鐵不但是我們周圍自然界里最重要的元素,而且是文化和工業(yè)的基礎,它是戰(zhàn)時的利器,又是和平勞動的工具。打開門捷列夫的元素周期表,再也找不出來一種元素,對于人類的過去、現(xiàn)在和將來的命運有像鐵這么重要的。
公元前三四千年前,人類就開始去掌握這種金屬,從那時候起的人類全部歷史,都是為鐵而奮斗的歷史??赡苁侨俗畛鯎斓教焐下湎聛淼氖^——隕石,就用隕石加工做成制品,如我們今天看到墨西哥的阿芝特克人、北美洲的印第安人、格林蘭的愛斯基摩人和近東地區(qū)的居民所有的那種制品似的。難怪古代阿拉伯人傳說鐵產在天上。埃及土人干脆把鐵稱為“天石”;阿拉伯人重復埃及人的古代傳說,說天上的金雨落在阿拉伯的沙漠上,金子在地面上變成銀子,隨后又變成黑色的鐵——這是對于那些要想獨占天上恩哪的部落的懲罰。
鐵在很長時間里得不到普遍的應用,因為要從礦石里煉出鐵來并非易事,而天上掉下來的隕石又很少。
只有在公元后1000年這段時期里,人才學會了從鐵礦里煉出鐵來;于是文化史上的鐵器時代便代替了青銅器時代,一直延續(xù)到今天。
各民族像找金子似的找鐵,他們探求鐵的斗爭在復雜的歷史生活上始終起著重要的作用;然而無論是中世紀的冶金學家,還是煉金術士,都沒能真正地掌握鐵,人真正掌握鐵還僅是從19世紀開始的,這以后鐵才逐步變成工業(yè)上最重要的一種金屬。隨著冶金工業(yè)的發(fā)展,鼓風爐代替了手工業(yè)式的小規(guī)模的熔鐵爐,興起了像馬格尼托哥爾斯克那樣看著叫人驚奇的巨大的冶金工廠,它的生產量有好幾千噸。
鐵礦成了每一個國家的主要資源。儲藏量幾十億噸的洛林鐵礦成了資本家掠奪的對象,成了戰(zhàn)爭的根源。我們知道,在19世紀70年代,德法兩國就曾經為了獨占萊茵河流域儲藏量幾十億噸的鐵礦而進行過戰(zhàn)爭。
瑞典在北極圈里有有名的基魯納鐵礦,礦石質地很好,一年的開采量有1000萬噸,英國和德國在爭奪這個鐵礦上有過許多故事。我們知道俄國的鐵礦是逐步發(fā)現(xiàn)和開采起來的,最先是在克列伏羅格和烏拉爾,以后又找到了庫爾斯克地磁異常區(qū)的極其豐富的鐵礦。
蘇聯(lián)有很多鐵礦,這些鐵礦奠定了蘇聯(lián)工業(yè)的基礎,煉出鐵來建造鐵軌、橋梁、機車、農業(yè)機器和別種和平勞動的工具。
在戰(zhàn)爭的年代里,把鐵制成炮彈和炸彈,一次戰(zhàn)役發(fā)射出去的鐵有時候相當于整個鐵礦。例如,第一次世界大戰(zhàn)當中的凡爾登戰(zhàn)役(1916年),結果把整個凡爾登堡壘一帶變成了一個新的“鋼”礦。
為了鋼鐵而進行的斗爭,逐漸促使現(xiàn)代的冶金工業(yè)走上了新的發(fā)展道路。
鐵和普通的鋼常常被新的優(yōu)質鋼代替了,在鋼里面加入幾千分之一的稀有金屬,如鉻、鎳、釩、鎢、鈮制得的合金比普通的鋼堅韌。
為了改善鐵的特性,為了改變鐵所起的化學反應,人們在巨大的鼓風爐里和鑄鐵車間里還解決了為多產鐵的一個重大問題。要知道,鐵會從人手里逃走;它不是金子,金子可以放在保險箱里和銀行里保存起來,它的損失很微小??墒氰F在地球表面上,在我們周圍的環(huán)境里,卻不像金子那樣老實;我們都知道,鐵的表面是很容易蒙上一層銹。只要拿一塊濕潤的鐵放在空氣里,它很快就銹跡斑斑;如果鐵皮的房頂不涂油漆,那么一年工夫房頂就會爛成一個個的大洞洞。我們從地底下找出來古代鐵制的武器,像槍、箭、盔甲,都氧化成了紅褐色的氫氧化物;這些鐵鋸所以變質,也是由于受自然界化學定律的統(tǒng)一支配;鐵受到空氣里的氧氣作用,就會氧化。于是擺在人們面前有一個非常重大的任務——如何保護住鐵,不讓它受氧氣的作用。
像我剛才講過的,在鐵里面增添某些物質可以改良鐵的性質,人還想出辦法來讓鐵鍍上一層鋅或錫,把鐵做成白鐵或馬口鐵;把機器上的重要部分上鉻和鎳,或者涂上各種涂料,用磷酸鹽來處理鐵。人想了各種各樣的辦法來防止鐵受氧化作用,防止鐵受我們周圍的濕氣和氧氣的侵蝕。必須說明,防止鐵生銹并不是很容易做到的。人現(xiàn)在還在研究新的方法,研究怎樣來利用鋅和鎘,尋找錫的替用品。自然界里的化學反應是自發(fā)的,因此人從地球內部開采出來的鐵越多,鋼鐵工業(yè)越發(fā)達,那就越要注意保護鐵不讓它生銹。
