksiä, jotka liittyvät rautayhdisteiden pelkistämiseen vedyn ja hiilivedyjen vaikutuksesta.
Kuun maaperästä on löydetty lähes puhdasta rautaa, joka liittyy sekä meteoriitin putoamiseen että magmaattisiin prosesseihin. Lopuksi kaksi meteoriittiluokkaa - kivi-rauta ja rauta - sisältävät luonnollisia rautaseoksia kiviä muodostavana komponenttina.

Alkuperäisen raudan perhe (Godovikovin mukaan)
Alkuperäinen rautaryhmä
< 2,9, редко до 6,4 ат. % Ni - феррит
< ~ 6,4 ат. % Ni - камасит

Alkuperäinen nikkeliryhmä
> 24 klo. % Ni - taeniitti
62,5 - 92 klo. % Ni - awaruite Ni3Fe
(Ni, Fe) - Alkuperäinen nikkeli

Rauta (englanniksi Iron, ranskaksi Fer, saksaksi Eisen) on yksi seitsemästä antiikin metallista. On hyvin todennäköistä, että ihminen tutustui meteorista alkuperää olevaan rautaan aikaisemmin kuin muihin metalleihin. Meteoriittinen rauta on yleensä helppo erottaa maanpäällisestä raudasta, koska se sisältää melkein aina 5-30% nikkeliä, useimmiten - 7-8%. Muinaisista ajoista lähtien rautaa on saatu lähes kaikkialta löytyvistä malmeista. Yleisimmät malmit ovat hematiitti (Fe 2 O 3 ,), ruskea rautamalmi (2Fe 2 O 3, ZH 2 O) ja sen lajikkeet (suomalmi, sideriitti tai sparrauta FeCO3 ,), magnetiitti (Fe 3 0 4) ja jotkut muut. Kaikki nämä malmit pelkistyvät hiilellä kuumennettaessa helposti suhteellisen alhaisessa lämpötilassa 500 o C:sta alkaen. Syntynyt metalli oli viskoosin sienimäisen massan muotoa, joka sitten työstettiin 700-800 o:ssa toistuvasti takomalla.

Muinaisina aikoina ja keskiajalla tunnettuja seitsemää metallia verrattiin seitsemään planeettaan, jotka symboloivat metallien ja taivaankappaleiden välistä yhteyttä ja metallien taivaallista alkuperää. Tällainen vertailu tuli yleiseksi yli 2000 vuotta sitten ja löytyy jatkuvasti kirjallisuudesta 1800-luvulle asti. II vuosisadalla. n. e. rautaa verrattiin elohopeaan ja sitä kutsuttiin elohopeaksi, mutta myöhemmin sitä verrattiin Marsiin ja kutsuttiin Marsiksi (Mars), mikä korosti erityisesti Marsin punertavan värin ulkoista samankaltaisuutta punaisten rautamalmien kanssa.

ilmoita virheestä kuvauksessa

Mineraaliominaisuudet

Väri	Teräksenharmaa, harmaa-musta, kiillotettu valkoinen
Viivan väri	Harmaa-musta
nimen alkuperä	Kemiallisen alkuaineen nimitys - latinan sanasta ferrum, Iron - vanhan englannin sanasta, joka tarkoittaa tätä metallia
Löytöpaikka	Qeqertarsuaq Island (Disko Island), Qaasuitsup, Grönlanti
Avausvuosi	tunnettu muinaisista ajoista lähtien
IMA-tila	voimassa, kuvattu ensimmäisen kerran ennen vuotta 1959 (ennen IMA:ta)
Kemiallinen kaava	Fe
Paistaa	metalli-
Läpinäkyvyys	läpinäkymätön
pilkkominen	epätäydellinen kirjoittaja (001)
mutka	koukussa sirpaleita
Kovuus	4 5
Lämpöominaisuudet	P. tr. Sulamispiste (puhdas rauta) 1528°C
Tyypillisiä epäpuhtauksia	Ni,C,Co,P,Cu,S
Strunz (8. painos)	1/A.07-10
Hei, CIM Ref.	1.57
Dana (7. painos)	1.1.17.1
Molekyylipaino	55.85
Solun asetukset	a = 2,8664Å
Kaavan yksiköiden lukumäärä (Z)	2
Yksikkösolun tilavuus	V 23,55 ų
Twinning	kirjoittaja (111)
pisteryhmä	m3m (4/m 3 2/m) - Heksoktaedri
avaruusryhmä	Im3m (I4/m 3 2/m)
erillisyyttä	kirjoittaja (112)
Tiheys (laskettu)	7.874
Tiheys (mitattu)	7.3 - 7.87
Tyyppi	isotrooppinen
Heijastunut väri	valkoinen
Valintalomake	Kiteisen sakan muoto: tiheitä rakeita, joissa on epäsäännölliset mutkaiset ääriviivat, kalvot, dendriitit, joskus kimpaleet.
Neuvostoliiton systematiikan luokat	Metallit

Rautaa löytyy punasoluista, lihaskudoksesta, pernasta, maksasta ja luuytimestä.

Raudan tehtävät kehossa:

• sillä on tärkeä rooli immuunijärjestelmän toiminnassa.
• tarvitaan hapen kuljettamiseen koko kehon soluihin.
• osallistuvat punasolujen ja entsyymien muodostukseen.
• osallistuu kilpirauhashormonien synteesiin.
• vaikuttaa ihon, hiusten ja kynsien tilaan.
• osallistuu uusiutumisprosesseihin.

Raudan imeytyminen vaatii normaalia mahanesteen erittymistä. Raudan puute kehossa puolestaan ​​johtaa mahalaukun erityksen heikkenemiseen.

Raudan imeytymistä kehossa estävät jotkin teen ja kahvin ainesosat sekä fytiini, lesekuitu, soijaproteiini ja kalsium. Rauta ei imeydy maidon ja maitotuotteiden kanssa.

C-vitamiini, orgaaniset hapot, jotkut yksinkertaiset hiilihydraatit (laktoosi, fruktoosi, sorbitoli) ja aminohapot (histidiini ja lysiini) parantavat raudan imeytymistä kehossa.

Raudanpuutteen oireet:

• heikkous,
• kalpeus,
• päänsärky,
• nopea väsymys,
• ärtyneisyys ja masennus
• kardiopalmus,
• kipu sydämen alueella,
• kuiva suu
• tartuntataudit, jotka johtuvat vastustuskyvyn heikkenemisestä,
• anemia ja anemia.

Ylimääräistä rautaa

Rautamyrkytys on vakava ja yleinen ongelma:

• Rautamyrkytystä esiintyy usein silloin, kun rautaa löytyy juomavedestä.
• Hapen nälässä elimistö kompensoi hapenpuutetta lisäämällä hemoglobiinipitoisuutta.
• Noin 15 % ihmisistä kantaa geeniä ("kelttigeeni"), joka saa kehon keräämään rautaa.

Jotkut rautamyrkytyksen (liian paljon rautaa) oireet ovat samanlaisia ​​kuin raudanpuutteen oireet:

• kalpeus,
• ohuus,
• heikkous,
• sydämen rytmihäiriöt.

Tyypillinen merkki liiallisesta raudasta on pigmentaatio paikoissa, joissa sen ei pitäisi olla: kämmenissä, kainaloissa.

Ylimääräinen rauta on erittäin vaarallista. Raudan kerääntyminen tapahtuu pääasiassa maksaan, haimaan ja sydänlihakseen, millä on haitallinen vaikutus myrkytettyihin elimiin. Jos rautamyrkytys jatkuu, sairaudet, kuten:

• hepatiitti, maksakirroosi,
• diabetes,
• nivelsairaus, niveltulehdus,
• hermoston sairaudet,
• vakavat sydän- ja verisuonijärjestelmän sairaudet,
• myrkytettyjen elinten syöpä.

Ylimääräisellä raudalla on ryhdyttävä monimutkaisiin toimenpiteisiin:

• Noudata oikeaa ravintoa aineenvaihdunnan normalisoimiseksi.
• Kävelemään ulkona.
• Aloita urheilun harrastaminen.
• Äärimmäisissä tapauksissa verenlasku (verenluovutus) auttaa.

Päivittäinen raudan annos

Raudan suositeltu päiväannos on hyvin likimääräinen. Tarkkaa annosta on mahdotonta laskea, koska raudan imeytyminen elimistöön riippuu kehon tilasta ja siihen liittyvistä tekijöistä. Verikoe tulee tehdä, jos epäillään raudanpuutetta tai ylimäärää.

Siksi, Päiväraha annetaan vain viitteeksi:

• Pojat 14-18-11 mg.
• Tytöt 14-18 15 mg.
• Miehet 19 - 70 - 8 mg.
• Naiset 19-50-18 mg.
• Naiset 50 ja vanhemmat - 8 mg.

rautaa elintarvikkeissa

Usein raudanpuute ilmenee ruokavalion tyypin jyrkän muutoksen yhteydessä, tk. kaikki radikaalit elämäntapojen muutokset ovat vakava stressi keholle. Lisäksi suoliston mikrofloora osallistuu aktiivisesti assimilaatioon, jonka on myös muututtava.

• Yli 1 mg rautaa 100 g:ssa sisältää: vesimelonia, latva-artisokaa, ruotsalaista, melonia, ruusukaalia, paprikaa, retiisiä, retiisiä, punajuuria, tomaatteja, maa-artisokaa, pinaattia (enintään 3 mg) ja suolahapoa (enintään 2 mg) ). Muut vihannekset sisältävät 0,4-0,9 mg rautaa 100 g:ssa.
• Runsaasti rautaa: luumu- ja omenamehut, kuivatut aprikoosit, rusinat, pähkinät, kurpitsan- ja auringonkukansiemenet.
• Myös täysjyväleipä, musta leipä, leseet (vehnä ja ruis), viljat, yrtit, salaattivihannekset, kaali sisältävät paljon rautaa.

Rauta on alumiinin jälkeen yleisin metalli maapallolla; se muodostaa noin 5 % maankuoresta. Rautaa esiintyy erilaisten yhdisteiden muodossa: oksideja, sulfideja, silikaatteja. Vapaassa muodossa rautaa löytyy meteoriiteista, toisinaan luonnollista rautaa (ferriittiä) löytyy maankuoresta magman jähmettymistuotteena.

Rauta on monien rautamalmiesiintymien muodostavien mineraalien ainesosa.

Tärkeimmät raudan malmimineraalit: Hematiitti (raudan kiilto, punainen rautamalmi) - Fe 2 0 3 (jopa 70 % Fe); Magnetiitti (magneettinen rautamalmi) - Pe 3 0 4 (jopa 72,4 % > Fe); Goethite - FeOOFI

Hydrogetyt - Fe00H * nH20 (limoniitti) - (noin 62 % Fe); Sideriitti - Fe (CO 3) (noin 48,2 % Fe); Pyriitti - FeS 2

Rautamalmiesiintymiä muodostuu erilaisissa geologisissa olosuhteissa; tämä on syy malmien koostumuksen ja niiden esiintymisolosuhteiden monimuotoisuuteen. Rautamalmit jaetaan seuraaviin teollisiin tyyppeihin:

Ruskea rautamalmi - vesipitoisen rautaoksidin malmit (päämineraali on hydrogoetiitti), 30-55 %) rautaa.

Punainen rautamalmi tai hematiittimalmit (päämineraali on hematiitti, joskus magnetiitin kanssa), 51-66 % rautaa.

Magneettinen rautamalmi (päämineraali on magnetiitti), 50-65 % rautaa.

Sideriitti- tai karbonaattisedimenttimalmit, 30-35 % rautaa.

Silikaattisedimenttirautamalmit, 25-40 % rautaa.

Suuret rautamalmivarat sijaitsevat Uralilla, jossa magneettinen rautamalmi muodostaa kokonaisia ​​vuoria (esimerkiksi Magnitnaya, Kachkanar, Vysoka jne.). Suuria rautamalmiesiintymiä on Kurskin lähellä, Kuolan niemimaalla, Länsi- ja Itä-Siperiassa sekä Kaukoidässä. Rikkaita talletuksia on saatavilla Ukrainassa.

