Реферат по геологии на тему железо

Обновлено: 05.07.2024

1. Железо, область определений, свойства

ЖЕЛЕЗО, Fe (ferrum), химический элемент VIIIB подгруппы периодической системы элементов, металл, член триады железа (Fe, Co, Ni). Железо самородное редко встречается в природе, главным образом в минералах феррит, аваруит и метеоритах (т.н. метеоритное железо, которое содержит более 90% Fe). В соединениях с кислородом и другими элементами широко распространено в составе многих минералов и руд. По распространенности в земной коре (5,00%) это третий (после кремния и алюминия) элемент; считается, что земное ядро состоит в основном из железа. Основные минералы - гематит (красный железняк) Fe₂O₃; лимонит Fe₂O₃ H₂O (n = 1-4), содержащийся, например, в болотной руде; магнетит (магнитный железняк) Fe₃O₄ и сидерит FeCO₃. Наиболее распространенным минералом железа, не являющимся, однако, источником его получения, является пирит (серный колчедан, железный колчедан) FeS₂, который иногда называют за его желтый блеск золотом дураков или кошачьим золотом, хотя он в действительности часто содержит небольшие примеси меди, золота, кобальта и других металлов.

СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗА

Температура плавления, ° С

Температура кипения, ° С

Плотность, г/см 3

Твердость (по Моосу)

Содержание в земной коре, % (масс.)

В наши дни железо в основном (95%) выплавляют из руд в виде чугунов и сталей и в сравнительно небольших количествах получают восстановлением металлизованных окатышей, а чистое железо - термическим разложением его соединений или электролизом солей. Железо - один из самых пригодных к эксплуатации металлов в сплаве с углеродом (сталь, чугун) - высокопрочная основа конструкционных материалов. Как материал, обладающий магнитными свойствами, железо используется для сердечников электромагнитов и якорей электромашин, а также в качестве слоев и пленок на магнитных лентах.

Чистое железо - катализатор в химических процессах, компонент лекарственных средств в медицине. Железо является существенным химическим компонентом организмов многих позвоночных, беспозвоночных и некоторых растений. Оно входит в состав гема (пигмента эритроцитов - красных кровяных клеток) гемоглобина крови, мышечных тканей, костного мозга, печени и селезенки. Каждая молекула гемоглобина содержит 4 атома железа, которые способны создавать обратимую и непрочную связь с кислородом, образуя оксигемоглобин. Кровь, содержащая оксигемоглобин, циркулирует по телу, поставляя кислород к тканям для клеточного дыхания. Поэтому железо необходимо для дыхания и образования красных кровяных клеток. Миоглобин (или мышечный гемоглобин) снабжает кислородом мышцы. Общее количество железа в человеческом теле (средней массы 70 кг) составляет 3-5 г. Из этого количества 65% Fe находится в гемоглобине. От 10 до 20 мг Fe ежедневно требуется для обеспечения нормального метаболизма среднего взрослого. Красное мясо, яйца, желток, морковь, фрукты, любая пшеница и зеленые овощи в основном обеспечивают организм железом при нормальном питании; при анемии, связанной с недостатком железа в организме, принимают лекарственные препараты железа.

2. Промышленные типы месторождений. Рудные месторождения

Основные факторы, определяющие промышленную ценность месторождения - масштабы по запасам минерального сырья, концентрация запасов, качество минерального сырья.

Примеры промышленных типов месторождений - железные руды, медь, олово, золото, угли, асбест, слюда, цементное сырье, строительные материалы.

Геолого-промышленные типы месторождений руд черных металлов

Железо.

Марганец.

Титан.

Ванадий.

Геолого-промышленные типы месторождений руд цветных металлов

Алюминий.

Магний.

Никель.

Кобальт.

Свинец и цинк.

Олово.

Вольфрам.

Молибден.

Висмут.

Ртуть и сурьма.

Литий, цезий и рубидий.

Бериллий.

Ниобий и тантал.

Цирконий и гафний.

Редкометальные элементы и иттрий.

Рассеянные элементы.

