铁与铁器时代：从自然界到工业的基础

铁与铁器时代

铁不但是我们周围自然界里最重要的元素，而且是文化和工业的基础，它是战时的利器，又是和平劳动的工具。打开门捷列夫的元素周期表，再也找不出来一种元素，对于人类的过去、现在和将来的命运有像铁这么重要的。

公元前三四千年前，人类就开始去掌握这种金属，从那时候起的人类全部历史，都是为铁而奋斗的历史。可能是人最初捡到天上落下来的石头——陨石，就用陨石加工做成制品，如我们今天看到墨西哥的阿芝特克人、北美洲的印第安人、格林兰的爱斯基摩人和近东地区的居民所有的那种制品似的。难怪古代阿拉伯人传说铁产在天上。埃及土人干脆把铁称为“天石”;阿拉伯人重复埃及人的古代传说，说天上的金雨落在阿拉伯的沙漠上，金子在地面上变成银子，随后又变成黑色的铁——这是对于那些要想独占天上恩赐的部落的惩罚。

这些金属制造工人正在加热锻炉里的铁，然后将用夹具取出赤热的铁，将它锤打成形

铁在很长时间里得不到普遍的应用，因为要从矿石里炼出铁来并非易事，而天上掉下来的陨石又很少。

只有在公元后1000年这段时期里，人才学会了从铁矿里炼出铁来;于是文化史上的铁器时代便代替了青铜器时代，一直延续到今天。

各民族像找金子似的找铁，他们探求铁的斗争在复杂的历史生活上始终起着重要的作用;然而无论是中世纪的冶金学家，还是炼金术士，都没能真正地掌握铁，人真正掌握铁还仅是从19世纪开始的，这以后铁才逐步变成工业上最重要的一种金属。随着冶金工业的发展，鼓风炉代替了手工业式的小规模的熔铁炉，兴起了像马格尼托哥尔斯克那样看着叫人惊奇的巨大的冶金工厂，它的生产量有好几千吨。

铁矿成了每一个国家的主要资源。储藏量几十亿吨的洛林铁矿成了资本家掠夺的对象，成了战争的根源。我们知道，在19世纪70年代，德法两国就曾经为了独占莱茵河流域储藏量几十亿吨的铁矿而进行过战争。

瑞典在北极圈里有有名的基鲁纳铁矿，矿石质地很好，一年的开采量有1000万吨，英国和德国在争夺这个铁矿上有过许多故事。我们知道俄国的铁矿是逐步发现和开采起来的，最先是在克列伏罗格和乌拉尔，以后又找到了库尔斯克地磁异常区的极其丰富的铁矿。

苏联有很多铁矿，这些铁矿奠定了苏联工业的基础，炼出铁来建造铁轨、桥梁、机车、农业机器和别种和平劳动的工具。

在战争的年代里，把铁制成炮弹和炸弹，一次战役发射出去的铁有时候相当于整个铁矿。例如，第一次世界大战当中的凡尔登战役(1916年)，结果把整个凡尔登堡垒一带变成了一个新的“钢”矿。

为了钢铁而进行的斗争，逐渐促使现代的冶金工业走上了新的发展道路。

铁和普通的钢常常被新的优质钢代替了，在钢里面加入几千分之一的稀有金属，如铬、镍、钒、钨、铌制得的合金比普通的钢坚韧。

为了改善铁的特性，为了改变铁所起的化学反应，人们在巨大的鼓风炉里和铸铁车间里还解决了为多产铁的一个重大问题。要知道，铁会从人手里逃走;它不是金子，金子可以放在保险箱里和银行里保存起来，它的损失很微小。可是铁在地球表面上，在我们周围的环境里，却不像金子那样老实;我们都知道，铁的表面是很容易蒙上一层锈。只要拿一块湿润的铁放在空气里，它很快就锈迹斑斑;如果铁皮的房顶不涂油漆，那么一年工夫房顶就会烂成一个个的大洞洞。我们从地底下找出来古代铁制的武器，像枪、箭、盔甲，都氧化成了红褐色的氢氧化物;这些铁锯所以变质，也是由于受自然界化学定律的统一支配;铁受到空气里的氧气作用，就会氧化。于是摆在人们面前有一个非常重大的任务——如何保护住铁，不让它受氧气的作用。(www.xing528.com)

像我刚才讲过的，在铁里面增添某些物质可以改良铁的性质，人还想出办法来让铁镀上一层锌或锡，把铁做成白铁或马口铁;把机器上的重要部分镀上铬和镍，或者涂上各种涂料，用磷酸盐来处理铁。人想了各种各样的办法来防止铁受氧化作用，防止铁受我们周围的湿气和氧气的侵蚀。必须说明，防止铁生锈并不是很容易做到的。人现在还在研究新的方法，研究怎样来利用锌和镉，寻找锡的替用品。自然界里的化学反应是自发的，因此人从地球内部开采出来的铁越多，钢铁工业越发达，那就越要注意保护铁不让它生锈。