Rauta on myös yksi yleisimmistä alkuaineista luonnonvesissä, jossa sen keskimääräinen pitoisuus vaihtelee välillä 0,01-26 mg/l.

Eläimet ja kasvit keräävät rautaa. Jotkut levät ja bakteerit keräävät aktiivisesti rautaa.

Ihmiskehossa rautapitoisuus vaihtelee välillä 4-7 tonnia (kudoksissa, veressä, sisäelimissä) Rauta pääsee elimistöön ruoan mukana. Aikuisen raudan päivittäinen tarve on 11-30 mg. Pääelintarvikkeet sisältävät seuraavan määrän rautaa (mcg / 100g): Kala - 1000 Liha - 3000 Maito - 70 Leipä - 4000

Ihmiskehossa rautapitoisuus vaihtelee välillä 4-7 g (kudoksissa, veressä, sisäelimissä) Rauta pääsee elimistöön ruoan mukana. Aikuisen raudan päivittäinen tarve on 11-30 mg. Pääelintarvikkeet sisältävät seuraavan määrän rautaa (mcg / 100g): Kala - 1000 Liha - 3000 Maito - 70 Leipä - 4000

Perunat, vihannekset, hedelmät - 600 - 900

Raudan biologinen rooli

Normaalia kasvua ja biologisten toimintojen suorittamista varten ihmiset ja eläimet tarvitsevat vitamiinien lisäksi useita epäorgaanisia alkuaineita. Nämä alkuaineet voidaan jakaa kahteen luokkaan makroravinteet ja mikroravinteet.

Makroravinteita, kuten kalsiumia, magnesiumia, natriumia, kaliumia, fosforia, rikkiä ja klooria, elimistö tarvitsee suhteellisen suuria määriä (muutaman gramman luokkaa päivässä). Usein ne suorittavat useamman kuin yhden toiminnon.

Entsyymien toimintaan suoremmin liittyvät korvaamattomat hivenaineet, joiden päivittäinen tarve ei ylitä muutamaa milligrammaa, ts. verrattavissa vitamiinien tarpeeseen. Tiedetään, että eläinten ruoassa on välttämättä oltava noin 15 mikroelementtiä.

Useimmat välttämättömät hivenravinteet toimivat entsyymien kofaktoreina tai proteettisina ryhminä. Samalla ne suorittavat minkä tahansa toiminnon kolmesta (ainakin) mahdollisesta toiminnosta. Ensinnäkin välttämättömällä mikroravinteella itsessään voi olla katalyyttistä aktiivisuutta suhteessa yhteen tai toiseen kemialliseen reaktioon, jonka nopeus kasvaa suuresti entsymaattisen proteiinin läsnä ollessa. Tämä pätee erityisesti rauta- ja kupari-ioneihin. Toiseksi metalli-ioni voi muodostaa kompleksin samanaikaisesti sekä substraatin että entsyymin aktiivisen kohdan kanssa, minkä seurauksena molemmat lähestyvät toisiaan ja siirtyvät aktiiviseen muotoon. Lopuksi, kolmanneksi, metalli-ioni voi toimia voimakkaana elektronin vastaanottajana katalyyttisen syklin tietyssä vaiheessa.

Rauta on yksi niistä hivenaineista, joiden biologisia toimintoja on tutkittu täydellisimmin.

Raudan merkitystä ihmiskeholle ja villieläimille yleensäkin ei voi yliarvioida. Tämän voi vahvistaa paitsi sen suuri esiintyvyys luonnossa, myös sen tärkeä rooli elävässä organismissa tapahtuvissa monimutkaisissa aineenvaihduntaprosesseissa. Raudan biologisen arvon määrää sen toimintojen monipuolisuus, muiden metallien välttämättömyys monimutkaisissa biokemiallisissa prosesseissa, aktiivinen osallistuminen soluhengitykseen, mikä varmistaa kudosten ja ihmiskehon normaalin toiminnan.

Rauta kuuluu D. I. Mendelejevin jaksollisen järjestelmän kahdeksanteen alkuaineryhmään (atominumero 26, atomipaino 55,847, tiheys 7,86 g/cm). Sen arvokas ominaisuus on kyky hapettua ja pelkistää helposti, muodostaa monimutkaisia ​​yhdisteitä, joilla on merkittävästi erilaiset biokemialliset ominaisuudet, sekä kyky osallistua suoraan elektroninkuljetusreaktioihin.

/ mineraali rauta

Rauta kuuluu alkuperäisten alkuaineiden ryhmään. Alkuperäinen rauta on maanpäällistä ja kosmogeenistä alkuperää oleva mineraali. Nikkelipitoisuus on 3 prosenttia korkeampi maanpäällisessä raudassa kuin kosmogeenisessa. Se sisältää myös magnesiumin, koboltin ja muiden hivenaineiden epäpuhtauksia. Natiiviraudalla on vaaleanharmaa väri ja metallinen kiilto; kiteiden sulkeumat ovat harvinaisia. Tämä on melko harvinainen mineraali, jonka kovuus on 4-5 yksikköä. ja tiheys 7000-7800 kg kuutiometriä kohden. Arkeologit ovat osoittaneet, että muinaiset ihmiset käyttivät alkuperäistä rautaa kauan ennen kuin taidot sulattaa rautametallia malmista ilmaantuivat.

Tällä metallilla alkuperäisessä muodossaan on hopeanvalkoinen sävy, pinta ruostuu nopeasti korkeassa kosteudessa tai happirikkaassa vedessä. Tälle kalliolle on ominaista hyvä plastisuus, se sulaa 1530 celsiusasteen lämpötilassa, se voidaan helposti takoa ja valssata. Metallilla on hyvä sähkön- ja lämmönjohtavuus, lisäksi se erottuu muista kivistä magneettisten ominaisuuksien ansiosta.

Vuorovaikutuksessa hapen kanssa metallin pinta peittyy muodostuvalla kalvolla, joka suojaa sitä syövyttäviltä vaikutuksilta. Ja kun ilma sisältää kosteutta, rauta hapettuu ja sen pinnalle muodostuu ruostetta. Joissakin hapoissa rauta liukenee ja vetyä vapautuu.

Raudan historia

Raudalla on ollut valtava vaikutus ihmisyhteiskunnan kehitykseen ja sitä arvostetaan edelleen. Sitä käytetään monilla teollisuudenaloilla. Rauta auttoi primitiivistä ihmistä hallitsemaan uusia metsästystapoja, johti maatalouden kehitykseen uusien työkalujen ansiosta. Rauta puhtaassa muodossaan oli tuohon aikaan osa pudonneita meteoriitteja. Tähän päivään asti on olemassa legendoja tämän materiaalin epämaallisesta alkuperästä. Metallurgia on saanut alkunsa toisen vuosituhannen puolivälistä eKr. Tuolloin Egyptissä he hallitsivat metallin tuotantoa rautamalmista.

Missä rautaa louhitaan?

Puhtaassa muodossaan rautaa löytyy taivaankappaleista. Metallia löydettiin kuun maaperästä. Nyt rautaa louhitaan kivimalmista, ja Venäjällä on johtava asema tämän metallin louhinnassa. Runsaat rautamalmiesiintymät sijaitsevat Euroopan osassa, Länsi-Siperiassa ja Uralilla.

Käyttöalueet

Rauta on välttämätön terästuotannossa, jolla on monenlaisia ​​sovelluksia. Lähes jokaisessa tuotannossa käytetään tätä materiaalia. Rautaa käytetään laajalti jokapäiväisessä elämässä, se löytyy taottujen tuotteiden ja valuraudan muodossa. Raudan avulla voit antaa tuotteelle erilaisen muodon, joten sitä käytetään huvimajaen, aitojen ja muiden tuotteiden takomiseen ja luomiseen.

Kaikki keittiön kotiäidit käyttävät rautaa, koska valurautatuotteet eivät ole muuta kuin raudan ja hiilen seos. Valurautaiset astiat lämpenevät tasaisesti, säilyttävät lämpötilan pitkään ja kestävät vuosikymmeniä. Melkein kaikkien ruokailuvälineiden koostumus sisältää rautaa, ja ruostumattomasta teräksestä valmistetaan astioita ja erilaisia ​​keittiövälineitä sekä tarpeellisia esineitä, kuten lapioita, haarukoita, kirveitä ja muita hyödyllisiä työkaluja. Tätä metallia käytetään laajasti koruissa.

Kemiallinen koostumus

Telluurirauta sisältää epäpuhtauksia nikkelistä (Ni) 0,6-2%, kobolttia (Co) enintään 0,3%, kuparia (Cu) enintään 0,4%, platinaa (Pt) enintään 0,1%, hiiltä; meteoriittiraudassa nikkeliä on 2-12%, kobolttia noin 0,5%, myös fosforin, rikin ja hiilen epäpuhtauksia.

Käyttäytyminen hapoissa: liukenee HNO3:een.
Luonnossa raudalla on useita muunnelmia - matalassa lämpötilassa on BCC-kenno (Im3m), korkean lämpötilassa (lämpötiloissa > 1179K) FCC-kenno (Fm(-3)m). Sitä löytyy suuria määriä meteoriiteista. Widmanstätten-hahmot näkyvät rautameteoriiteissa, kun ne syövytetään tai kuumennetaan.
Alkuperä: Telluurista (maanpäällistä) rautaa löytyy harvoin basalttilaavasta (Wifak, Diskon saari, Grönlannin länsirannikolla, lähellä Kasselin kaupunkia, Saksa). Pyrrhotiitti (Fe1-xS) ja koheniitti (Fe3C) liittyvät siihen molemmissa kohdissa, mikä selittää sekä hiilen aiheuttaman pelkistymisen (mukaan lukien isäntäkivistä) että Fe(CO)n-tyyppisten karbonyylikompleksien hajoamisen. Mikroskooppisissa rakeissa sitä on todettu useammin kuin kerran muunnetuissa (serpentinoituneissa) ultramafisissa kivissä, myös parageneesissa pyrrotiitin, joskus magnetiitin kanssa, minkä vuoksi sitä syntyy pelkistysreaktioiden aikana. Se on erittäin harvinainen malmiesiintymien hapettumisalueella, suomalmien muodostumisen aikana. Sedimenttikivistä on rekisteröity löydöksiä, jotka liittyvät rautayhdisteiden pelkistämiseen vedyn ja hiilivedyjen vaikutuksesta.
Kuun maaperästä on löydetty lähes puhdasta rautaa, joka liittyy sekä meteoriitin putoamiseen että magmaattisiin prosesseihin. Lopuksi kaksi meteoriittiluokkaa - kivi-rauta ja rauta - sisältävät luonnollisia rautaseoksia kiviä muodostavana komponenttina.

Alkuperäisen raudan perhe (Godovikovin mukaan)
Alkuperäinen rautaryhmä

Alkuperäinen nikkeliryhmä
> 24 klo. % Ni - taeniitti
62,5 - 92 klo. % Ni - awaruite Ni3Fe
(Ni, Fe) - Alkuperäinen nikkeli

Rauta (englanniksi Iron, ranskaksi Fer, saksaksi Eisen) on yksi seitsemästä antiikin metallista. On hyvin todennäköistä, että ihminen tutustui meteorista alkuperää olevaan rautaan aikaisemmin kuin muihin metalleihin. Meteoriittinen rauta on yleensä helppo erottaa maanpäällisestä raudasta, koska se sisältää melkein aina 5-30% nikkeliä, useimmiten - 7-8%. Muinaisista ajoista lähtien rautaa on saatu lähes kaikkialta löytyvistä malmeista. Yleisimmät malmit ovat hematiitti (Fe 2 O 3 ,), ruskea rautamalmi (2Fe 2 O 3, ZH 2 O) ja sen lajikkeet (suomalmi, sideriitti tai sparrauta FeCO3 ,), magnetiitti (Fe 3 0 4) ja jotkut muut. Kaikki nämä malmit pelkistyvät hiilellä kuumennettaessa helposti suhteellisen alhaisessa lämpötilassa 500 o C:sta alkaen. Syntynyt metalli oli viskoosin sienimäisen massan muotoa, joka sitten työstettiin 700-800 o:ssa toistuvasti takomalla.

