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骄傲的黑色家族

        古代的埃及人把铁叫做“天石”。这是因为在那时,铁和黄金一样难以找到,埃及人所用的铁,有一部分就是从天上掉下来的陨铁里提炼出来的。我国劳动人民远在 3000 多年前,也已开始使用铁了,但当时也是从陨铁里提炼的。
        由于天上掉下来的陨铁,实在是太少了。因而在古代,人们发现并使用铁以后的相当长一段时间里,铁并没有得到普遍的应用。
        人们学会从铁矿石里炼出铁来,只是 2000 多年前的事。
        我国是世界上发明铁冶炼最早的国家。远在春秋中期,就建造了和现代高炉相似的炼铁炉,比欧洲人要早 1900 年。但那时的产量毕竟还是有限的。又过了好多年,直到 19 世纪以后,也就是 1856 年,世界上出现了第一批贝氏转炉,开始用焦炭炼钢,铁才从小规模的炼铁炉中走到现在规模的高炉中,于是我们才有了现代化的钢铁工业。
        铁是地球上应用最广,也是最重要的金属。
        铁和铁制品在我们的生活中用途极为广泛,从小螺丝钉到大型机器,从日常用的刀剪到枪炮坦克,从拖拉机、汽车到几十万吨的巨型船舶,无一不是用钢铁制造的。此外,从动植物到人,离开铁也是无法生存下去的。
        现在,人们可以毫不夸张地讲,没有钢铁,当今社会的科学和技术的进步是不可能的。整个世界的生产力进步也是不可能的。
        那条条河上架起的铁桥,连接城市与城市,国家与国家的数千公里的铁路、输油、输气管道,用于支撑厂房、体育馆、高大建筑物和几百米高的电视发射塔的钢架,那些以钢铁为主要材料制造的轮船、汽车、火车和各种机床、工具……等。总之,那些数不清的与人类生活、生产休戚相关的钢铁制品,对于其原料、材料的数量、品种和质量提出的要求将是何等的多又何等的高啊!
        铁这种金属,不同于任何一种其他的金属,它在形成合金以后,经过一定技术处理就非常容易改变自己的性能。这就使得人们采用不同的合金元素及用不同的配比,创造出数以万计的具有不同特性的合金。迄今为止,各国科学家和工程师已经研制出 1 万多个铁合金的品种。换句话说,目前具有各种各样特性的钢种超过了 1 万个。
        人们习惯将铁及其合金以及铬、锰等通称为黑色金属。可想而知,这个黑色金属是多么庞大的家族。从 19 世纪中叶开始到现在的一个半世纪里,这个骄傲的黑色家族几乎可以说托起了一个新的世界。
        铁是地球上应用最广,也是最重要的金属。
        铁在国民经济中的作用,是无法估量的。铁在现代工业建设中占全部原材料的 70%,因而,人们常把一个国家铁工业的年产量作为该国工业发展水平的主要标志。并形象地把铁矿石比作钢铁工业的“粮食”。
        铁是从铁矿石里提炼出来的,这是大多数人都知道的常识。但铁矿石是怎样形成的?铁矿石中的铁又是从哪里来的?恐怕就不是人人都知道的了。科学研究告诉我们,在地壳中铁的含量约 4.2%,是地壳中含量仅次于铝, 居第二位的金属元素。而铁在整个地球的含量则比这还要大得多,约占地球质量的 35%左右,也就是说,在地球的内部,铁是很多的。
         但是,由于受开采技术的限制,目前我们还只能开采地壳表层的铁矿。此外,一方面受目前冶炼水平的限制,铁矿中铁的含量至少要在 20%~30%以上,我们才能利用。另一方面,地壳中铁的平均含量又不高,这就使得铁必须在某些特定的地方集中起来,才能形成供我们利用的铁矿。那么,分散的铁元素又是怎样集中起来形成铁矿的呢?
         世界上重要的铁矿,多数是离现在十分遥远的,地球历史上最古老的时期形成的。如距今 25~45 亿年前的太古代、6~25 亿年前的元古代和 3.3~4.0 亿年前的古生代泥盆纪等,都是铁矿形成的重要时期。这不仅是因为形成铁矿需要很长的时间,还因为那时地球上是一片深浅多变的海洋,没有宽广的陆地,地壳又比较薄,有许多断裂很深的裂缝。因而岩浆活动剧烈,火山喷发频繁,经常出现烟雾满天的景象。随着岩浆从地壳裂缝中的不断喷在地球深处的含铁量很高的岩浆大量喷发出来,岩浆在上升过程中,随着温度逐渐降低,压力逐渐减少,岩浆中的铁元素便逐渐结晶并在一定的地方集中起来,从而形成具有开采价值的铁矿床。这样形成的铁矿床叫岩浆型铁矿床,也叫原生铁矿。世界上绝大部分的铁矿均与此有关。像我国四川的攀枝花铁矿和内蒙古白云鄂博的铁矿就是这样形成的。
         岩浆活动过程中,岩浆与周围的岩石接触时,在条件较合适的时候,特别是岩浆与石灰岩、白云岩这些碳酸钙类岩石接触时,常常相互作用,发生化学反应,也常常形成铁矿。这样的铁矿叫接触交代铁矿。如我国湖北的大冶铁矿就属于这个类型。
         岩浆型铁矿形成后,如果山露在地表的话,在风吹、雨打、日晒以及生物的作用下,含铁的岩石会破碎成砾石、砂子和泥土,其中较轻的岩石碎屑和易溶于水的元素随水流失,较重的难溶于水的铁矿沉积下来形成铁矿床,这样形成的铁矿叫风化壳型铁矿。风化壳型铁矿多为大型的富铁矿,这类铁矿在我国比较少。
         分散在各处含铁的岩石,经过长期的日晒雨淋,风化崩解,里面的铁同时也被氧化,这些氧化铁溶解或悬浮在水中,随着水的流动,被带到较平静的水中沉淀聚集在水下,成为铁较集中的矿层;在沉淀聚集过程中,许多生物,特别是铁菌的活动起了很大的作用。这样形成的铁矿叫沉积铁矿。世界上大多数的大铁矿都经过这样的聚集过程。如河北的宣龙式铁矿就是这样形成的。
         沉积型铁矿床形成后,往往还会受到地壳运动和岩浆活动的影响,发生多次变化。比如地壳中的高温高压作用,有时还会将含矿物质多的热液参加进来,使这些沉积铁矿变质,形成规模很大的铁矿。这样形成的铁矿属于沉积变质铁矿。举世闻名的鞍山大铁矿,就是这样形成的。因而这类铁矿在我国便称做“鞍山式铁矿”。

