Метеоритное железо вместо рудного.

[Vasilisk]

Коллеги, такой теоретический вопрос — как обеспечить человечеству повсеместный и простой доступ к чисто метеоритному железу? Чтобы железную руду не приходилось добывать вовсе? 

 

Сразу представляется, как орбиту Земли пересекает один из метеоритных потоков, причём вдогон, чтобы скорость встречи метеоритов с планетой была минимально возможной. Тогда при падении будет выделяться не слишком много энергии, если конечно падает не гигантский астероид, а много мелких. Как бы при этом минимизировать вред для биосферы в целом и людей в частности? И сколько тонн метеоритного железа в год людям нужно для построения современной цивилизации? Или хотя бы до уровня середины 19 века.

Изменено 8 Jun 2023 пользователем Vasilisk

[sanitareugen]

Производство чугуна в 1850 5 млн. тонн в год, в 1900 30 млн. тонн (к этому времени он в основном переделывается в сталь). Минимально возможная - порядка 12 км/с, 72 МДж/кг, примерно в 18 раз больше тола в расчёте на килограмм. 90 мегатонн бомбардировки в 1850, 540 мегатонн в 1900. Но надо учесть, что часть массы сгорает в атмосфере, образуя пыль окислов железа, никеля, а также серы и фосфора. Кроме того, для того, чтобы собрать метеориты, они должны упасть на доступную сушу.. То есть если считать "цивилизованные места", величина должна быть больше в 10 раз (и, скорее всего, это занижено), а всю сушу, кроме совсем уж недоступной, раза в 4. Так что гигатонн сто в год.

[maxab]

именно, что атмосферу это засрёт основательно... да и без озонового слоя жить на поверхности будет стрёмно, придется закапываться вглубь...

[чукча]

Производство чугуна в 1850 5 млн. тонн в год, в 1900 30 млн. тонн (к этому времени он в основном переделывается в сталь).

В принципе есть кейс Садбери - железно-никелевый метеорит упал хрен знает когда, его разрабатывают уже лет 100, бесчетные миллионы тонн никеля, железа и прочего добыли и это только по верхам. Но Садбери это в гребенях, до него поздно добрались. Если бы чего-то в таком роде было бы не в северной Канаде, а на Ближнем Востоке, Китае или там где-нибудь около Ганга, могло бы возможно и повлиять.

[sanitareugen]

Ну, в таком варианте - 10 км астероид почти 2 миллиарда лет тому - можно заявлять, что "добываем метеоритное железо". Но только оно давно уже руда.

[sanitareugen]

Да, и метеоритное железо - оно хреновое. Там примеси серы и фосфора, красноломкость.

[prostak_1982]

Есть какие-то гипотезы, как вообще так получается, что в астероидах образуются куски более-менее чистого железа?

 

Насколько я помню, бОльшая часть земных железных руд - вторичного происхождения. То есть, в древнем море были растворены железные соли, они выпадали в осадок из-за растворенного кислорода или жизнедеятельности древних бактерий, в результате образовывались слои, ставшие потом рудой.

То же золото, в основном, представлено в рассеянном виде, что приходится вытаскивать его химией, фактически, заменяя древние бактерии.

[чукча]

Насколько я помню, бОльшая часть земных железных руд - вторичного происхождения. То есть, в древнем море были растворены железные соли, они выпадали в осадок из-за растворенного кислорода или жизнедеятельности древних бактерий, в результате образовывались слои, ставшие потом рудой.

Мне казалось что это был скорее баг, чем фича - было самородное/чистое железо, бактерии его окислили и сделали рудой.

[prostak_1982]

было самородное/чистое железо, бактерии его окислили и сделали рудой.

И было бы оно так же рассеяно мельчайшими частицами, как золото или серебро. То есть, долгое время человечество не смогло бы его добывать, из-за отсутствия нужной химии, а из-за того, что железо - основа всей цивилизации, то и никогда.

[Alexander Nekrasov]

Приручить китов и китовых акул и собирать ЖМК со дна. То же метеоритное железо, накопленное за миллионы лет.

[seg49]

да и без озонового слоя жить на поверхности будет стрёмно, придется закапываться вглубь...

какой озоновый слой?????Из-за распыленного (и окислившегося) железа  солнца видно не будет

[sanitareugen]

В общем, сценарии.

1. Падение огромного метеорита в далёком прошлом (10 км диаметр 1.85 млрд. лет назад - Садбери). Реал. На жизнь человечества тогда не повлияет за отсутствием оного, а когда появится человечество, это уже будет масса руды на глубине.

1а. Не столь большие, но много и давно. Возможно, реал. В любом случае самородного железа до нашего времени  не доживёт нисколько.

2. Падение огромного метеорита в историческое время. Там, где упал - пользоваться некому. На отдалении последствия на уровне обычных стихийных бедствий, но добраться до места падения нереально.

2а. То же, но в современности. Возможно, после оказания помощи выжившим на месте катастрофы смогут использовать материал, но выигрыш от этого на пару порядков меньше потерь.

3. Массовая метеоритная бомбардировка в историческое время. Принимая то, что доходит до людей (не сгорело в воздухе и не утонуло в океане и вообще в недоступных местах) порядка потребления в реале, получаем десятки миллионов тонн пыли окислов металла  Помимо затенения, надо учесть содержание никеля (от 5% до 65%), а также серы.