Muinaisina aikoina ja keskiajalla tunnettuja seitsemää metallia verrattiin seitsemään planeettaan, jotka symboloivat metallien ja taivaankappaleiden välistä yhteyttä ja metallien taivaallista alkuperää. Tällainen vertailu tuli yleiseksi yli 2000 vuotta sitten ja löytyy jatkuvasti kirjallisuudesta 1800-luvulle asti. II vuosisadalla. n. e. rautaa verrattiin elohopeaan ja sitä kutsuttiin elohopeaksi, mutta myöhemmin sitä verrattiin Marsiin ja kutsuttiin Marsiksi (Mars), mikä korosti erityisesti Marsin punertavan värin ulkoista samankaltaisuutta punaisten rautamalmien kanssa.

ilmoita virheestä kuvauksessa

Mineraaliominaisuudet

nimen alkuperä	Kemiallisen alkuaineen nimitys - latinan sanasta ferrum, Iron - vanhan englannin sanasta, joka tarkoittaa tätä metallia
Löytöpaikka	Qeqertarsuaq Island (Disko Island), Qaasuitsup, Grönlanti
Avausvuosi	tunnettu muinaisista ajoista lähtien
Lämpöominaisuudet	P. tr. Sulamispiste (puhdas rauta) 1528°C
IMA-tila	voimassa, kuvattu ensimmäisen kerran ennen vuotta 1959 (ennen IMA:ta)
Tyypillisiä epäpuhtauksia	Ni,C,Co,P,Cu,S
Strunz (8. painos)	1/A.07-10
Hei, CIM Ref.	1.57
Dana (7. painos)	1.1.17.1
Molekyylipaino	55.85
Solun asetukset	a = 2,8664Å
Kaavan yksiköiden lukumäärä (Z)	2
Yksikkösolun tilavuus	V 23,55 ų
Twinning	kirjoittaja (111)
pisteryhmä	m3m (4/m 3 2/m) - Heksoktaedri
avaruusryhmä	Im3m (I4/m 3 2/m)
erillisyyttä	kirjoittaja (112)
Tiheys (laskettu)	7.874
Tiheys (mitattu)	7.3 - 7.87
Tyyppi	isotrooppinen
Heijastunut väri	valkoinen
Valintalomake	Kiteisen sakan muoto: tiheitä rakeita, joissa on epäsäännölliset mutkaiset ääriviivat, kalvot, dendriitit, joskus kimpaleet.
Neuvostoliiton systematiikan luokat	Metallit

Rauta on alumiinin jälkeen yleisin metalli maapallolla; se muodostaa noin 5 % maankuoresta. Rautaa esiintyy erilaisten yhdisteiden muodossa: oksideja, sulfideja, silikaatteja. Vapaassa muodossa rautaa löytyy meteoriiteista, toisinaan luonnollista rautaa (ferriittiä) löytyy maankuoresta magman jähmettymistuotteena.

Rauta on monien rautamalmiesiintymien muodostavien mineraalien ainesosa.

Raudan tärkeimmät malmimineraalit:

Hematiitti(raudan kiilto, punainen rautamalmi) - Fe 2 O 3 (jopa 70 % Fe);

Magnetiitti(magneettinen rautamalmi) - Fe 3 O 4 (jopa 72,4 % Fe);

goetiittia- FeOOH

Hydrogoetiitti- FeOOH * nH20 (limoniitti) - (noin 62 % Fe);

Siderite- Fe(C03) (noin 48,2 % Fe);

Pyriitti- FeS2

Rautamalmiesiintymiä muodostuu erilaisissa geologisissa olosuhteissa; tämä on syy malmien koostumuksen ja niiden esiintymisolosuhteiden monimuotoisuuteen. Rautamalmit jaetaan seuraaviin teollisiin tyyppeihin:

Ruskea rautamalmi - vesipitoisen rautaoksidin malmit (päämineraali on hydrogoetiitti), 30-55% rautaa.

Punainen rautamalmi tai hematiittimalmit (päämineraali on hematiitti, joskus magnetiitin kanssa), 51-66 % rautaa.

Magneettinen rautamalmi (päämineraali on magnetiitti), 50-65 % rautaa.

Sideriitti- tai karbonaattisedimenttimalmit, 30-35 % rautaa.

Silikaattisedimenttirautamalmit, 25-40 % rautaa.

Suuret rautamalmivarat sijaitsevat Uralilla, jossa magneettinen rautamalmi muodostaa kokonaisia ​​vuoria (esimerkiksi Magnitnaya, Kachkanar, Vysoka jne.). Suuria rautamalmiesiintymiä on Kurskin lähellä, Kuolan niemimaalla, Länsi- ja Itä-Siperiassa sekä Kaukoidässä. Rikkaita talletuksia on saatavilla Ukrainassa.

Rauta on myös yksi yleisimmistä alkuaineista luonnonvesissä, jossa sen keskimääräinen pitoisuus vaihtelee välillä 0,01-26 mg/l.

Eläimet ja kasvit keräävät rautaa. Jotkut levät ja bakteerit keräävät aktiivisesti rautaa.

Ihmiskehossa rautapitoisuus vaihtelee välillä 4-7 g (kudoksissa, veressä, sisäelimissä). Rauta pääsee kehoon ruoan mukana. Aikuisen raudan päivittäinen tarve on 11-30 mg. Pääruoat sisältävät seuraavan määrän rautaa (mcg / 100g):

Maito - 70

Perunat, vihannekset, hedelmät - 600 - 900

II . Teknogeeniset raudan lähteet ympäristössä.

Metallurgisten laitosten alueilla kiintoainepäästöt sisältävät 22 000 - 31 000 mg/kg rautaa.

Jopa 31-42 mg/kg rautaa pääsee kasvien viereiseen maaperään. Tämän seurauksena rauta kerääntyy puutarhakasveihin.

Paljon rautaa pääsee jätevesiin ja lietteihin teollisuudenaloilla: metallurgialla, kemianteollisuudella, koneenrakennuksella, metallintyöstyksellä, petrokemianteollisuudella, kemiallis-farmaseuttisella teollisuudella, maali- ja lakkateollisuudesta, tekstiiliteollisuudesta.

Pöly, teollisuussavu voi sisältää suuria määriä rautaa raudan, sen oksidien ja malmien aerosolien muodossa.

Raudan tai sen oksidien pölyä muodostuu metallityökalujen teroittamisessa, osien puhdistuksessa ruosteesta, valssattaessa rautalevyjä, sähköhitsauksessa ja muissa tuotantoprosesseissa, joissa tapahtuu rautaa tai sen yhdisteitä.

Rauta voi kertyä maaperään, vesistöihin, ilmaan ja eläviin organismeihin.

Tärkeimmät rautamineraalit joutuvat luonnossa fotokemialliseen tuhoutumiseen, kompleksien muodostukseen, mikrobiologiseen huuhtoutumiseen, minkä seurauksena niukkaliukoisista mineraaleista rauta kulkeutuu vesistöihin.

Sulfidien hapettumista voidaan kuvata yleisesti käyttämällä rikkikiisu esimerkkiä seuraavilla mikrobiologisilla ja kemiallisilla prosesseilla:

Kuten näette, tässä tapauksessa muodostuu toinen pintavesiä saastuttava komponentti - rikkihappo.

Sen mikrobiologisen koulutuksen laajuus voidaan arvioida tämän esimerkin perusteella. Pyriitti on yleinen hiiliesiintymien epäpuhtauskomponentti ja sen huuhtoutuminen johtaa kaivosvesien happamoittamiseen. Erään arvion mukaan vuonna 1932. noin 3 miljoonaa tonnia H 2 SO 4 :a pääsi Ohio-jokeen (USA) kaivosvesien mukana.

Raudan mikrobiologinen huuhtoutuminen ei tapahdu vain hapettumisen vuoksi, vaan myös hapettuneiden malmien pelkistyksen aikana. Siihen osallistuvat eri ryhmiin kuuluvat mikro-organismit. Erityisesti Fe 3+:n pelkistämisen Fe 2+:ksi suorittavat Bacillus- ja Pseudomonas-sukujen edustajat sekä jotkut sienet.

Tässä mainitut luonnossa laajalle levinneet prosessit tapahtuvat myös kaivosyritysten, metallurgisten laitosten kaatopaikoilla, jotka tuottavat suuria määriä jätettä (kuonaa, tuhkaa jne.).

Sateen, tulvien ja pohjaveden mukana kiinteistä matriiseista vapautuvat metallit siirtyvät jokiin ja altaisiin. Rautaa löytyy luonnollisista vesistä eri olomuodoissa ja muodoissa: todella liuenneena se on osa pohjasedimenttejä ja heterogeenisiä järjestelmiä (suspensiot ja kolloidit).

Jokien ja altaiden pohjasedimentit toimivat raudan varastoina. Tietyissä olosuhteissa niistä voi vapautua rautaa, mikä johtaa toissijaiseen veden saastumiseen.

III . Raudan kemialliset ominaisuudet, sen pääyhdisteet.

Rauta on jaksollisen järjestelmän ryhmän VIII elementti. Atominumero 26, atomipaino 55,85 (56). Atomin ulkoisten elektronien konfiguraatio on 3d 6 4s 2 .

Luonnollisissa säiliöissä, esimerkiksi Laatokan järvessä, Nevassa, rautapitoisuus on alle 0,3 mg / l. Ennen kaupungin vesihuoltoverkkoihin pääsyä säiliöiden vesi altistetaan suodatukselle ja koagulanttien vaikutukselle, jotka yhdessä orgaanisten epäpuhtauksien kanssa poistavat myös osan raudasta.

Korkean rautapitoisuuden omaavan veden käsittely koostuu suodatuksesta mekaanisilla suodattimilla (antrasiitti), koaguloinnilla (koagulantti - alumiinioksidi Al 2 (SO 4) 3), joskus magneettikentillä (kun kyseessä on raudan magneettinen muoto).

Ennaltaehkäisevät toimenpiteet, jotka takaavat turvalliset työolosuhteet altistuessaan työstöraudalle ja sen yhdisteille, määräytyvät tiettyihin tuotanto-olosuhteisiin liittyvissä säädöksissä.

V . Raudan ja sen emäksisten yhdisteiden saaminen, niiden käyttö käytännössä.

Kaikista louhituista metalleista rauta on tärkein. Kaikki nykyaikainen tekniikka liittyy raudan ja sen seosten käyttöön. Louhitun raudan määrä on noin 15 kertaa suurempi kuin kaikkien muiden metallien louhinta yhteensä.

Pääasiallinen teollinen menetelmä raudan saamiseksi on sen valmistus erilaisten metalliseosten muodossa - valuraudat ja hiiliteräkset. Valurautaa saadaan masuuniprosessilla ja terästä avouuni-, konvertteri- ja sähkösulatusprosesseilla.

Masuuniprosessissa pääpanosmateriaaleina ovat mukana rautamalmi, koksi ja kalkkikivi, joita tarvitaan malmin rautaoksidien pelkistämiseen hiilellä sekä sulan raudan ja kuonan laimentamiseen.

Masuuniin syötetään ilmaa tai prosessin nopeuttamiseksi happea (happipuhallus). Koksin hiiltä hapettaa happi: C+O 2 =CO 2 ; C + CO 2 \u003d 2CO.

Syntynyt CO ja koksihiili pelkistetään rautaoksidilla:

Koska nämä reaktiot etenevät hiiliylimäärällä, pelkistetty rautasulake hiilen ja valuraudan kanssa muodostuu paljon alhaisemmalla sulamispisteellä kuin puhtaalla raudalla. Valurauta (jossa 4,3 % C) sulaa 1135 oC:ssa ja rauta 1539 oC:ssa.