Геолого-промышленные типы месторождений руд благородных металлов

Геолого-промышленные типы месторождений руд радиоактивных металлов

Особое значение имеет разноаспектный анализ районов, где, на первый взгляд, возможно перспективное и быстрое комплексное развитие горнорудной базы сразу по нескольким направлениям. В частности, речь может идти о Медвежьегорском районе Центральной Карелии. Близость к промышленным центрам, приграничное положение, хорошо развитая инфраструктура могли бы гарантированно и беспроблемно решить поставленные задачи. Если учесть, что вся территория Карелии может рассматриваться как единое месторождение на строительные материалы, то ее прикладное значение для России не вызывает сомнения - разведка и разработка месторождений ванадия, благородноплатиновометальных комплексных руд, золота, урана, а также нерудного сырья - шунгитов, строительного камня, песков и др. Однако в основу стратегии развития любого региона должна быть положена концепция экологического риска с учетом экологической цены. Следовательно, прежде чем рассматривать экономику Карелии с позиций преимущественного развития горнорудного дела как, например, Колыму, необходимо провести анализ конъюнктуры всех видов полезных ископаемых на мировом рынке и, в первую очередь, имеющих экологический риск регионального масштаба.

Район Заонежья, наряду с восточной половиной Кондопожского района, имеет уникальные почвы, качество которых подчеркивается таким параметром, как геологическое строение, а именно шунгитовые сланцы, доломиты, гидротермально измененные метасоматические породы. Их главные характеристика: а) уникальные дерновые шунгитовые почвы в сочетании с доломитовой составляющей, которая развита на ЮВ побережье Онежского озера в Заонежье на базе выходов коренных доломитов; б) максимальная теплообеспеченность почв, что, хотя и характерно для всей Южной Карелии, однако дополняется еще геологическим строением с современными активными флюидными эманациями; в) высокое присутствие в почвах таких микроэлементов, как медь, марганец, молибден и, особенно, селен (Чаженгина, Перевозчикова, 1985; Чаженгина и др., 1985; Чаженгина, 1998).

Между почвами и коренными образованиями во впадинах развиты ленточные глины, которые образовались в межледниковье всего несколько тысяч лет тому назад, а в озерах - гумус. По мощности эти породы достигают несколько десятков метров, располагаясь в геоактивных и геопатогенных зонах, связанных с уран-ванадиевыми месторождениями.

В шунгитовых породах содержание селена составляет 2,4х10 -3 %, в почвообразующих породах - 3,4х10 -5 %, в дерновых литогенных почвах и травянистой растительности - nх10 -5 %. Высокие кларки концентрации селена - в шунгитовой породе К_к = 480, почвообразующей породе - 72 и низкий коэффициент биологического поглощения (1,3-2,7) свидетельствуют об определенной избирательности накопления растительностью.

По коэффициенту уникальности (Осокин, Алтухов, 1998), район Заонежья следует рассматривать как единое рудное поле, состоящее из более чем десяти месторождений. В состав Тамбицкого поля входят не только проектируемые месторождения Средняя Падма, но также Весеннее, Верхняя Падма и Царевское и др. Выдеsляются Космоозерское, Ковкозерское и Святухинское рудные поля (Металлогения Карелии, 1999). Совокупное Месторождение Ванадия может быть отнесено к уникальным - К_у= 4х10 16 (т.е. больше, чем nх10 11-12 ), также как и Совокупное Месторождение Урана при запасах в 31 тыс. т (Савицкий и др., 2004), уникально по Ку=1х10 17 . Платиноидно-благороднометалльные рудопроявления прогнозируются на уровне 500 т (Савицкий и др., 1995 и др.). Содержания урана изменяются от бортовых (0.05%), редко ниже, до 1% (месторождение Космозеро) и 2.16% (м-е Светлое к СЗ от оз. Маткозеро, Кумсинская структура).

Постоянным спутником уран-ванадиевых руд Заонежья является селен - типоморфный летучий компонент, определяющий специфику этих месторождений. Региональный геохимический фон - 3-6х10 -4 % (Органическое., 2004); в карбонатных отложениях - от 20 до 60х10 -4 %, а содержание в рудах превышает кларк (5х10 -6 %) (Эмсли, 1993) на 5 порядков, в рудных телах превышает кларк элемента более чем на 3 порядка, проникая в породообразующие минералы и образуя собственные минералы, но более всего ассоциируется с уран-ванадиевыми слюдками (Шмураева, 1998). Наиболее типоморфные минералы, образуемые селеном на подобных месторождениях (Минералы, 1960; Магакьян, 1961; Смирнов, 2002 и др.) и развитые на заонежских: 1) клаусталит (PbSe) - ассоциируется с медью и ртутью, типоморфный минерал урановых месторождений штата Юта и уран-ванадиевых месторождений плато Калорадо (США); 2) парагуанахуатит (Bi₂(Se, S)₃) - обычно редкий минерал, характерен для урановых месторождений; 3) клокманит (CuSe) - установлен в урановых месторождениях Канады и др. (Полеховский, Волошин, 1990).