保护铁——这句话听起来多么可笑，我们周围的铁不是很多吗?在刚刚举行的国际地质会议上，地质学家计算了世界上铁矿的储藏量，一致指出将来铁会发生短缺，他们预言，再过50～70年，全世界铁矿就要枯竭，那时候人只有用其他种金属来代替铁。他们还说，在建筑、工业和生活上能够用混凝土、粘土和沙来代替铁。时间已经过去不少，按说铁矿干涸的日子已经逼近了，可是地质学家却不断发现新的铁矿。在苏联，铁矿的储藏量可以完全满足工业上的需要，而且新的铁矿陆续地被发现，现在还看不出这种发现什么时候会停止。

铁是宇宙里最重要的元素之一。我们在一切天体上看到铁的光谱线，它在灼热星体的大气里发着光，我们也看见铁原子在太阳表面上疾驰着，铁原子每年还朝着我们的地球掉下来，这就是细微的宇宙尘以及铁陨石。在美国的亚利桑那州，在南非洲，在苏联的中通古斯卡河流域，都掉下过天生的大铁块，含有宇宙里最重要的金属。地球物理学家证实，整个地球中心都是夹杂着镍的铁，而我们的地壳就是铁外面蒙上的一层玻璃似的矿渣，就像鼓风炉炼铸铁的时候流出的矿渣一样。

可是工业上既取不到宇宙里天然的大铁块，也不能从地下深处开采出铁来——我们的生活和工作局限于薄薄的一层地面，我们的钢铁工业对于铁矿储藏量的估算也只能到地下几百米为止，因为目前的采矿业只能开采到这样的深度。

地球化学家也给我们揭开了铁的历史。他们说，地壳的本身就含有4.5%的铁。我们周围的所有金属，只有铝才比铁多。我们知道，铁含在最初凝结的岩浆里，这种岩浆凝结以后即是橄榄岩和玄武岩，它们埋在地下很深的地方，是最重和最初凝成的岩石(硅镁层)。

大家知道花岗岩(硅铝层)里含的铁不多，花岗岩呈白色、粉红色、绿色、这正表示铁在花岗岩里的含量较低，但是地球表面上由于复杂的化学反应，还是汇集了不少的铁矿石。一部分铁矿石在亚热带形成，那里热带的雨季和晴朗炎热的夏天互相交错着。那里还是能在水里溶解的物质都从岩石里被水冲走，而大量聚集起铁和铝的矿层。

我们知道，北部地区，像苏联的卡累里亚，每年春季涨大水，水里富含有机物质，把各种岩石里含的大量的铁冲到湖沼里，湖沼里有一种特殊的铁菌，铁菌作用的结果，铁就成豌豆粒那样大小或者更大的块，积淀下来……所以在湖沼里，在海水深处，在长期的地质年代中就形成了铁矿。勿庸置疑，动植物的生活对于铁矿的生成也是经常发生影响的。

刻赤大铁矿便是这样生成的;克列伏罗格和库尔斯克地磁异常区的大铁矿大概也是这样生成的。

克列伏罗格和库尔斯克的铁矿很早就由古代的海水沉积起来，这时候地底深处的热气还来得及改变它的构成。因此我们在那两处见到的铁矿，不是像刻赤那里的褐铁矿，而是变黑了的矿石——镜铁矿和磁铁矿。

铁的旅行不止于陆地的表面。虽然，海水里含铁很少，说海洋里几乎完全没有铁，也不算过分。但在特殊的、例外的情况下，在海洋里和浅水的海湾里也有铁的沉积物，也有大片的铁矿层，这类铁矿在古代的海洋沉积物里经常发现。苏联著名的乌克兰罗普尔、刻赤和阿雅特各地的铁矿都是这样形成的。而在陆地的表面上，——在河川湖沼里，随处都有铁在旅行，所以植物就可能经常找到这种重要的元素，植物假如没有这种元素就会活不下去。

如果一盆花得不到铁，那你就会看到，花就很快褪色，失去香味，叶子也发黄和枯萎起来。活细胞仗着生气勃勃的叶绿素才可发挥全部力量，它吸收二氧化碳里的碳而把氧气释放给空气，如果没有铁就不能有这样重要的叶绿素，因为铁是形成叶绿素的必要条件。

铁就是这样在地球上，在植物里，在生物体里完成它的旅行，而在人的血液里的红血球是这种金属的旅行的一个最后一站，如果没有铁，那就没有生命，更不用说和平劳动了。