Sula matalalla sulava rauta ja kuona kerätään masuunin tulisijaan ja poistetaan määräajoin erityisten aukkojen kautta.

Valuraudan uudelleenjakomenetelmät - avouuni, konvertteri ja sähkösulatus - pelkistetään ylimääräisen hiilen ja haitallisten epäpuhtauksien (S, P) poistamiseen hapettamalla ja seosalkuaineiden pitoisuuden hienosäätämiseen tiettyyn arvoon lisäämällä niitä sulatuksen aikana.

Suurin sallittu haitallisten epäpuhtauksien pitoisuus ja vaadittu seosaineiden pitoisuus määritellään kullekin teräslaadulle.

Puhdasta rautaa saadaan jauheena pelkistämällä sen oksidit vedyllä tai hajottamalla Fe(CO) 5 -karbonyyli lämpöhajottamalla. Puhtaan raudan käyttö on rajoitettua, koska. mekaanisten ominaisuuksiensa puolesta se ei täytä useita rakennemateriaaleille asetettuja vaatimuksia. Se on erittäin muovinen.

Rauta ja sen seokset muodostavat modernin tekniikan perustan. Rautaseosten merkitys teknologialle johtuu siitä, että 95 % kaikista metallituotteista on valurautaa ja vain 5 % on muiden metallien seoksia.

rautayhdisteet.

mustekiveä FeSO4. 7H 2 O saadaan liuottamalla teräsromua 20-30 % rikkihappoon:

Rautavitrioli - vaaleanvihreät kiteet, liukenevat hyvin veteen. Sitä käytetään kasvien tuholaisten torjuntaan, musteiden ja mineraalimaalien valmistukseen, kankaiden värjäykseen ja jäteveden käsittelyyn syanideista.

Rautasulfaatin vaikutuksesta muodostuu emäksiä rautahydroksidit- Fe (OH) 2 ja Fe (OH) 3.

Näitä hydroksideja käytetään pigmentteinä. Luonnollinen rautahydroksidi FeS 2 (pyriitti) toimii raaka-aineena rikkihapon, rikin ja raudan tuotannossa.

Rautanitraattia Fe (NO 3) 3 saadaan typpihapon vaikutuksesta rautaan. Sitä käytetään peittausaineena puuvillakankaiden värjäyksessä ja silkin painoaineena.

Rautakloridi FeCl3 muodostuu kuumentamalla rautaa kloorin kanssa, klooraamalla FeCl2. Sitä käytetään koagulanttina vedenkäsittelyssä, peittausaineena kankaiden värjäyksessä, katalysaattorina orgaanisessa synteesissä.

Rautasulfaatti Fe 2 (SO 4) 3 muodostaa Fe 2 (SO 4) 3 kiteisen hydraatin. 9H20 (keltaiset kiteet). Saatu liuottamalla oksidia Fe 2 O 3 rikkihappoon. Sitä käytetään koagulanttina vedenkäsittelyssä, metallien peittauksessa ja kuparin valmistuksessa.

Rautaoksideja muodostuu yleensä höyryn vaikutuksesta punakuumaan rautaan. Luonnolliset rautaoksidit toimivat pääraaka-aineena metallisen raudan (sen metalliseosten) valmistuksessa.

Fe 2 O 3:a ja sen johdannaisia ​​(ferriittejä) käytetään radioelektroniikassa magneettisina materiaaleina, myös nauhojen vaikuttavina aineina.

Fe 3 O 4 toimii materiaalina anodien valmistukseen useilla sähkökemian teollisuudenaloilla.

Ferriitit - kun rauta(III)oksidia sulatetaan natrium- tai kaliumkarbonaattien kanssa, muodostuu ferriittejä - rautahapon HFeO 2 suoloja, joita ei saada vapaassa tilassa, esimerkiksi natriumferriitti NaFeO 2:

Tekniikassa ferriitejä tai ferriittisiä materiaaleja kutsutaan Fe 2 O 3 -jauheiden ja joidenkin kaksiarvoisten metallien, esimerkiksi Ni, Zn, Mn, oksidien sintraustuotteiksi.

Ferriiteillä on arvokkaita magneettisia ominaisuuksia ja korkea sähkövastus.

Ferriittejä käytetään laajalti viestintätekniikassa, laskentalaitteissa, automaatiossa ja telemekaniikassa.

Rauta(VI)-yhdisteet.

Jos kuumennat teräslastuja tai Fe 2 O 3 nitraatilla ja kaliumhydroksidilla, muodostuu seos, joka sisältää kaliumferraattia K 2 FeO 4 - rautahapon H 2 FeO 4 suolaa, jota ei saada vapaassa muodossa.

Kun seos liuotetaan veteen, saadaan punavioletti liuos, josta veteen liukenematon bariumferraatti BaFeO 4 voidaan saostaa bariumkloridin vaikutuksesta.

Kaikki ferraatit ovat erittäin vahvoja hapettimia, vahvempia kuin KMnO 4 .

Rautakarbonyylit

Rauta muodostaa hiilimonoksidin kanssa haihtuvia yhdisteitä, joita kutsutaan rautakarbonyyleiksi. Rautapentakarbonyyli Fe(CO) 5 on vaaleankeltainen neste, joka ei liukene veteen, mutta liukenee moniin orgaanisiin liuottimiin. Fe(CO) 5 saadaan ohjaamalla CO rautajauheen yli lämpötilassa 150-200 o C ja paineessa 100 atm. Tyhjiössä kuumennettaessa Fe(CO) 5 hajoaa raudaksi ja CO:ksi. Tätä käytetään erittäin puhtaan rautajauheen - karbonyyliraudan - valmistukseen.

Rautaseokset ovat rautaan perustuvia metalliseoksia. 1800-luvun alkuun saakka Fe-C (sii-, Mn-, S-, P-epäpuhtauksilla) luokiteltiin rautaseoksiksi, joita kutsuttiin teräksiksi ja valuraudoiksi. Metallien tekniikan lisääntyvät vaatimukset, jotka liittyvät ensisijaisesti niiden mekaanisiin ominaisuuksiin, lämmönkestävyyteen, korroosionkestävyyteen erilaisissa aggressiivisissa ympäristöissä, johtivat uusien rautaseosten syntymiseen, jotka sisältävät Cr, Ni, Si, Mo, W jne.

Tällä hetkellä rautaseoksia ovat hiiliteräkset, valuraudat, seosteräkset, jotka sisältävät hiilen lisäksi muita alkuaineita, sekä teräkset, joilla on erityisiä fysikaalisia, kemiallisia ja mekaanisia ominaisuuksia.

Lisäksi erityisiä raudan seoksia, joita kutsutaan ferroseoksiksi, käytetään seostavien elementtien lisäämiseen teräkseen.

Tekniikassa rautaseoksia kutsutaan yleensä rautamealleiksi ja niiden valmistusta rautametallurgiaan.

Valurauta eroaa teräksestä korkeammalla hiilipitoisuudellaan ja ominaisuuksiltaan. Se on hauras, mutta sillä on hyvät valuominaisuudet. Valurauta tuli halvemmaksi. Suurin osa harkkoraudasta jalostetaan teräkseksi.

Elementtejä, jotka on erityisesti lisätty teräkseen sen ominaisuuksien muuttamiseksi, kutsutaan seosaineiksi ja tällaisia ​​alkuaineita sisältävää terästä kutsutaan seostetuksi. Tärkeimmät seosaineet ovat Cr, Ni, Mn, W, Mo. Nikkelipohjaisia ​​lämmönkestäviä seoksia (nikkeliä ja kromia sisältävä nikromi ja muut) käytetään laajalti.

Kupari-nikkeliseoksia (kupronikkeliä ja muita) käytetään kolikoiden, korujen ja taloustavaroiden valmistukseen.

Metallien nikkelöinti antaa niille kauniin ulkonäön.

Luettelo käytetystä kirjallisuudesta:

1. "Lyhyt kemiallinen tietosanakirja".

(kustantaja "Soviet Encyclopedia", 1963)

2. M.Kh. Karapetyants, S.I. Drakin - "Yleinen ja epäorgaaninen kemia"

(Kustantamo "Chemistry", 1981)

3. N.A. Glinka - "Yleinen kemia"

(Kustantamo "Chemistry", 1975)

4. Käsikirja "Haitalliset kemikaalit, ryhmien V-VIII alkuaineiden epäorgaaniset yhdisteet".

(Kustantamo "Chemistry", 1989)

5. V.A. Isidorov - "Johdatus kemialliseen ekotoksikologiaan"

("Khimizdat", 1999)

Rauta on ihmisten terveydelle tärkeä hivenaine, jonka merkitystä ei voi yliarvioida, koska se on osa seitsemääkymmentä entsyymiä, jotka suojaavat kehon soluja. Tämä metalli on tärkein biologisesti aktiivinen aine, jolla on kyky nopeasti pelkistää ja hapettua.

Rauta osallistuu hapen kuljettamiseen veressä

Rauta ihmiskehossa on vastuussa veren hemoglobiinin "tuotannosta", joka normalisoi kudosten, järjestelmien ja elinten ravintoa. Tämä johtuu parantuneesta verenkierrosta, mikä ylläpitää kehon toimintaa ja terveyttä.

• Immuunijärjestelmän ylläpitäminen;
• Lisääntynyt fyysinen aktiivisuus;
• Luukudoksen vahvistaminen;
• verenkierron normalisointi;
• Kilpirauhasen toiminnan ylläpitäminen;
• Keskushermoston ylläpito ja palauttaminen.

Ihmiskehossa on hyvin vähän rautaa, mutta tästä huolimatta monet toiminnot ovat mahdottomia ilman sitä. Kivennäisaineen päätehtävä on valkoisten (lymfosyytit) ja punaisten (erytrosyytit) verisolujen tuotanto. Lymfosyytit ovat vastuussa immuniteetista, ja punasolut toimittavat happea vereen.

Rauta pääsee elimistöön suoraan ruoan mukana. Eläinperäisissä elintarvikkeissa tämä mineraali löytyy helposti sulavassa muodossa. On myös runsaasti rautaa sisältäviä kasviperäisiä ruokia, mutta elimistö on vaikeampi imeä hivenaine sellaisista lähteistä.

Rauta pääsee ruoansulatuskanavaan, jossa mahaneste vaikuttaa siihen, minkä seurauksena se imeytyy. Mikroelementin imeytyminen tapahtuu suoraan pohjukaissuolessa sekä ohutsuolen yläosassa. Tällä tavalla rauta pääsee verenkiertoon, jossa se sitoutuu proteiineihin ja siirtyy yhdessä verenkierron kanssa välttämättömiin kehon osiin.

Mitkä ruoat sisältävät rautaa

100 grammaa lihaa sisältää 2-3 mg rautaa

Askorbiinihappo, sorbitoli, fruktoosi ja meripihkahappo parantavat raudan imeytymistä elimistöön. Soijaproteiini päinvastoin estää tämän mineraalin imeytymistä, mikä osoittaa, että tuote on suljettava pois ruokavaliosta kehon raudan puutteella. Tee ja kahvi sisältävät hiukkasia, jotka vaikuttavat negatiivisesti mikroelementin imeytymisprosessiin, joten kokeneet ravitsemusasiantuntijat suosittelevat juomaan mehuja aterioiden jälkeen, mikä vaikuttaa suotuisasti raudan imeytymiseen ruoansulatuskanavan soluissa.

Eläinperäiset raudan lähteet

• Lihatuotteet - vasikanliha, naudanliha, sianliha, kaninliha, kalkkuna;
• Eläimenosat - maksa;
• Merenelävät - simpukat, etanat, osterit;
• Kala - makrilli, vaaleanpunainen lohi;
• Keltuainen.