Литература

1. Вольфсон Ф.И., Дружинин А.В. Главнейшие типы рудных месторождений. М., Недра, 2002.

2. Рудные месторождения СССР. Т. 1-3. М., Недра, 1978.

3. Синяков В.И. Геолого-промышленные типы рудных месторождений. С-Пб., Недра, 2004.

Железо — ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро корродирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе. Обозначается символом Fe (лат. Ferrum). Один из самых распространённых в земной коре металлов (второе место после алюминия).

Смотрите так же:

СТРУКТУРА

Две модификации кристаллической решетки железа

Для железа установлено несколько полиморфных модификаций, из которых высокотемпературная модификация – γ-Fe(выше 906°) образует решетку гранецентрированного куба типа Сu (а₀ = 3,63), а низкотемпературная – α-Fe-решетку центрированного куба типа α-Fe (a₀ = 2,86).
В зависимости от температуры нагрева железо может находиться в трех модификациях, характеризующихся различным строением кристаллической решетки:

В интервале температур от самых низких до 910°С —а-феррит (альфа-феррит), имеющий строение кристаллической решетки в виде центрированного куба;
В интервале температур от 910 до 1390°С — аустенит, кристаллическая решетка которого имеет строение гранецентрированного куба;
В интервале температур от 1390 до 1535°С (температура плавления) — д-феррит (дельта-феррит). Кристаллическая решетка д-феррита такая же, как и а-феррита. Различие между ними только в иных (для д-феррита больших) расстояниях между атомами.

При охлаждении жидкого железа первичные кристаллы (центры кристаллизации) возникают одновременно во многих точках охлаждаемого объема. При последующем охлаждении вокруг каждого центра надстраиваются новые кристаллические ячейки, пока не будет исчерпан весь запас жидкого металла.
В результате получается зернистое строение металла. Каждое зерно имеет кристаллическую решетку с определенным направлением его осей.
При последующем охлаждении твердого железа при переходах д-феррита в аустенит и аустенита в а-феррит могут возникать новые центры кристаллизации с соответствующим изменением величины зерна

СВОЙСТВА

В чистом виде при нормальных условиях это твердое вещество. Оно обладает серебристо-серым цветом и ярко выраженным металлическим блеском. Механические свойства железа включают в себя уровень твердости по шкале Мооса. Она равна четырем (средняя). Железо обладает хорошей электропроводностью и теплопроводностью. Последнюю особенность можно ощутить, дотронувшись до железного предмета в холодном помещении. Так как этот материал быстро проводит тепло, он за короткий промежуток времени забирает большую его часть из вашей кожи, и поэтому вы ощущаете холод.
Дотронувшись, к примеру, до дерева, можно отметить, что его теплопроводность намного ниже. Физические свойства железа — это и его температуры плавления и кипения. Первая составляет 1539 градусов по шкале Цельсия, вторая — 2860 градусов по Цельсию. Можно сделать вывод, что характерные свойства железа — хорошая пластичность и легкоплавкость. Но и это еще далеко не все. Также в физические свойства железа входит и его ферромагнитность. Что это такое? Железо, магнитные свойства которого мы можем наблюдать на практических примерах каждый день, – единственный металл, обладающий такой уникальной отличительной чертой. Это объясняется тем, что данный материал способен намагничиваться под действием магнитного поля. А по прекращении действия последнего железо, магнитные свойства которого только что сформировались, еще надолго само остается магнитом. Такой феномен можно объяснить тем, что в структуре данного металла присутствует множество свободных электронов, которые способны передвигаться.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

Железо — один из самых распространённых элементов в Солнечной системе, особенно на планетах земной группы, в частности, на Земле. Значительная часть железа планет земной группы находится в ядрах планет, где его содержание, по оценкам, около 90 %. Содержание железа в земной коре составляет 5 %, а в мантии около 12 %.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