保護鐵——這句話聽起來多么可笑,我們周圍的鐵不是很多嗎?在剛剛舉行的國際地質會議上,地質學家計算了世界上鐵礦的儲藏量,一致指出將來鐵會發(fā)生短缺,他們預言,再過50~70年,全世界鐵礦就要枯竭,那時候人只有用其他種金屬來代替鐵。他們還說,在建筑、工業(yè)和生活上能夠用混凝土、粘土和沙來代替鐵。時間已經過去不少,按說鐵礦干涸的日子已經通近了,可是地質學家卻不斷發(fā)現(xiàn)新的鐵礦。在蘇聯(lián),鐵礦的儲藏量可以完全滿足工業(yè)上的需要,而且新的鐵礦陸續(xù)地被發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在還看不出這種發(fā)現(xiàn)什么時候會停止。
鐵是宇宙里最重要的元素之一。我們在一切天體上看到鐵的光譜線,它在灼熱星體的大氣里發(fā)著光,我們也看見鐵原子在太陽表面上疾馳著,鐵原子每年還朝著我們的地球掉下來,這就是細微的宇宙塵以及鐵隕石。在美國的亞利桑那州,在南非洲,在蘇聯(lián)的中通古斯卡河流域,都掉下過天生的大鐵塊,含有宇宙里最重要的金屬。地球物理學家證實,整個地球中心都是夾雜著鎳的鐵,而我們的地殼就是鐵外面蒙上的一層玻璃似的礦渣,就像鼓風爐煉鑄鐵的時候流出的礦渣一樣。
可是工業(yè)上既取不到宇宙里天然的大鐵塊,也不能從地下深處開采出鐵來——我們的生活和工作局限于薄薄的一層地面,我們的鋼鐵工業(yè)對于鐵礦儲藏量的估算也只能到地下幾百米為止,因為目前的采礦業(yè)只能開采到這樣的深度。
地球化學家也給我們揭開了鐵的歷史。他們說,地殼的本身就含有4.5%的鐵。我們周圍的所有金屬,只有鋁才比鐵多。我們知道,鐵含在最初凝結的巖漿里,這種巖漿凝結以后即是橄欖巖和玄武巖,它們埋在地下很深的地方,是最重和最初凝成的巖石(硅鎂層)。
大家知道花崗巖(硅鋁層)里含的鐵不多,花崗巖呈白色、粉紅色、綠色、這正表示鐵在花崗巖里的含量較低,但是地球表面上由于復雜的化學反應,還是匯集了不少的鐵礦石。一部分鐵礦石在亞熱帶形成,那里熱帶的雨季和晴朗炎熱的夏天互相交錯著。那里還是能在水里溶解的物質都從巖石里被水沖走,而大量聚集起鐵和鋁的礦層。
我們知道,北部地區(qū),像蘇聯(lián)的卡累里亞,每年春季漲大水,水里富含有機物質,把各種巖石里含的大量的鐵沖到湖沼里,湖沼里有一種特殊的鐵菌,鐵菌作用的結果,鐵就成豌豆粒那樣大小或者更大的塊,積淀下來……所以在湖沼里,在海水深處,在長期的地質年代中就形成了鐵礦。勿庸置疑,動植物的生活對于鐵礦的生成也是經常發(fā)生影響的。
刻赤大鐵礦便是這樣生成的;克列伏羅格和庫爾斯克地磁異常區(qū)的大鐵礦大概也是這樣生成的。
克列伏羅格和庫爾斯克的鐵礦很早就由古代的海水沉積起來,這時候地底深處的熱氣還來得及改變它的構成。因此我們在那兩處見到的鐵礦,不是像刻赤那里的褐鐵礦,而是變黑了的礦石——鏡鐵礦和磁鐵礦。
鐵的旅行不止于陸地的表面。雖然,海水里含鐵很少,說海洋里幾乎完全沒有鐵,也不算過分。但在特殊的、例外的情況下,在海洋里和淺水的海灣里也有鐵的沉積物,也有大片的鐵礦層,這類鐵礦在古代的海洋沉積物里經常發(fā)現(xiàn)。蘇聯(lián)著名的鳥克蘭羅普爾、刻赤和阿雅特各地的鐵礦都是這樣形成的。而在陸地的表面上,——在河川湖沼里,隨處都有鐵在旅行,所以植物就可能經常找到這種重要的元素,植物假如沒有這種元素就會活不下去。
如果一盆花得不到鐵,那你就會看到,花就很快褪色,失去香味,葉子也發(fā)黃和枯萎起來?;罴毎讨鷼獠娜~綠素才可發(fā)揮全部力量,它吸收二氧化碳里的碳而把氧氣釋放給空氣,如果沒有鐵就不能有這樣重要的葉綠素,因為鐵是形成葉綠素的必要條件。
鐵就是這樣在地球上,在植物里,在生物體里完成它的旅行,而在人的血液里的紅血球是這種金屬的旅行的一個最后一站,如果沒有鐵,那就沒有生命,更不用說和平勞動了。