Kasviperäiset raudan lähteet

• Viljat - koko kaurapuuro, tattari;
• Palkokasvit - punaiset pavut;
• Vihannekset - punajuuret, selleri, kukkakaali, tomaatit, kurpitsa;
• Hedelmät - omenat, päärynät, aprikoosit, viinirypäleet, viikunat, persikat;
• Kuivatut hedelmät - kuivatut aprikoosit, luumut, taatelit, rusinat, päärynät, omenat;
• Marjat - karhunvatukat, mustikat, mansikat;
• Saksanpähkinät.

Päivittäinen raudan saanti

Ruoan mukana tulevasta raudan kokonaismäärästä imeytyy vain 10 %. Tämä johtuu siitä, että eri tätä mineraalia sisältävät tuotteet imeytyvät eri tavalla. Eläinperäisillä tuotteilla hivenaine imeytyy paljon nopeammin ja paremmin. Päivittäinen raudan normi asetetaan jokaiselle yksilöllisesti, mikä riippuu hänen elämäntavasta ja iästä.

Päivittäinen arvo lapsille

Lapsen keho tarvitsee 5-15 milligrammaa ikäryhmästä riippuen, mitä vanhempi lapsi, sitä enemmän kivennäisaineita hän tarvitsee.

Päivittäinen arvo naisille

Terveellisten elämäntapojen ja hyvän ravinnon omaava naisen keho tarvitsee 20 mg rautaa. Raskauden aikana ja synnytyksen jälkeisenä aikana kivennäisaineen tarve kasvaa ja on 30 milligrammaa päivässä.

Päivittäinen arvo miehille

Miehen keho tarvitsee 10-15 milligrammaa rautaa. Tämän hivenaineen tarve kasvaa fyysisen rasituksen sekä alkoholijuomien väärinkäytön ja tupakoinnin myötä.

Raudan puute kehossa

Raudanpuute ihmiskehossa ilmenee seuraavissa tapauksissa:

Myös raskaus, kehon kasvu ja imetys voivat johtaa raudanpuutteeseen. Kivennäisainepuutos voi kehittyä tartuntatautien sekä suolistoflooran patologisten häiriöiden jälkeen.

Lihavalmisteiden puuttuminen ruokavaliosta ja juurikasvien ja perunoiden vallitsevuus johtavat vakaviin ongelmiin, jotka liittyvät mikroelementin puutteeseen.

Raudan puutteen seuraukset

• Lihasheikkouden ja hengenahdistuksen kehittyminen;
• Ihon kuivuus;
• Ennenaikainen ryppyjen ilmaantuminen;
• Hiusten ja kynsien hauraus;
• muistin heikkeneminen;
• Liiallinen ärtyneisyys;
• Uneliaisuus;
• Heikentynyt keskittymiskyky.

Kehon raudanpuutteesta kärsiville ihmisille on ominaista vaalea iho ja taipumus pyörtyä ja toistuva huimaus.

Ylimääräinen rauta kehossa

Ylimääräinen rauta kehossa johtaa myös epämiellyttäviin seurauksiin, koska tällä mikroelementillä on kyky kertyä ihmisen sisäelimiin: sydämeen, maksaan, haimaan. Tällainen kertyminen voi johtaa sisäelinten kudosten vaurioitumiseen sekä niiden fysiologisten toimintojen rikkomiseen.

Video Internetistä

Syitä yliannostukseen

• Lisääntynyt raudan imeytyminen suolistossa;
• Jotkut perinnölliset tekijät;
• Massiivinen verensiirto;
• Rautaa sisältävien valmisteiden hallitsematon käyttö.

Rautaa sisältävät valmisteet

Rautavalmisteet ovat lääkeryhmä, joka sisältää hivenaineyhdisteiden suoloja ja komplekseja tai niiden yhdistelmiä muiden mineraalien kanssa. Pohjimmiltaan näitä lääkkeitä käytetään raudanpuuteanemian ehkäisyyn ja hoitoon.

Lääkärin tulee määrätä tätä mineraalia sisältävät lääkkeet tarvittavien testien jälkeen. Raudan itseannostaminen lääkkeiden muodossa voi aiheuttaa suurta haittaa terveydelle.

Rautalisän ottamista koskevat säännöt

1. Juo pieni määrä vettä;
2. Älä ota suun kautta kalsiumvalmisteiden, tetrasykliinien, kloramfenikolin tai antasidien (almagel, fosfalugeli jne.) kanssa;
3. Älä lisää annosta edes annoksen väliin jättämisen jälkeen.

Rautavalmisteen ottamisesta aiheutuvat sivuvaikutukset ilmenevät ihon punoituksena, pahoinvointina, ruokahalun heikkenemisenä, ummetuksena tai ripulina, suolistokoliikkina ja röyhtäilynä. Tässä tapauksessa lääkkeiden käyttö on lopetettava.

Erityistä varovaisuutta on noudatettava tämän mineraalin lääkkeitä käytettäessä lapsuudessa, koska raudan yliannostus (300 milligrammaa päivässä) voi olla kohtalokas.

Tällä hetkellä suosituimpia ovat seuraavat rautavalmisteet, joilla on tarkin mineraalin annostus ja joilla on mahdollisimman vähän sivuvaikutuksia kehossa:

1. Conferon (Conferon) - Unkarin tuotanto, vapautuu 50 kapselia, joista jokainen sisältää n- 35 mg ja rauta (II) sulfaattia - 250 mg kukin (50 milligrammaa alkuainerautaa). Natrium edistää raudan imeytymistä elimistöön ja lisää sen terapeuttista tehokkuutta. Se on määrätty eri etiologioiden raudanpuuteanemiaan.
2. Feracryl (Feracrylum) - sisältää polyakryylihappojen epätäydellistä rautasuolaa. Se valmistetaan lasimaisten hauraiden keltaisten tai tummanruskeiden levyjen muodossa. Vaikea liuottaa veteen. Käytetään muodostamaan hyytymiä veren proteiinin kanssa. Sitä käytetään paikallisena hemostaattisena aineena.
3. Ferrum Lek (Ferrum Lek) - rautavalmiste suonensisäisiä ja lihaksensisäisiä injektioita varten, Jugoslavian tuotanto. Lääkkeen annostus lasketaan jokaiselle potilaalle erikseen.
4. Hemostimuliini (Haemostimulinum) - määrätään verenvuodon stimuloimiseen ja eri etiologioiden hypokromisen anemian hoitoon. Valmistettu tabletin muodossa. Sisältää rautalaktaattia 0,246 grammaa.

