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Gediegen findet es sich in Meteoriten, welche außer Eisen auch noch größere oder geringere Mengen von Nickel und Kobalt enthalten;
sehr viel seltener ist das gediegene tellurische Eisen, welches zuweilen durch Einwirkung von brennenden Steinkohlenflözen
auf Eisenerze entsteht. Fast alle Mineralien
[* 5] und Gesteine enthalten wenigstens Spuren von Eisenverbindungen;
sehr allgemein verdanken sie ihre roten,
gelben, braunen, dunkelgrünen bis schwarzen Farben einem Gehalt von verschiedenen
Eisenverbindungen. Nie fehlt Eisen in der Ackererde, auch im Quell- und Meerwasser ist es nachweisbar, und manche Quellen zeichnen
sich durch sehr hohen Eisengehalt aus (Stahlwässer, Eisensäuerlinge). Endlich ist das Eisen auch in den
Organismen ein nie fehlender Bestandteil und findet sich namentlich stets im Blattgrün und Blutrot.
Manche Eisenverbindungen treten in großen Massen auf, aber nicht jede natürliche Eisenverbindung kann zur vorteilhaften Darstellung
des Eisens dienen, sondern man verwendet nur diejenigen Fossilien als Eisenerze, welche in dem Grad eisenhaltig
und frei von schädlichen Beimengungen sind, daß daraus ein brauchbares Produkt mit ökonomischem Gewinn erzeugt werden kann.
Als eigentliche Eisenerze kommen fast nur die oxydischen natürlichen Eisenverbindungen in Betracht; in untergeordneter Menge
wird in der Neuzeit auch das aus dem häufig vorkommenden Eisenkies
[* 6] (FeS2 ) durch Röstung
erhaltene Eisenoxyd auf Eisen verschmolzen. Die wichtigsten Eisenerze sind die folgenden:
1) Magneteisenstein (Magneteisenerz, Magnetit, Eisenoxydoxydul) FeO, Fe2O3 , Fe3O4 ist
in reinem Zustand das reichste Eisenerz und enthält 72,4 Proz. metallisches Eisen. Das
Magneteisenerz findet sich kristallisiert, körnig-kristallinisch eingesprengt, sandig, meist aber
derb und in mächtigen Lagerstöcken im ältern kristallinischen Massen- und Schiefergebirge, seltener auf Gängen. Es ist eisenschwarz
mit schwarzem Strich und Metallglanz.
Schwefelkies und Apatit die gewöhnlichsten. Der durchschnittliche Eisengehalt des Roteisenerzes beträgt 30 bis 45 Proz.;
der Gehalt steigt jedoch zuweilen viel höher und beträgt z. B. bei den Erzen vom Obern See 65-66 Proz. Das Roteisenerz kommt
in verschiedenen Varietäten vor: kristallisiert als Eisenglanz in stahlgrauen bis eisenschwarzen, metallglänzenden, oft irisierenden
Kristallen, oder in blätterig-schuppigen Kristallen als Eisenglimmer oder Eisenrahm.
Der Eisengehalt variiert meist von 30-42 Proz.; der wertbestimmende Gehalt an Manganoxydul steigt in kristallinischen Varietäten
häufig bis zu 11 Proz. Der Spateisenstein ist ein gutartiges, leicht reduzier- und schmelzbares Eisenerz und wird speziell
zur Herstellung von Spiegeleisen sehr geschätzt. Das Erz kommt in Kärnten und Steiermark (Erzberg), ferner
auch in Siegen
[* 25] (Stahlberg bei Müsen) in großen Mengen vor und bildet Lager
[* 26] und Gänge von oft bedeutender Mächtigkeit in dem
Grundschiefergebirge bis aufwärts zum Buntsandstein, vorzugsweise aber in der Devonformation.
Das aus den Erzen durch ein reduzierendes Verschmelzen erhaltene Eisen ist nie rein, sondern enthält 2-6 Proz.
Kohlenstoff und wird Roheisen genannt; durch weitere Operationen wird es je nach Bedarf auf Stahl oder Schmiedeeisen
verarbeitet. Das chemisch reine Eisen
ist schwierig herzustellen, sehr weich und strengflüssig, so daß es in der
Technik keine Anwendung findet; erst einGehalt an Kohlenstoff verleiht dem Eisen diejenigen Eigenschaften, welche es zum wichtigsten
und nützlichsten aller Metalle und zum unentbehrlichen Hilfsmittel für die Existenz des Menschen machen.
Roheisen, Schmiedeeisen und Stahl unterscheiden sich durch die Menge des in ihnen enthaltenen Kohlenstoffs. Roh- oder Gußeisen
enthält 2-6 Proz., Stahl 0,6-2 Proz. und Schmiedeeisen 0,04-0,6
Proz. Kohlenstoff. Der Kohlenstoff kann in den technisch verwerteten Eisensorten in zwei verschiedenen Modifikationen enthalten
sein, als chemisch gebundener (Ca ^[α]) und als mechanisch beigemengter (Graphit; Cb ^[β]). Löst man
weißes Roheisen, welches aus leicht schmelz- und reduzierbaren Eisenerzen erhalten wird, in Chlorwasserstoffsäure, so entweichen
mit dem Wasserstoffgas die Dämpfe eigentümlich riechender Kohlenwasserstoffe, ohne daß sich dabei Kohlenstoff abscheidet;
die Gesamtmenge des letztern ist im chemisch gebundenen Zustand vorhanden.
Flußeisen,
im flüssigen Zustand erhalten (Bessemer- und Martineisen).
I. Roheisen und seine Gewinnung.
(Hierzu Tafel »Eisen I und II«.)
Im Altertum war das Roheisen nicht bekannt; man stellte aus den Erzen durch ein reduzierendes Verschmelzen in
Gruben oder Herden direkt schmiedbares Eisen her, wobei man je nach der Natur der Erze ein mehr schmiedeeisen- oder mehr stahlartiges
Produkt erhielt. Erst im Mittelalter lernte man das Roheisen kennen,
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