Руда болотная: состав, месторождения, особенности добычи

В Киеве, а затем и в Московской Руси, почти до конца XVI века, основной сырьевой базой для производства железа были болота и озерные минералы, залегающие близко к поверхности. В научном смысле их называют «коричневой железной рудой органического происхождения» или «лимонитом». Современные названия некоторых населенных пунктов, участков и ручьев до сих пор отражают интерес древности к этому сырью: село Железняки, Рудокопское водохранилище, ручей Ржавец. Неприхотливый болотный ресурс выделял железо весьма сомнительного качества, но именно оно надолго спасло Российское государство.

Характеристика болотной руды

Болотная руда — это тип коричневой железной руды, откладываемой в заболоченных местах на корневищах водных растений. Обычно он напоминает россыпи или коренастые землистые куски красно-красных оттенков, состав которых в основном представлен гидратированным оксидом железа, а также включает воду и различные примеси. Не так часто в составе можно встретить оксид никеля, хрома, титана или фосфора.

Болотные минералы имеют невысокое содержание железа (от 18% до 40%), но имеют неоспоримое преимущество: плавление металла из них происходит при температуре всего 400 градусов Цельсия, а уже 700-800 градусов могут дать железо приемлемого качества качественный. Поэтому производство такого сырья можно легко наладить в простых печах.

Болотная руда широко распространена в Восточной Европе и повсеместно сопровождает леса умеренного пояса. Южная граница его распространения совпадает с южной границей лесостепи. В степных зонах железная руда этого типа практически отсутствует.

По страницам истории

Болотные руды издавна преобладали над жильными. В Древней Руси для изготовления изделий из железа прибегали к руде, собранной на болотах. Убрали его совком, сняв сверху тонкий слой зелени. Поэтому этот минерал еще называют «дерн» или «луг».

Добыча железа из болотной руды была чисто сельским ремеслом. На охоту крестьяне выходили, как правило, в конце летнего сезона и в начале осени. При поисках минерала использовали деревянный кол с заостренным концом, которым протыкали верхний слой дерна, погружая его на глубину 20-35 сантиметров. Результаты поисков горняков увенчались успехом кола, произведенного с определенным звуком, и, таким образом, добытая порода определялась цветом и ароматом куска. На просушку минерала от лишней влаги уходило до двух месяцев, а в октябре он уже прокаливался на огне, сжигая различные примеси. Окончательная плавка проходила зимой в доменных печах. Секреты добычи болотной руды передавались из поколения в поколение.

интересно отметить, что в древнерусском языке лексема «минерал» использовалась в значении как минерала, так и крови, а производное «минерал» было синонимом «красный» и «красный».

Образование руды

В 1836 году немецкий геолог Х. Г. Эренберг впервые сформулировал гипотезу о том, что расширяющиеся донные отложения бурой железной руды на болоте были результатом жизнедеятельности железобактерий. В то же время, несмотря на свободное развитие в естественной среде, этот ведущий болотный минерал-органайзер по сей день не поддается выращиванию в лабораторных условиях. Его клетки покрыты своего рода оболочкой из гидроксида железа. Поэтому в водоемах за счет развития и жизнедеятельности железобактерий происходит постепенное накопление железа.

Рассеянные частицы солей железа из первичного месторождения переходят в грунтовые воды и при значительном накоплении оседают в неглубоких рыхлых отложениях в виде гнезд, почек или линз. Эти минералы встречаются в низких и очень влажных местах, а также в долинах рек и озер.

Другой фактор, влияющий на образование болотной руды, — это ряд окислительно-восстановительных процессов в общем развитии болотной системы.

Месторождения

Крупнейшие месторождения болотных руд в России расположены на Урале, где суммарные запасы всех месторождений составляют около 16,5 млн тонн. Коричневая железная руда органического происхождения содержит от 47% до 52% железа, содержание глинозема и кремнезема умеренное. Этот минерал преимущественно используется для плавки.

В Республике Карелия в Новгородской, Тверской и Ленинградской областях имеются месторождения гетита (гидратированного оксида железа), который сосредоточен в основном в болотах и ​​озерах. Хотя он содержит много ненужных примесей, простота его извлечения и обработки сделала его экономически выгодным. Объемы полезных ископаемых в озере настолько велики, что на металлургических заводах Олонецкого района в 1891 г добыча этих полезных ископаемых достигла 535 000 пудов и выплавлялось 189 500 пудов чугуна.

Тульская и Липецкая области также богаты коричневыми железными рудами болотного происхождения. Железо в составе колеблется от 30-40%, присутствует высокое содержание марганца.

Особенности добычи

Болотная руда в настоящее время практически не считается минералом и не вызывает особого интереса для развития местной промышленности. И если для металлургии незначительная толщина минералосодержащих слоев не имеет значения, то для домашнего хобби-любителя они правы.

В природе такой минерал встречается во всех типах и качествах, от громоздких клубков и мелких крошек до структуры, напоминающей сапропель. Их отложения встречаются на дне болот, в низинах и на прилегающих к ним склонах. Опытные рыбаки определяют местоположение по характерной ржавой воде и темному илу на поверхности болот, а также по ряду других отметок. Сняв верхний слой почвы, часто погруженную в воду по колено, а иногда и по пояс, извлекают «железную землю» красно-красных оттенков. Стоит отметить, что минерал с возвышенностей и под зарослями березовых лесов считается лучшим, так как железо из него будет мягче, но самое твердое железо получают из минерала под еловыми лесами.

Дальнейший процесс практически не изменился с незапамятных времен и включает в себя примитивную сортировку сырья, очистку от растительных остатков и измельчение. Затем минерал укладывают в сухие места, на землю или на специальные деревянные полы и оставляют на некоторое время для высыхания. На заключительном этапе его обжигают для удаления остаточной органики и отправляют на плавку в кузницы.

Практическое применение

Наличие фосфора и других металлических добавок в болотных минералах приводит к сокращению использования лимонитовых пород для выплавки стали и чугуна. Металлурги все чаще используют землистые сорта в качестве сырья для производства модельных песков. В последнее время болотная руда стала очень востребованной в химических очистителях; он используется в коксовых печах для удаления сероводорода из воздуха. А в некоторых странах Европы его используют для очистки бытового газа. Некоторые виды коричневой железной руды также используются для производства красок и лаков, особенно охры и умбры.

Такой болотный минерал, как «голова коричневого стекла», в его естественном виде высоко ценится ювелирами и коллекционерами камней. Из его кристаллов создаются изысканные украшения на любой вкус: кулоны, браслеты, кулоны, кольца и серьги. Лимонит хорошо сочетается с серебром.