实际上由于大部分铁矿形成的年代久远,这期间影响的因素极为复杂,因而很少有受单一因素影响形成的铁矿床,它们大都是经历了复杂的地质作用的产物。
         据估计,全世界具有开采价值的铁矿只有 1000 余个,其中储藏量 5 亿吨以上只有 100 多个。全世界铁矿石储量超过 100 亿吨的国家只有 7 个,我国就是其中之一。我国的铁矿储量相当可观,总储量达 440 亿吨,比英、美两国的总和还要多,仅次于原苏联和巴西,居世界第三位。不过,我国铁矿储量虽然可观,但由于多为含铁率在 30%左右的贫矿,这给我国铁矿的利用带来诸多不便。
         我国储量可观的铁矿资源,在地区分布上具有分布广泛的特点。全国近2/3 的省区,都拥有大型铁矿床。但在普遍分布之中,又有相对集中的特点,有 52.4%的铁矿储量集中于辽宁、河北和四川三省。辽宁的鞍山、本溪、辽阳一带,是我国铁矿储量最为集中的地方,探明储量在 100 多亿吨。该地最厚矿层达 300 米以上,是世界性大矿。其中,辽阳的弓长岭铁矿,又是我为数不多的著名富集矿。矿石品位达 60%以上。由于这一地区的铁矿分布集中又接近地表,易于开采,因而成为我国最大钢铁基地--鞍山、本溪钢铁基地的铁矿石供应地。
         河北铁矿储量仅次于辽宁,主要分布在河北东部的迁安、滦县和北部的宣化、赤城、龙关一带,它主要是首都钢铁公司和唐山钢铁公司的铁矿基地。
         内蒙古的白云鄂博铁矿是一个由铁和稀土等多种元种组成的综合矿床,具有可能综合利用的元素多达 20 余种,综合利用前景引人瞩目。它的铁矿主要供包钢使用。
         西南地区铁矿储量以四川最为丰富。主要有攀枝花、西昌、宜宾和綦江等铁矿区,它们是攀枝花钢铁公司和重庆钢铁公司的铁矿基地。其中,攀枝花是大型钒钛磁铁矿。据勘测,攀枝花??西昌一带蕴藏着全国 20%的铁、87%的钒和 93%的钛。目前,攀枝花钢铁公司,已成为我国十大钢铁基地之一,也是世界最大的钒、钛加工基地之一。
         其他,像安徽的马鞍山铁矿、湖北的大冶铁矿、江苏的梅山铁矿、甘肃的镜铁山铁矿和山西的岚县、五台山铁矿等,也是全国著名的铁矿产区。
         另外,在海南岛西部的昌江和崖县地区,著名的石碌铁矿,是我国最大的富铁矿。
         铁矿是钢铁工业的“粮食”。因而,我国钢铁工业的分布与我国铁矿的分布密切相关,大型的钢铁基地一般都分布在大的铁矿区附近。
         新中国成立 40 多年来,我国的钢铁工业得到了飞速的发展。目前,我国的年钢产量已突破 8000 万吨大关,居世界第四位。是 1949 年的 500 余倍,也就是说,我国现在一天的钢产量比 1949 年一年的都多。


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