Rautapitoiset mineraalit kelluvat reagenssien vaikutuksesta - nafteeniöljyhapot, natriumoleaatti, nestemäinen lasi; Viime aikoina hapetettua kerosiinia on käytetty menestyksekkäästi. Mangaanimalmien vaahdotukseen käytetään reagensseja: öljyhappoa, soijaöljyä, saippuaa, liukoista lasia, soodaa.
Se eroaa muista rautapitoisista mineraaleista lasittamattomaan posliiniin jätetyllä kirsikanpunaisella viivalla. Hematiitti on kemiallisesti kestävä mineraali, joka muodostaa voimakkaita rautamalmiesiintymiä, jotka ovat arvokas raaka-aine raudan ja teräksen valmistuksessa. Tunnetut hematiittimalmiesiintymät sijaitsevat Kurskin magneettisen anomalian alueella, Pohjois-Uralilla, Ukrainassa.
Kaoliinissa on aina vapaita rautapitoisia mineraaleja, joiden taitekerroin on 2 2 - 2 4 ja jotka ovat voimakkaan värisiä, mikä antaa kaoliinille pienelläkin pitoisuudella monenlaisia ​​sävyjä vaaleankeltaisesta ruskeaan ja punaruskeaan. Kaoliinin optisiin ominaisuuksiin vaikuttavat suuresti myös titaanimineraalit, jotka pienetkin määrät (enintään 1 %) voivat vaikuttaa sen laatuun.
Korkea kvartsin sekä rautapitoisten mineraalien ja muiden epäpuhtauksien pitoisuus heikentää tulenkestävän saven ja kaoliinien laatua, mikä joissain tapauksissa edellyttää niiden rikastamista.
Lietteestä pääosa on mineralogisen koostumuksen mukaan rautapitoisia mineraaleja: hematiittia, magnetiittia, kalsiumferriittiä ja rikkikiisua, lisäksi on kvartsia, silikaatteja, karbonaatteja (kalkkia) ja orgaanista alkuperää olevia jyviä - koksia. Yleisin mineraali on hematiitti. Hematiittirakeiden muoto on epäsäännöllinen, niiden koko vaihtelee mikronin murto-osista 0,15 mm:iin, keskimäärin 0,03 mm. Hematiittia edustavat pääasiassa vapaat rakeet; hematiitin ja kvartsin väliset kasvut ovat harvinaisempia, samoin kuin pienet hematiittirakeita, jotka on sementoitu lasimaisella sideaineella (oliviinilla). Jäännösmagnetiittia havaitaan suurimmissa hematiitin rakeissa. Ei ole olemassa vapaita magnetiitin rakeita.
Rautamalmikivet ovat yleensä väriltään ruskeita, kelta-ruskeita, vihertävänruskeita niiden muodostavien rautamineraalien värin mukaan.
Ne sisältävät yleensä ilmoitettujen kalium- ja natriumoksidien ohella erilaisia ​​epäpuhtauksia, joista haitallisimpia ovat rautaoksidit, rikkipyriitit ja rautapitoiset mineraalit, jotka antavat maasälpien keltaisen tai vaaleanpunaisen värin. Maasälpä lisää emalin tulenkestävyyttä, lisää sen kemiallista kestävyyttä ja parantaa sen opasiteettia fluorisälvän ja natriumsilikofluoridin läsnä ollessa. Emallia sulatettaessa hiomahionnalla on erittäin tärkeä rooli. Mitä murskatumpi sparra, sitä helpommin seos sulaa.
Epäpuhtauksiin kuuluvat myös piidioksidi kvartsin ja opaalin muodossa, harvemmin kalsedoni, titaanidioksidi rutiilin ja ilmeniitin muodossa, rauta erilaisten rautapitoisten mineraalien muodossa: limoniitti, hematiitti, sideriitti jne. Jotkut kaoliinit sisältävät mineraaleja gibbsiittiä ja diasporit, minkä seurauksena niissä on korkea alumiinioksidipitoisuus.
Lisäksi saviliuokseen lisätään erityisiä painoaineita, jotta sen tiheys saadaan 1 6 - 2 0 kg / dm3 tavanomaisen liuoksen 1 2 sijaan. Painoaineina käytetään rautapitoisia mineraaleja (magnetiitti, hematiitti), bariittia, masuunipölyrikastetta. Tällaista painoaineita sisältävää liuosta käytetään siinä tapauksessa, että paine kaivossa osoittautuu epänormaalin korkeaksi tai lähellä pohjaa olevalla vyöhykkeellä liuos alkaa kyllästyä siihen murtautumalla kaasulla tai öljyllä.
Raudan lähde on kiteinen kivi, joka sisältää lukuisia rautapitoisia mineraaleja. Sään prosessien aikana rauta muuttuu hydroksidiksi ja kulkeutuu veden mukana mekaanisena suspensiona ja rautahydroksidikolloideina. Osittain siirto suoritetaan rautaraudan sulfaattien ja bikarbonaattien muodossa. Tällä tavalla tuotu rauta jakautuu vesistöihin mekaanisen erilaistumisen lakien mukaisesti altaan hydrodynamiikan mukaisesti. Koska suspendoidut hiukkaset ja kolloidit ovat pieniä, suurimmat (Clarke) rautamäärät havaitaan savessa; sademäärä.
Wollastoniittia esiintyy pääasiassa marmoroiduissa kalkkikivissä tai kalkkipitoisissa liuskeissa. Epäpuhtauksina siihen liittyy kvartsia, rautapitoisia mineraaleja, kalkkipitoisia granaattia, diopsidia, vesuviaania ja muita mineraaleja.
Redox-tilanteen olosuhteiden tai vaihteluiden paljastamiseen kätevimpiä ovat luonnossa laajalle levinneet rautapitoiset mineraalit ja ympäristön reaktion paljastamiseen saviryhmän mineraalit ja karbonaattimineraalit.
E. M. Bonshtedtin laatiman yhteenvedon mukaan Neuvostoliiton nefeliiniesiintymät luokitellaan seuraavasti. Valtavilla Hiipinän tundran kerääntymillä on tässä kiistaton teollinen merkitys: 1) rautapitoisista mineraaleista pestyt ja suurelta osin puhdistetut nefeliinihiekat, konepajateollisuuden tuotteet. Imandra välillä st. Khibiny ja Imandra, säveltävät Big and Small Sandy Pillows; P. A. Borisovin mukaan nefeliinihiekkojen kokonaisvarasto on jopa 900 000 tonnia; ne sisältävät jopa 60 - 70 % nefeliiniä; kemiallinen Tämän kaaren erilliset linkit ovat voimakkaat Kuelspor- ja Poris-Chorra-tunkeutumiset. Näiden kivien mineraloginen koostumus on esitetty taulukossa. 3 (V:n mukaan.
Saviraaka-aineiden ominaisuudet hienojakeiden pitoisuuden mukaan (GOST 9169 - 75 mukaan.
Karkearakeisten sulkeumien koon mukaan savet jaetaan ryhmiin, joissa on pieniä sulkeumia (alle 1 mm), keskikokoiset - 1-5 mm, suuret - yli 5 mm. Suurikokoisten sulkeumien tyypin mukaan savet jaetaan ryhmiin, joissa on kivikappaleita (graniitti, liuskekivet, kvartsiitit jne.); rautapitoiset mineraalit; kipsi; karbonaatit (kalsium, dolomiitti jne.); orgaaniset jäämät ja kivihiili. Vapaan kvartsin pitoisuudesta riippuen saviraaka-aineet jaetaan matalan (jopa 10 %), keskitason (yli 10 - 25 %) ja korkean (yli 25 %) kvartsipitoisuuden ryhmiin.
Rautakiviä ovat sedimenttisyntyiset rautamalmit, oksidi-, karbonaatti-, silikaatti- ja erilaiset rautapitoiset muodostelmat - orshteiinit, orsandit sekä runsaasti rautapitoisia mineraaleja sisältävät hiekkasijoittajat.
Selektiivisyyskertoimet (Pari kationeja raskasmetalli - Ca2 (V.S. Gorbatovin mukaan. Oksidatiivisen sään ja maaperän muodostumisen aikana rauta(III)-mineraaleja muodostuu ja kertyy biosfääriin, pääasiassa oksideja ja hydroksideja, huonosti liukenevia ja geokemiallisesti suhteellisen inerttejä. Monet rauta(II)-mineraaleja löytyy maaperästä ) ja rauta(III), mukaan lukien oksidit: hematiitti Fe2O3, magnetiitti FeO Fe2O3; maghemiitti Fe2O3; hydroksidit: götiitti FeOOH, limoniitti 2Fe2O3 ZH2O; sulfidit; happamat rautapitoiset mineraalit: jarosiitti (OH)Fe6 12 (SO4) 4l, feronatriitti [Na3Fe (SO4) 3 ZH2O], fosfaatit, silikaatit, rautaarsenaatit, rautaorgaaniset yhdisteet, hydroksidien amorfiset sakat.
Proterotsoisessa vaiheessa, joka kesti 1–15 miljardia vuotta, tulivuoren toiminta oli vähemmän voimakasta, valtameriin ja meriin kertyi erilaisia ​​sedimenttejä. Joissakin proterotsoisissa vesistöissä kehittyi intensiivisesti erilaisia ​​eliöitä (esim. rautaa saostavat bakteerit, levät jne.), minkä seurauksena sedimentit rikastuivat raudalla tai karbonaatilla. Siksi proterotsoisissa esiintymissä on rautapitoisia mineraaleja (malmit ja rautapitoiset) kvartsiitit Kurskin magneettisesta poikkeavuudesta, Kanadasta jne., paksuja kalkkikivikerroksia, usein levä- ja dolomiittikerroksia, ja joskus šungiitin välikerroksia - tulevaisuuden hiilen prototyyppiä. Monilla alueilla maailmassa proteerotsoiset esiintymät upotettiin suuriin syvyyksiin, muuttuivat vakavasti ja kuuma magma tunkeutui niihin, minkä seurauksena ne muuttuivat suuresti ja muuttuivat gneisseiksi, kvartsiiteiksi ja muiksi metamorfisiksi kiviksi.
Perinteinen mekaaninen rikastus ei tuota korkealaatuisia tiivisteitä tällaisista tuotteista yhdessä tyydyttävän talteenoton kanssa. Vaikka on epätodennäköistä, että kaikki rautapitoisten mineraaliseosten mekaanisen rikastamisen mahdollisuudet on käytetty loppuun, on syytä olettaa, että tämän ongelman ratkaiseminen on erittäin vaikeaa ja vaatii pitkää tutkimusta täysin uusista menetelmistä, jotka perustuvat erojen hienovaraiseen käyttöön. rautapitoisten mineraalien fysikaaliset ja fysikaalis-kemialliset ominaisuudet. Näissä olosuhteissa menetelmät rautapitoisten mineraalien selektiiviseksi liuottamiseksi säilyttäen samalla arvokkaita harvinaisten metallien mineraaleja liukenemattomassa jäännöksessä ovat erityisen tärkeitä.
Satunnaisten epäpuhtauksien muodossa metallista rautaa pääsee malmiin porauksen tai näytteenoton ja näytettä jauhamisen aikana. Jos rautamalmi ei sisällä magnetiittia, maghemiittia, pyrrotiittia tai muita mineraaleja, joilla on magneettisia ominaisuuksia, metallista rautaa voidaan poistaa malmista magneetilla. On pidettävä mielessä, että useilla rautapitoisilla mineraaleilla, kuten esimerkiksi hematiitti (martiitti ja rautakiilto), götiitti, hydrogoetiitti, hydrohematiitti ja jotkut muut, on kyky magnetisoitua sähkömagneettisessa kentässä.
Uzyanbash, tämän tyyppistä mangaanin mineralisaatiota löydettiin myös. Täällä, saman moottoritien itäpuolella, p.p. Sermenevo-Askarovo paljasti savi-rouheisen eluviaalisen säänkuoren, oletettavasti kvartsi- ja kvartsiittihiekkakivillä. Irtonaiset kerrostumat ovat väriltään kirkkaan kellertävänruskeita, mikä viittaa rautamineraalien lisääntyneeseen pitoisuuteen alkuperäisissä kivissä. Isäntäesiintymien eluviaalisista fragmenteista löytyy usein mangaanioksidiesiintymiä ja joskus pieniä suonen paloja, jotka leviävät jatkuvaksi mangaanimalmiksi.
Tietysti hiekasta löytyy myös muita kivisiä aineita, joita vesi ei muutta tai muuttaa sen avulla, mutta koska nämä viimeksi mainitut muuttuvat enemmän tai vähemmän pitkäaikaisen veden vaikutuksesta, ei ole harvinaista, että hiekka sisältää vain lähes puhdasta kvartsia. Tavallinen hiekka, joka on peräisin vieraiden mineraalien sekoituksesta, on väriltään keltaista tai punertavanruskeaa, riippuen rautapitoisista mineraaleista ja rautapitoisesta savesta. Puhtainta hiekkaa eli ns. kvartsihiekkaa löytyy kuitenkin melko harvoin, ja sille on ominaista sen värittömyys ja se, että se ei veden kanssa ravisteltuna anna sameutta, mikä osoittaa saven sekoittumista; pohjaan sulatettuna se antaa värittömän lasin, minkä vuoksi se on arvokas materiaali lasin valmistuksessa.
Nefeliini tulee näiden kivien koostumukseen olennaisena osana; apatiittirikasteiden valmistuksessa saadaan rikastushiekka, jonka nefeliinipitoisuus on 70 - 75 %. Urtiitti- ja yoliittisuonit löytyvät myös vähemmän tutkitusta Lovozeron tundrasta; suonen nefeliinikiviä löytyy myös Valkoisenmeren rannikolta, Turien niemimaalta, Cheshskaja-lahdella jne. Toinen nefeliinikivien kerääntymisalue on Etelä-Ural, jossa nefeliinisyeniitti-miasskiitit muodostavat meridionaalisen vyöhykkeen n. . Ilmenskivuoret, Kirsikkavuoret jne. Miasskiteen koostumuksessa nefeliiniä on vain 20 - 25 %, ja siinä on melko korkea rautapitoisten rautapitoisten mineraalien pitoisuus; siis käytännöllinen.
Tämä voidaan todeta vain mineralogisella analyysillä, suoraan tutkimalla aitomineraaleja ohuissa leikkeissä, mikä mahdollistaa aitomineraalin muodostumisen koko kulun paljastamisen ja siten geokemiallisten olosuhteiden muutoksen määrittämisen litogeneesin eri vaiheissa. Siksi kemiallisen analyysin tietoja tulee tulkita vain yhdessä mineralogisten ja petrografisten tutkimusten tietojen kanssa. Ottaen tämän huomioon ja käyttämällä myös valtavaa faktamateriaalia Uzbekistanin öljy- ja kaasualueista, ehdotimme (A. M. Akramkhodzhaev ja X. Kh. Avazkhodzhaev) kuuden geokemiallisen ympäristön tyypin erottamista, jotka määritetään raudan reaktiivisten muotojen suhteen. , syngeneettiset ja diageneettiset rautamineraalit ja OM - jäännöspitoisuus .
Joskus kaasun tai öljyn paine on kuitenkin paljon suurempi kuin hydrostaattinen paine tietyllä syvyydellä. Pursomisen estämiseksi näissä tapauksissa käytetään painotettuja saviliuoksia. Tätä varten liuokseen lisätään suuren tiheyden hienojakoisia aineita. Tällaisia ​​aineita ovat rautapitoiset mineraalit magnetiitti ja hematiitti, masuunipölyrikaste ja bariitti.
Samanaikaisesti vertaamalla magneetti- ja gravitaatiokenttien ominaisuuksia voidaan nähdä, että tälle alueelle on ominaista voimakkaat negatiiviset gravitaatiopoikkeamat, ja Etelä-Apsheronin painauma-alueella on alueellinen, gravitaatio, negatiivinen ääripää. Kaikki tämä ei näytä tukevan tiheiden magneettisesti aktiivisten kappaleiden kehittymistä täällä sedimenttiosan pohjalla ja vaatii toisen selityksen etsimistä Etelä-Kaspian heikosti positiiviselle kentällä. Sellaisenaan voidaan tarkastella magneettisesti aktiivisten, ensisijaisesti rautapitoisten mineraalien lisääntyneen pitoisuuden vaikutusta Etelä-Kaspian laman Cenozoic-alueen tiivistymättömän, hiekka-savimaisen osan koostumukseen. Epäsuora todiste tästä ovat nykyaikaisten pohjasedimenttien geokemialliset ominaisuudet, jotka osoittavat lisääntynyttä plastisen magnetiitin ja titanomagnetiitin pitoisuutta hiekoissa ja rautapitoisia mineraaleja savikivessä sekä lisääntynyttä rautapitoisuutta Etelä-Kaspianmereltä peräisin olevien öljyjen tuhkajäännöksissä. , joista osa voisi vangita isäntäkivistä peräisin olevaan nesteeseen.
Metallisen raudan esiintyminen rautamalmissa on hyvin harvinainen ilmiö. Alkuperäisen raudan (pallasiitin) muodossa sitä löytyy joistakin vulkaanisista kerrostumista. Epäpuhtauden muodossa metallista rautaa pääsee malmiin porauksen tai näytteenoton ja näytettä jauhamisen aikana. Jos rautamalmi ei sisällä magnetiittia, maghemiittia, pyrrotiittia tai muita mineraaleja, joilla on magneettisia ominaisuuksia, metallista rautaa voidaan poistaa malmista magneetilla. On pidettävä mielessä, että monet rautapitoiset mineraalit, kuten hematiitti (martiitti ja raudan kiilto), götiitti, hydrogoetiitti, hydrohematiitti ja jotkut muut magnetisoituvat sähkömagneettisessa kentässä. Tällaisissa tapauksissa metallista rautaa ei voida poistaa magneetilla, ja se on määritettävä yhdessä FeO:n ja Fc20:n kanssa alla osoitetulla tavalla.