ПРИМЕНЕНИЕ

Кольцо из железа

Железо — один из самых используемых металлов, на него приходится до 95 % мирового металлургического производства.
Железо является основным компонентом сталей и чугунов — важнейших конструкционных материалов.
Железо может входить в состав сплавов на основе других металлов — например, никелевых.
Магнитная окись железа (магнетит) — важный материал в производстве устройств долговременной компьютерной памяти: жёстких дисков, дискет и т. п.
Ультрадисперсный порошок магнетита используется во многих чёрно-белых лазерных принтерах в смеси с полимерными гранулами в качестве тонера. Здесь одновременно используется чёрный цвет магнетита и его способность прилипать к намагниченному валику переноса.
Уникальные ферромагнитные свойства ряда сплавов на основе железа способствуют их широкому применению в электротехнике для магнитопроводов трансформаторов и электродвигателей.
Хлорид железа(III) (хлорное железо) используется в радиолюбительской практике для травления печатных плат.
Семиводный сульфат железа (железный купорос) в смеси с медным купоросом используется для борьбы с вредными грибками в садоводстве и строительстве.
Железо применяется в качестве анода в железо-никелевых аккумуляторах, железо-воздушных аккумуляторах.
Водные растворы хлоридов двухвалентного и трёхвалентного железа, а также его сульфатов используются в качестве коагулянтов в процессах очистки природных и сточных вод на водоподготовке промышленных предприятий.

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Железо

Содержание
1. Железо, область определений, свойства 3
2. Промышленные типы месторождений. Рудные месторождения 6
Литература 16

ЖЕЛЕЗО, Fe (ferrum), химический элемент VIIIB подгруппы периодической системы элементов, металл, член триады железа (Fe, Co, Ni). Железо самородное редко встречается в природе, главным образом в минералах феррит, аваруит и метеоритах (т.н. метеоритное железо, которое содержит более 90% Fe). В соединениях с кислородом и другими элементами широко распространено в составе многих минералов и руд. По распространенности в земной коре (5,00%) это третий (после кремния и алюминия) элемент; считается, что земное ядро состоит в основном из железа. Основные минералы – гематит (красный железняк) Fe₂O₃; лимонит Fe₂O₃ H₂O (n = 1–4), содержащийся, например, в болотной руде; магнетит (магнитный железняк) Fe₃O₄ и сидерит FeCO₃. Наиболее распространенным минералом железа, не являющимся, однако, источником его получения, является пирит (серный колчедан, железный колчедан) FeS₂, который иногда называют за его желтый блеск золотом дураков или кошачьим золотом, хотя он в действительности часто содержит небольшие примеси меди, золота, кобальта и других металлов.

СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗА
Атомный номер	26
Атомная масса	55,847
Изотопы
Стабильные	54, 56, 57, 58
Нестабильные	52, 53, 55, 59
Температура плавления, ° С	1535
Температура кипения, ° С	3000
Плотность, г/см 3	7,87
Твердость (по Моосу)	4,0–5,0
Содержание в земной коре, % (масс.)	5,00
Степень окисления
характерная	+2, +3
прочие значения	+1, +4, +6

Железо (элементное) известно и используется с доисторических времен. Первые изделия из железа, вероятно, были изготовлены из метеоритного железа в виде амулетов, драгоценностей и рабочего инструмента. Около 3500 лет назад человек открыл способ восстановления красной земли, содержащей оксид железа, в металл. С тех пор из железа было изготовлено огромное количество различных изделий. Оно сыграло важную роль в развитии материальной культуры человечества.
В наши дни железо в основном (95%) выплавляют из руд в виде чугунов и сталей и в сравнительно небольших количествах получают восстановлением металлизованных окатышей, а чистое железо – термическим разложением его соединений или электролизом солей. Железо – один из самых пригодных к эксплуатации металлов в сплаве с углеродом (сталь, чугун) – высокопрочная основа конструкционных материалов. Как материал, обладающий магнитными свойствами, железо используется для сердечников электромагнитов и якорей электромашин, а также в качестве слоев и пленок на магнитных лентах.
Чистое железо – катализатор в химических процессах, компонент лекарственных средств в медицине. Железо является существенным химическим компонентом организмов многих позвоночных, беспозвоночных и некоторых растений. Оно входит в состав гема (пигмента эритроцитов – красных кровяных клеток) гемоглобина крови, мышечных тканей, костного мозга, печени и селезенки. Каждая молекула гемоглобина содержит 4 атома железа, которые способны создавать обратимую и непрочную связь с кислородом, образуя оксигемоглобин. Кровь, содержащая оксигемоглобин, циркулирует по телу, поставляя кислород к тканям для клеточного дыхания. Поэтому железо необходимо для дыхания и образования красных кровяных клеток. Миоглобин (или мышечный гемоглобин) снабжает кислородом мышцы. Общее количество железа в человеческом теле (средней массы 70 кг ) составляет 3–5 г. Из этого количества 65% Fe находится в гемоглобине. От 10 до 20 мг Fe ежедневно требуется для обеспечения нормального метаболизма среднего взрослого. Красное мясо, яйца, желток, морковь, фрукты, любая пшеница и зеленые овощи в основном обеспечивают организм железом при нормальном питании; при анемии, связанной с недостатком железа в организме, принимают лекарственные препараты железа.