Никель и его соединения токсичны и канцерогенны.
Никель — основная причина аллергии (контактного дерматита) на металлы, контактирующие с кожей (украшения, часы, джинсовые заклепки). В 2008 году Американским обществом контактного дерматита никель был признан «Аллергеном года». В Европейском союзе ограничено содержание никеля в продукции, контактирующей с кожей человека.
Никель может угнетать действие адреналина и снижать артериальное давление. Избыточное поступление никеля в организм вызывает витилиго. Депонируется никель в поджелудочной и околощитовидной железах.
Повышенное содержание никеля в почвах приводят к эндемическим заболеваниям — у растений появляются уродливые формы, у животных — заболевания глаз, связанные с накоплением никеля в роговице. Токсическая доза (для крыс) — 50 мг. Особенно вредны летучие соединения никеля, в частности, его тетракарбонил Ni(CO)4. ПДК соединений никеля в воздухе составляет от 0,0002 до 0,001 мг/м³ (для различных соединений).

Может, и не помрём, но болеть будем.

При этом качество металла ниже всякой критики. Примесь фосфора и серы даёт красноломкость, так что ковать обычным способом нельзя. Либо очень трудоёмко "холодной ковкой", либо просто обтачивать. Можно, конечно, прибавлять к обыкновенной стали, как присадку, но в небольшом количестве (и скорее ради красивых узоров, чем повышения качества)

При обработке метеоритов выяснилось, что кристаллическая структура металла очень крупная,  хорошо видимая на отполированном и протравленном срезе. Можно сказать, железные метеориты – это своего рода слитки небесного булата. Размер и четкость узоров у разных образцов (сортов) метеоритов разнится в зависимости от их величины и хим. состава, но общий тип одинаков. В инопланетном железе много не только никеля, но  и фосфора, а часто  и совсем уж вредной серы. Метеорит, с точки зрения современной практической металлургии – это весьма  грязное грубоструктурное сырье. И оказалось, что куется этот материал еще хуже, чем его синтетический аналог. Фосфор при повышенном содержании образует легкоплавкую эвтектику, т.н. стеатит, который плавится уже при 950 градусах, поэтому ковка при нормальном ковочном нагреве – это самый прямой и быстрый путь к порче  экзотического материала. Также и крупные включения сернистого железа вовсе не улучшают ковочных свойств металла. Даже  при аккуратной ковке кусок метеоритного железа тут же покрывается сплошной сеткой трещин и быстро разваливается на куски.

Ну, что еще сказать про клинки из небесного металла? Чисто с практической точки зрения, по своим механическим характеристикам материал этот не сулит и не дает в действительности ничего особо  выдающегося. Даже наоборот, в чистом виде для клинков практических ножей он малопригоден. Если его не закаливать, а просто упрочнять холодной ковкой, как и делали тысячи лет назад, он хотя и превосходит обычное железо, все же уступает современной стали. И науглероживание с закалкой не намного улучшает режущие свойства из-за наличия громадных по сегодняшним меркам примесей фосфора и серы. Лезвие получается хрупким. Даже опытному мастеру нужно немало потрудиться, чтобы поднять его свойства до уровня приличной клинковой стали.

https://web.archive.org/web/20150523234850/http://www.arhangelskie.com/stat_2.html

[Curioz]

Но ведь на Марсе видно

Когда нет ветра  И это при том, что железо там свое, а не небесное.

 

это ещё некоторые племена древности делали. 

Ну и сейчас в принципе делают (вспоминается история, как у эскимосов метеорит отобрали), просто падение больших метеоритов плохо сказывается на плотности населения. То есть либо ходить очень далеко, либо по всей планете перманентные казни египетские. И то и другое для металлургии и цивилизации в целом очень плохо.

 

 

[Curioz]

В принципе есть кейс Садбери - железно-никелевый метеорит упал хрен знает когда

По последним данным, кстати, пишут, что астероид был каменный или вовсе каменно-ледяной (ядро кометы), а железо и прочие металлы там вполне земного происхождения - переотложились после вызванного ударом извержения магмы.

[Crusader]

Может, и не помрём, но болеть будем.

  Впору будет переименовываться в Некронтир.

[Какой-то новичок]

Когда нет ветра

Дак вроде там и при ветре оно видно – в альтернатвной расцветке, но видно. 

[Vasilisk]

Стало быть, в идеале должно упасть относительно небольшое количество очень больших и притом чисто железных астероидов, которые люди потом найдут, откопают и наладят добычу железа из них. Но появляется множество новых вопросов.

 

 — Сколько железа человечеству достаточно для промышленной революции? После неё уже можно переходить на алюминий и его сплавы, а также продвинутые бронзы.

 

 — На сколько астероидов, упавших на суше, всю эту массу лучше поделить и с какой периодичностью их ронять, чтобы не слишком повлиять на биосферу?

 

 — Куда должен упасть астероид, чтобы он при этом не сильно углубился и его проще было раскопать? На горный массив из твёрдых пород или что-то иное?

Изменено 9 Jun 2023 пользователем Vasilisk

[Curioz]

Куда должен упасть астероид, чтобы он при этом не сильно углубился

Не имеет особого значения, при скоростях от 10 км/с он все равно взорвётся и обломки разлетятся. Обломки того же Садбери за тысячи км нашли. 

[prostak_1982]

После неё уже можно переходить на алюминий и его сплавы,

От начала промышленной революции до криолитовой технологии больше 100 лет прошло.

[Звёзды Светят]

Всё уже украдено...

До нас!

 

http://lib.ru/LOGINOW/iron_age.txt