Wöhler teki useita tärkeitä tutkimuksia titaanista, tästä alkuaineesta, joka on hyvin yleinen maankuoressa ja jonka suuri käytännön merkitys ilmenee vasta meidän aikanamme. Titaanin löytö liittyy ensisijaisesti erinomaisen mineraalianalyytikon W. Gregorin nimeen, joka totesi vuonna 1789, että rutiilissa oli aiemmin tuntematon alkuaine. Klashchrot vuonna 1795 havaitsi, että jotkut rautapitoiset mineraalit sisältävät uutta maata - titaanioksidia. Elementin nimen antoi Klaproth.
Seuraava etsintä- ja etsintävaihe, joka keskittyi pääasiassa öljy- ja kaasuesiintymien etsimiseen eteläisillä, keski- ja pohjoisilla alueilla, johti Niyazbekin kentän löytämiseen Ter-gachissa. Syvien ja erittäin syvien öljyn ja kaasun kertymien etsiminen liittyy Ferganan laman öljy- ja kaasupotentiaalin tärkeimpiin näkymiin. FEREIDUN-MARJAN OIL FIELD - sijaitsee Persianlahden vesillä Saudi-Arabian ja Iranin rajalla, Zulufin kentästä koilliseen, Keski-Arabian nousun alamäessä ja on rajoittunut kupoliin, jonka mitat ovat 24 X X 24 km. Burgan-sarjan hiekkakivet ovat myös öljypitoisia. FERROLIIITIT - kemogeeniset kivet, 50 % tai enemmän koostuvat erilaisista rautapitoisista mineraaleista.
Seuraava etsintä- ja etsintävaihe, joka keskittyi pääasiassa öljy- ja kaasuesiintymien etsimiseen eteläisillä, keski- ja pohjoisalueilla, johti Niyazbekin kentän ja Ter-gachin löytämiseen. Syvien ja erittäin syvien öljyn ja kaasun kertymien etsiminen liittyy Ferganan laman öljy- ja kaasupotentiaalin tärkeimpiin näkymiin. FEREIDUN-MARJAN OIL FIELD - sijaitsee Persianlahden vesillä Saudi-Arabian ja Iranin rajalla, Zulufin kentästä koilliseen, Keski-Arabian nousun alamäessä ja on rajoittunut kupoliin, jonka mitat ovat 24 X X 24 km. Burgan-sarjan hiekkakivet ovat myös öljypitoisia. FERROLIIITIT - - kemogeeniset kivet, 50 % tai enemmän koostuvat erilaisista rautapitoisista mineraaleista.
Serpentiniiteillä on verkkomainen ja silmukkamainen rakenne. Ensimmäisessä tapauksessa ne koostuvat kiilanmuotoisesta y-liszardiitista, joka on hyvin diagnosoitu negatiivisella venymällä. Y-liszardiitin kiilojen väliset raot on täytetty isotrooppisella serpofyytillä. Silmukkarakenne on tyypillistä a-liskoille. Serpentiniitit sisältävät myös krysotiilia. Sillä on taipumus täyttää halkeamat ja se on myöhempi muodostus. A.A:n mukaan Alekseeva / 1976 /, Kirjabinskin ylängön serpentiniitit koostuvat rautapitoisemmista mineraaleista verrattuna Birsa-kompleksin vastaaviin kiviin.
Flogopiittiesiintymien flogopiittien kemiallisten analyysien uudelleenlaskenta osoitti, että FeO:n lisäksi myös Fe2O3:n pitoisuuden nousuun liittyy magnesiumoksidipitoisuuden lasku ja alumiinioksidipitoisuuden nousu (Korzhinsky, 1945b, s. ja klinopyrokseeni). osoittautuvat kapeimmaksi. Jos oletetaan isomorfismia yhden rautaraudan magnesiumin kanssa, flogopiittien koostumuspisteet hajaantuvat enemmän. Jotkut kirjoittajat ehdottivat, että alun perin rauta-magnesiaattikiilleen kaikki rauta, samoin kuin sarvisekoitus ja jotkut pyrokseenit, voi olla rautapitoisessa tilassa, isomorfinen magnesiumin kanssa, mitä seuraa osan raudan hapettuminen lämpötilan laskeessa.Fe / Mg ryhmässä (MgFe) johtaa näiden mineraalien koostumuksen muutokseen suhteessa muihin komponentteihin; erityisesti , flogopiiteissa johtaa alumiinioksidipitoisuuden kasvuun, mikä riistää meiltä mahdollisuuden tarkalle siirrolle yhdellä kaaviolla (kuva Dl Rautapitoisempien kivien joukossa esiintyvissä flogopiittiesiintymissä, esimerkiksi pyrokseeniamfiboliteissa, ei ole ominaista vain rautapitoisemmat mineraalit, vaan myös mineraalien parageneettiset suhteet muuttuvat. Nimittäin diopsidiyhdistyksen sijasta skapoliitti flogopiitti (kuva 1).

Raudan geokemia

opiskelija 9 "B" luokka

Raevski Georgi

Rauta ei ole vain ympärillämme olevan luonnon tärkein metalli, se on kulttuurin ja teollisuuden perusta, se on sodan ja rauhantyön väline. Ja koko jaksollisesta taulukosta on vaikea löytää toista elementtiä, joka olisi niin yhteydessä ihmiskunnan menneisyyteen, nykyiseen ja tulevaan kohtaloon.

Akateemikko Alexander Evgenievich Fersman, erinomainen Neuvostoliiton geokemisti, mineralogi, maantieteilijä ja matkustaja

Mitä on geokemia?

Roomalainen oppinut kirjailija, "Luonnonhistorian" kirjoittaja Plinius Vanhin kirjoitti: "Rautamalmikaivokset tarjoavat ihmiselle mitä mainioimman työkalun. Sillä tällä työkalulla me leikkaamme maan halki, viljelemme hedelmällisiä puutarhoja ja leikkaamme villiköynnöksiä rypäleillä, pakotamme ne periksi joka vuosi. Tällä työkalulla rakennamme taloja, rikomme kiviä ja käytämme rautaa kaikkiin sellaisiin tarpeisiin.

Mineraalit, mukaan lukien rauta, arvostettiin paitsi kristillisen aikakauden alussa, Pliniusin aikana. Vuosisadallamme, joka on mahdotonta ajatella ilman tieteellistä ja teknistä kehitystä ja kehittynyttä teollisuutta, niiden merkitys on kasvanut entisestään. Mutta jotta ihmiskunta saisi tarvittavat alkuaineet riittävinä määrinä, niitä on louhittava jatkuvasti. Ja tätä varten sinun on tiedettävä kemiallisten alkuaineiden jakautumismallit maapallolla.

Näitä lakeja tutkivat erilaiset tieteet, joista johtavan paikan on geokemia - tiede Maan kemiallisesta koostumuksesta, alkuaineiden ja niiden isotooppien jakautumislakeista sekä kivien, maaperän muodostumisprosesseista. ja luonnonvesiä. (Jos jotakuta kiinnostaa, niin kosmokemian tiede harjoittaa samaa tutkimusta maan ulkopuolisessa avaruudessa). Koska kemialliset alkuaineet sisältyvät maankuoreen malmien ja mineraalien muodossa, geokemia on toisaalta kemian sisar ja toisaalta läheisessä yhteydessä geologiaan. Ja yksi geologian pääalueista on mineraalien jakautumisen tutkimus maankuoressa. Siksi geokemiaa pidetään usein eräänlaisena geologian ja kemian rajalle syntyneenä hybriditieteen alana. Joten tämä "yhtälö" on osittain totta: "geokemia = geologia + kemia" - mutta vain osittain.

Termi "geokemia" ilmestyi 1800-luvun viimeisellä neljänneksellä. Oletettavasti sen otti tieteelliseen käyttöön yksi ensimmäisistä ammattigeokemististä, amerikkalainen tiedemies Frank Clark (1847-1931), jota kutsutaan geokemian isäksi.

Erinomaista venäläistä tiedemiestä V. I. Vernadskia pidetään oikeutetusti yhtenä modernin geokemian perustajista. Vuonna 1927 hän tulkitsi tämän tieteen sisällön seuraavasti: "Geokemia tutkii kemiallisia alkuaineita eli maankuoren ja mahdollisuuksien mukaan koko planeetan atomeja. Se tutkii niiden historiaa, leviämistä ja liikkumista aika-avaruudessa, heidän geneettisiä suhteitaan planeetallamme."

Tällä hetkellä yleisin näkemys geokemian aiheesta ja sisällöstä on seuraava: moderni geokemia tutkii ominaisuuksien perusteella kemiallisten alkuaineiden jakautumista ja sisältöä mineraaleissa, malmeissa, kivissä, maaperässä, vesissä sekä alkuaineiden ilmakehän kiertokulkua luonnossa. atomeistaan ​​ja ioneistaan.

Rauta on yksi aurinkokunnan yleisimmistä alkuaineista, erityisesti maanpäällisillä planeetoilla, erityisesti maan päällä. Merkittävä osa maanpäällisten planeettojen raudasta sijaitsee planeettojen ytimissä, mukaan lukien Maa, jossa sen pitoisuus saavuttaa 90%. Rautapitoisuus maankuoressa on 4-5 % ja vaipassa noin 12 %. Metalleista rauta on runsaudeltaan toiseksi alumiinin jälkeen. Samaan aikaan noin 86 % kaikesta raudasta on ytimessä ja 14 % vaipassa.

Rautapitoisuus kasvaa merkittävästi peruskoostumuksen magmaisissa kivissä, joissa se liittyy pyrokseeniin, amfiboliin, oliviiniin ja biotiittiin. Teollisissa pitoisuuksissa rauta kerääntyy lähes kaikkien maankuoressa tapahtuvien eksogeenisten ja endogeenisten prosessien aikana. Merivedessä rautaa on hyvin pieniä määriä 0,002 - 0,02 mg / l. Jokivedessä se on hieman korkeampi - 2 mg / l.

Raudalla on tärkeä rooli biosfäärissä, koska rautaatomi on osa hemoglobiinia, korkeampien organismien punasolujen proteiinia. Hemoglobiini osallistuu hapen toimittamiseen kudoksiin ja soluihin.

Raudan uskotaan yhdessä nikkelin, koboltin ja hapen (toisen teorian mukaan vedyn) kanssa osa maapallon ydintä. Paine Maan keskustassa on valtava (noin 3 miljoonaa ilmakehää), ja näiden alkuaineiden, mukaan lukien raudan, ominaisuuksien pitäisi muuttua epätavallisiksi. Tutkijat uskovat, että vedystä tulee tällaisissa puristuksissa metalli, ja raudan ja muiden metalliatomien (ensisijaisesti ulkoisten elektronikuorten) elektronirakenne voi muuttua suuresti. Vaikka tieteiskirjailijat ovatkin kuvanneet matkaa Maan keskustaan ​​jo monta kertaa, emme voi suoraan tutkia maan ytimen koostumusta: geokemistit arvioivat sen epäsuorien tietojen perusteella.

Raudan geokemialliset ominaisuudet

Raudan tärkein geokemiallinen ominaisuus on, että sillä on useita hapetusasteita. Rauta neutraalissa muodossa - metallinen - muodostaa maan ytimen, mahdollisesti esiintyy vaipassa ja hyvin harvoin maankuoressa. Rautarauta FeO on vaipan ja maankuoren pääasiallinen raudan muoto. Rautaoksidi Fe2O3 on tyypillistä maankuoren ylimmille, hapettuimmille osille, erityisesti sedimenttikiville.