Основные факторы, определяющие промышленную ценность месторождения – масштабы по запасам минерального сырья, концентрация запасов, качество минерального сырья.
Примеры промышленных типов месторождений – железные руды, медь, олово, золото, угли, асбест, слюда, цементное сырье, строительные материалы.

Геолого-промышленные типы месторождений руд черных металлов

Геолого-промышленные типы месторождений руд цветных металлов

Алюминий.
Магний.
Никель.
Кобальт.
Медь.
Свинец и цинк.
Олово.
Вольфрам.
Молибден.
Висмут.
Ртуть и сурьма.

Геолого-промышленные типы месторождений редких металлов

1. Вольфсон Ф.И., Дружинин А.В. Главнейшие типы рудных месторождений. М., Недра, 2002.
2. Рудные месторождения СССР. Т. 1–3. М., Недра, 1978.
3. Синяков В.И. Геолого-промышленные типы рудных месторождений. С-Пб., Недра, 2004.
4. Смирнов В.И. Геология полезных ископаемых. М., Недра, 2002.
5. Смирнов В.И.и др. Курс рудных месторождений. М., Недра, 2006.
6. Старостин В.И., Игнатов П.А. Геология полезных ископаемых. М., МГУ, 2007.

Реферат на тему: Твердые кристаллы Содержание Введение 1. Монокристаллы и кристаллические агрегаты 2.

Реферат на тему: Карстовые процессы Введение Карстовые процессы развиваются в растворимых природными поверхностными и

Реферат по геологии: Геологическая деятельность подземных вод Содержание Введение 1. Виды воды в горных

Реферат на тему: Асбест Содержание Введение Описание минерала Физические свойства Химические свойства Классификация Библиография

Реферат по геологии: Академик Скочинский А. А. Академик Александр Александрович Скочинский широко известен как

Реферат на тему: Артезианские воды Артезианские воды [от назв. франц. провинции Артуа (лат. Artesium), где

Реферат по геологии: Академик Сатпаев К.И. Академик Каныш Имантаевич Сатпаев — выдающийся геолог, ученый

Реферат на тему: Выветривание Содержание Введение Физическое выветривание Химическое выветривание Биологическое выветривание Библиография Введение

Реферат на тему: Вещественный состав земной коры Содержание Введение Минералы Горные породы Библиография Введение

Реферат на тему: Землетрясения Содержание Введение Механизм возникновения землетрясения Изучение землетрясений Типы экологических последствий

Рефераты по геологии

(3) (1)

(6) (2) (1) (3) (10) (1) (1) (2) (1)

(8) (3) (4) (4)

(3) (2) (2) (2) (4) (7) (1) (1) (2) (2) (3) (4) (1) (7) (3)

(3) (1) (5) (28) (3) (6) (25) (17) (8) (3) (2) (4) (34) (22) (17) (42) (5) (9) (1) (11) (4) (4) (21) (6) (4) (7) (4) (1) (2) (2) (4) (33) (8) (2) (10) (70) (10) (1)

(2) (3) (3) (1) (3) (1) (1) (1) (1) (2) (1) (1) (2)

(9) (3) (16) (5) (2) (2) (22) (2)

Этот сайт использует cookie для хранения данных. Продолжая использовать сайт, Вы даете свое согласие на работу с этими файлами. OK

Читайте также: