Železo v přírodě: Výskyt a těžba

Chemický prvek železo je šedobílý, lesklý, středně tvrdý, feromagnetický kov. Na suchém vzduchu je železo stálé, na vlhkém vzduchu se pokrývá vrstvou hydroxidu. Má značnou afinitu ke křemíku a kyslíku. Za vyšší teploty dobře reaguje s chlorem, fosforem a sírou.

Železo je druhý nejrozšířenější kov a čtvrtý nejrozšířenější prvek. Přírodní železo je směsí 4 stabilních izotopů, největší podíl (91,18 %) připadá na izotop ⁵⁶Fe.

Výskyt železa

Železo se vyskytuje také na Měsíci, kde jeho zastoupení v kůře činí 9 %. V měsíčním prachu je obsažen v kovové formě v množství okolo 0,5 %, v průměrně dvanáctimetrové povrchové vrstvě se nachází okolo 10¹² tun železa.

V zemské kůře činí průměrný obsah železa 4,7-6,2 % (62 000 ppm), čímž se řadí na 4. místo podle výskytu prvků (před ním je jen kyslík, křemík a hliník). V mořské vodě se jeho koncentrace pohybuje pouze na úrovni 0,01 miligramů v jednom litru.

V přírodě se železo vyskytuje ve formě sloučenin v mnoha rudách, které mohou být průmyslově využity k jeho výrobě. Nejvíce se vyskytuje ve formě oxidů a uhličitanů. Z nejznámějších lze jmenovat například hematit (krevel) Fe₂O₃, magnetit (magnetovec) Fe₃O₄, limonit (hnědel) Fe₂O₃ · x H₂O, ilmenit FeTiO₃ nebo siderit (ocelek) FeCO₃. Známý je i sulfidický pyrit FeS₂, který se však kvůli obtížnému oddělení síry od železa průmyslově tolik nezpracovává. Co do obsahu železa je z těchto rud nejhodnotnější magnetit, který obsahuje téměř tři čtvrtiny hmotnosti železa, ale nejhojněji se vyskytující rudou je hematit.

Čtěte také: O výskytu niklu

Elementární kovové železo, které lze nalézt na zemském povrchu, je buď pozemské, nebo meteoritické. Pozemské je vzniklé nejspíše „přirozeným zhutněním“ železa obsaženého v bazaltech, přičemž se poukazuje na přítomnost uhelných vrstev nebo jejich uzavřenin (výskyty na ostrově Disko u Grónska či v Bühlu u německého Kasselu, v Česku vzácně ze Strak u Duchcova).

Nejpoužívanější rudy železa

Těžba železa

Pro běžné použití se železo získává jakožto surové železo ve vysoké peci redukcí svých oxidů koksem nebo oxidem uhelnatým. Ve vysoké peci probíhá několik dějů.

1. V dolní části pece se spaluje koks na oxid uhličitý CO₂díky vhánění předehřátého vzduchu (popř. kyslíku). Touto exotermickou reakcí se pec v tavicí zóně vyhřívá na teplotu okolo 2 000 °C, což způsobí roztavení surového železa a tvorbu strusky. Na dně se hromadí roztavené železo, odkud se vypouští odděleně od strusky.
2. Ve vyšších vrstvách pece probíhá nepřímá redukce oxidů železa oxidem uhelnatým.

Výroba surového železa se provádí redukcí železných ve vysoké peci. Ve vysoké peci probíhá při teplotách 400-1000°C nepřímá redukce železné rudy oxidem uhelnatým. Při teplotách 950-1000°C probíhá ve vysoké peci přímá redukce železné rudy uhlíkem.

Využití železa

Čisté železo nemá větší praktický význam. Některé sloučeniny železa se využívají pro výrobu barviv nebo jako oxidační a desinfekční činidla. Významné je využití železa jako katalyzátoru při výrobě čpavku přímou syntézou z vodíku a dusíku.

Fluorid železnatý FeF₂ a fluorid železitý FeF₃ se používají k přípravě keramických glazur. Chlorid železnatý FeCl₂ slouží jako flokulační činidlo při čištění odpadních vod. Chlorid železitý FeCl₃ slouží k jednoduchému důkazu fenolů. Bromid železitý FeBr₃ se používá v organické chemii jako bromační činidlo. Jodid železnatý FeI₂ je katalyzátorem řady organických reakcí. Dusičnan železitý Fe(NO₃)₃ je katalyzátorem při výrobě amidu sodného NaNH₂. Selenid železnatý FeSe a fosfid Fe₃P se používají k výrobě polovodičů. Tetraborid FeB₄ je využíván ve výzkumu supravodivosti.

Čtěte také: Využití kovových beden na odpad

V analytické chemii se používá hexahydrát síranu železnato-amonného (NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O (Mohrova sůl) jako zdroj stabilních iontů Fe²⁺. Hexathiokyanatoželezitan železitý Fe[Fe(SCN)₆] slouží k důkazu kyslíkatých látek v organické chemii (ferox test).

Historie využití železa

Je už ze starší doby kamenné doložena i znalost železa. Šlo o železo, které se v přírodě nacházelo v ryzí formě (tzv. meteority). Na několika místech byly nalezeny kusy snesené do sídlišť. Stanici na Kylešovickém kopci u Opavy v roce 1924.

Čtěte také: Železo v přírodě: Podrobný přehled

tags: #železo #v #přírodě #výskyt #a #těžba

Oblíbené příspěvky:

• Čištění odpadu tekutým čističem
• Zpětný Odběr Autobaterií
• 112 v ohrožení života: Recenze
• Zdravější ovzduší díky čističkám
• Lidová architektura v slovenských muzeích