Kiteen kemiallisilta ominaisuuksiltaan Fe2+-ioni on lähellä Mg2+- ja Ca2+-ioneja, muita pääalkuaineita, jotka muodostavat merkittävän osan kaikista maanpäällisistä kivistä. Kiteiden kemiallisen samankaltaisuuden vuoksi rauta korvaa magnesiumin ja osittain kalsiumin monissa silikaateissa. Rautapitoisuus vaihtelevan koostumuksen omaavissa mineraaleissa yleensä kasvaa lämpötilan laskeessa.

rautamineraaleja

Maankuoressa rauta on levinnyt laajasti - sen osuus maankuoren massasta on noin 4,1 % (4. sija kaikista alkuaineista, 2. metallien joukossa). Vaipassa ja maankuoressa rauta on keskittynyt pääasiassa silikaatteihin, kun taas sen pitoisuus on merkittävä emäksisessä ja ultraemäksisessä kivessä ja alhainen happamissa ja väliaineissa.

Rautaa sisältäviä malmeja ja mineraaleja tunnetaan suuri määrä. Malmit ovat luonnonmineraaleja, jotka sisältävät rautaa sellaisina määrinä ja sellaisina yhdisteinä, että metallin teollinen erottaminen niistä on taloudellisesti mahdollista. Rautapitoisuus teollisuusmalmeissa vaihtelee laajalla alueella - 16 - 70%. Rautamalmeja käytetään kemiallisesta koostumuksesta riippuen raudan sulattamiseen luonnollisessa muodossaan tai jos niissä on alle 50 % Fe, rikastuksen jälkeen. Suurin osa rautamalmeista käytetään raudan, teräksen ja ferroseosten sulattamiseen. Suhteellisen pieniä määriä niitä käytetään luonnonmaaleina (okra) ja porauslietteen painotusaineina.

Suurin käytännön merkitys on punainen rautamalmi (hematiitti, Fe2O3; sisältää jopa 70 % Fe), magneettinen rautamalmi (magnetiitti, FeO.Fe2O3, Fe3O4; sisältää 72,4 % Fe), ruskea rautamalmi tai limoniitti (goetiitti ja hydrogoetiitti ja hydrogoetiitti, vastaavasti FeOOH ja FeOOH nH2O). Götiittiä ja hydrogoetiittia löytyy useimmiten säänkuoresta muodostaen niin sanottuja "rautahattuja", joiden paksuus on useita satoja metrejä. Ne voivat olla myös sedimenttialkuperää, ja ne voivat pudota kolloidisista liuoksista järvissä tai merien rannikkoalueilla. Tässä tapauksessa muodostuu ooliitti- tai palkokasvi-rautamalmeja. Ne sisältävät usein vivianiittia Fe(3PO4)2 8H2O:ta, joka on mustien pitkänomaisten kiteiden ja säteittäisesti säteilevien aggregaattien muodossa.

Luonnossa rautasulfidit ovat myös laajalle levinneitä - rikki- tai rautapyriittejä ja pyrrotiittia. Ne eivät ole rautamalmia - rikkihapon valmistukseen käytetään rikkihappoa, ja pyrrotiitti sisältää usein nikkeliä ja kobolttia.

Muita yleisiä rautamineraaleja ovat:

· Siderite - FeCO3 - sisältää noin 35 % rautaa. Sillä on kellertävänvalkoinen (saastumisen tapauksessa harmaa tai ruskea sävy) väri.

Markasiitti - FeS2 - sisältää 46,6 % rautaa. Se esiintyy keltaisten, kuten messingin, bipyramidimuotoisten rombisten kiteiden muodossa.

Lollingiitti - FeAs2 - sisältää 27,2 % rautaa ja esiintyy hopeanvalkoisina bipyramidin muotoisina rombisina kiteinä.

Mispikel - FeAsS - sisältää 34,3% rautaa. Esiintyy valkoisina monokliinisinä prismoina.

Melanteriitti - FeSO4 7H2O - on harvinaisempi luonnossa ja on vihreitä (tai harmaita epäpuhtauksien vuoksi) monokliinisiä kiteitä, joilla on lasimainen kiilto, hauraita.

Vivianiitti - Fe3(PO4)2 8H2O - esiintyy siniharmaina tai vihreänharmaina monokliinisinä kiteinä.

Maankuoressa on myös muita, vähemmän yleisiä rautamineraaleja, esim.

Tärkeimmät rautamalmiesiintymät

Tärkeimmät rautaesiintymät ovat Australiassa, Brasiliassa, Venezuelassa, Intiassa, Kanadassa, Liberiassa, Venäjällä, Yhdysvalloissa, Ranskassa ja Ruotsissa.

Rautamalmivaroilla mitattuna Venäjä on yksi ensimmäisistä paikoista maailmassa.

Tärkeimmät rautamalmiesiintymät maailman geologisella kartalla

Mielenkiintoinen geokemiallinen fakta:

Hyvin harvat alkuaineet esiintyvät luonnossa vapaassa muodossa. Tässä muodossa niitä kutsutaan alkuperäisiksi. Metallit ja useimmat epämetallit yhdistyvät hyvin helposti muiden alkuaineiden, erityisesti hapen, kanssa. Siksi ne ovat maankuoressa lähes aina sidottuina osana erilaisia ​​yhdisteitä. Rauta on erittäin aktiivinen alkuaine, joka hapettuu helposti varsinkin kosteuden läsnäollessa. Alkuperäistä rautaa löytyy kuitenkin luonnosta. Tämä on täysin poikkeuksellinen tapaus, koska rauta alkuperäisessä muodossaan päätyy maankuoreen meteoriittien osana.

Ja tässä on mitä akateemikko Fersman sanoo suositussa kirjassa raudan geokemiasta:

”Rauta kuuluu maailmankaikkeuden tärkeimpiin metalleihin. Näemme sen linjat kaikissa kosmisissa kappaleissa, ne kimaltelevat meille punakuumien tähtien ilmakehässä, näemme myrskyisiä rautaatomeja pyörtyvän auringon pinnalla, ne putoavat meille joka vuosi hienon kosmisen pölyn muodossa, muodossa rautameteoriiteista. Arizonan osavaltiossa Etelä-Afrikassa Podkamennaya Tunguskan altaassamme putosivat suuret massat alkuperäistä rautaa, tätä maailmankaikkeuden tärkeintä metallia. Geofyysikot sanovat, että koko maan keskipiste koostuu nikkeliraudan massasta ja että maapallomme kuori on yhtä mittakaavassa kuin ne lasimaiset kuonat, jotka virtaavat masuunista raudan sulatuksen aikana.

…Geokemistit paljastavat meille raudan historian. Sanotaan, että jopa maankuoressa on 4,2 % rautaa, kun taas metalleista vain alumiinia on ympäröivässä luonnossa enemmän kuin rautaa. Tiedämme, että se on osa niitä sulaneita massoja, jotka oliviinin ja basalttikiven muodossa jähmettyvät syvyyksissä raskaimpina ja ikimuistoisimpina kivinä. rautageokemian mineraaliesiintymä

Tiedämme, että graniittikivissä on jäljellä suhteellisen vähän rautaa, mikä on osoitus niiden vaaleasta - valkoisesta, vaaleanpunaisesta, vihreästä - väristä. Mutta maan pinnalle monimutkaiset kemialliset reaktiot keräävät edelleen valtavia rautamalmivarastoja. Jotkut niistä muodostuvat subtrooppisilla alueilla, joissa trooppiset sateet korvataan kuuman kesän kirkkailla aurinkoisilla päivillä, joissa kaikki liukoinen huuhtoutuu pois kivistä ja muodostuu suuria kertymiä - rauta- ja alumiinimalmien kuoria.

Tiedämme kuinka myrskyisät orgaanista ainesta sisältävät vedet tuovat valtavia määriä rautaa eri kivistä pohjoisten maiden, esimerkiksi meidän Karjalan, järvien pohjalle; järvien pohjalle, missä vesi virtaa, herneitä tai kokonaisia ​​rautakonkrementteja kerrostuu erityisten rautabakteerien osallistuessa ... Joten, soissa, meren syvyyksissä, maapallomme pitkän geologisen historian aikana rautamalmien kerääntymiä muodostettiin; ja ei ole epäilystäkään siitä, että useissa tapauksissa eläin- ja kasvielämä on vaikuttanut näiden kerrostumien muodostumiseen.

Näin suuret Kerchin esiintymät muodostuivat; näin syntyivät todennäköisimmin Krivoy Rogin ja Kurskin magneettisen anomalian valtavat rautamalmivarannot.

Näiden kahden viimeisen esiintymän malmit kerrostivat muinaisten merien vedet niin kauan sitten, että syvyyksien kuuma henkäys onnistui muuttamaan niiden rakennetta, ja ruskean rautamalmin sijaan, kuten Kerchissä, näemme täällä muuttuneita mustia malmeja, joka koostuu rautakilosta (hematiitista tai punaisesta rautamalmista) ja magneettisesta raudasta.

Raudan vaeltaminen ei lopu maan pinnalle. On totta, että hyvin vähän siitä kertyy meriveteen; ja perustellusti sanotaan, että tämä vesi ei sisällä juuri lainkaan rautaa. Kuitenkin erityisissä, poikkeuksellisissa olosuhteissa, jopa merellä, matalissa lahdissa, laskeutuu rautapitoisia sedimenttejä, kokonaisia ​​rautamalmiesiintymiä, joita löytyy myös useista muinaisista meriesiintymistä. Näin syntyivät kuuluisat rautamalmiesiintymämme Ukrainassa lähellä Khopraa, Kerchiä ja Ayatia. Mutta maan pinnalla - puroissa, joissa, järvissä, soissa - rauta vaeltelee kaikkialla; ja kasvit löytävät aina itselleen tämän tärkeän kemiallisen alkuaineen, jota ilman kasvien elämä on mahdotonta. Yritä riistää kukkaruukku rautaa, niin näet, että kukat menettävät pian värinsä ja hajunsa, lehdet muuttuvat keltaisiksi, alkavat kuivua ...

... Siten kasvissa, elävässä organismissa raudan kierto maan päällä on päättynyt, ja punasolut ihmisen veressä ovat yksi tämän metallin vaeltamisen viimeisistä vaiheista, jota ilman ei ole elämää eikä rauhallista työtä.

Raudan tulevaisuus

Rautakausi - aikakausi, joka alkoi ihmiskunnan primitiivisestä historiasta, jolloin syntyi rautametallurgia ja rautatyökalujen valmistus - jatkuu. Noin kaikki yhdeksänkymmentä ihmiskunnan käyttämästä metallista ja metalliseoksesta perustuvat rautaan. Rautaa sulatetaan maailmassa noin 50 kertaa enemmän kuin alumiinia, muista metalleista puhumattakaan. Muovit? Mutta meidän aikanamme he suorittavat useimmiten muita toimintoja erilaisissa malleissa, ja jos perinteen mukaisesti he yrittävät tuoda ne "välttämättömien korvikkeiden" joukkoon, niin useimmiten ne korvaavat ei-rautametallit, eivät rautametallit. yhdet. Vain muutama prosentti kuluttamastamme muovista korvaa teräksen.

Rautapohjaiset seokset ovat yleismaailmallisia, teknisesti edistyneitä, saatavilla ja halpoja irtotavarana. Tämän metallin raaka-ainepohja ei myöskään aiheuta huolta: ihmisillä on jo riittävästi tutkittuja rautamalmivarantoja. Lisäksi tutkijat ovat varmoja, että raudan geokemian (ja tulevaisuudessa - raudan kosmokemian) alalla tehtävät löydöt tarjoavat ihmiskunnalle uusia tämän korvaamattoman elementin lähteitä. Tämän geokemian alan tutkimus on välttämätöntä, koska rautaa voidaan liioittelematta kutsua sivilisaatiomme perustaksi.

Kirjallisuus

1) Wikipedia, artikkeli "Rauta"

2) Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja, artikkeli "Rautamalmit"

(http://bse.sci-lib.com/article039128.html).