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Iron (Fe) - DP/EC10

A cache by DanielOliveira Send Message to Owner Message this owner
Hidden : 4/12/2007
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Geocache Description:

From the guidelines, as from January 2013"People do not need to wait for permission to log your EarthCache. Requiring someone to wait is not supported by the EarthCache guidelines. People should send their logging task answers to you, then log your EarthCache. When you review their logging task answers, if there is a problem, you should contact them to resolve it. If there is no problem, then their log simply stands."

Iron (Fe)

The first iron used by mankind, far back in prehistory, came from meteors. The smelting of iron in bloomeries probably began in Anatolia or the Caucasus in the second millennium BC or the latter part of the preceding one. Cast iron was first produced in China about 550 BC, but not in Europe until the medieval period. During the medieval period, means were found in Europe of producing wrought iron from cast iron (in this context known as pig iron) using finery forges. For all these processes, charcoal was required as fuel.

Iron is believed to be the sixth most abundant element in the universe, and the fourth most abundant on earth. The concentration of iron in the various layers in the structure of the Earth ranges from high (probably greater than 80%, perhaps even a nearly pure iron crystal) at the inner core, to only 5% in the outer crust. Iron is second in abundance to aluminium among the metals and fourth in abundance in the crust. Iron is the most abundant element by mass of our entire planet, making up 35% of the mass of the Earth as a whole.

Iron is a metal extracted from iron ore, and is almost never found in the free elemental state. In order to obtain elemental iron, the impurities must be removed by chemical reduction. Iron is the main component of steel, and it is used in the production of alloys or solid solutions of various metals.
Iron has other important uses in medicine as well and is a used in the treatment of anemia, a disorder that results fom the defficiency of red blood which contain haemoglobin (an iron-containing protein that binds oxygen in the lungs and transports it to tissues in the body).

Production of Fe

Industrially, iron is produced starting from iron ores, principally hematite (nominally Fe2O3) and magnetite (Fe3O4) by a carbothermic reaction (reduction with carbon) in a blast furnace at temperatures of about 2000 °C. In a blast furnace, iron ore, carbon in the form of coke, and a flux such as limestone are fed into the top of the furnace, while a blast of heated air is forced into the furnace at the bottom.

In the furnace, the coke reacts with oxygen in the air blast to produce carbon monoxide:
6 C + 3 O2 ? 6 CO
The carbon monoxide reduces the iron ore (in the chemical equation below, hematite) to molten iron, becoming carbon dioxide in the process:
6 C + 2 Fe2O3 ? 4 Fe + 6 CO2
The flux is present to melt impurities in the ore, principally silicon dioxide sand and other silicates. Common fluxes include limestone (principally calcium carbonate) and dolomite (calcium-magnesium carbonate). Other fluxes may be used depending on the impurities that need to be removed from the ore. In the heat of the furnace the limestone flux decomposes to calcium oxide (quicklime):
CaCO3 ? CaO + CO2
Then calcium oxide combines with silicon dioxide to form a slag.
CaO + SiO2 ? CaSiO3
The slag melts in the heat of the furnace, which silicon dioxide would not have. In the bottom of the furnace, the molten slag floats on top of the more dense molten iron, and apertures in the side of the furnace are opened to run off the iron and the slag separately. The iron once cooled, is called pig iron, while the slag can be used as a material in road construction or to improve mineral-poor soils for agriculture.
Pig iron is not pure iron, but has 4-5% carbon dissolved in it. This is subsequently reduced to steel or commercially pure iron, known as wrought iron, using other furnaces or converters.

Moncorvo Ironstones

The Moncorvo Ordovician ironstones in northeastern Portugal consist of iron ore sedimentary horizons frequently interbanded with psamites and quartzites. Ore reserves may probably exceed 1 000 million tonnes and this makes Moncorvo the largest iron ore deposit in the European Union. Compact poorly banded massive layers may exceed 90 meters in thickness which is quite an extraordinary feature for a Phanerozoic deposit. If the thickness of Precambrian deposits may reach a few hundred meters the thickness of Phanerozoic deposits never exceed a maximum of 15 meters generally forming a number of comparatively thin layers confined to a paticular member of a sedimentary sequence.
A detailed microscopic analysis of the ores revealed that initially a compact magnetite/quartzite layer, detrital in character (the magnetite occasionally showing chromite cores), was deposited by entrapment in near shore lagoons where rivers debouched, rather than in the open sea. This stage was followed by oscilating and transgressive shore lines which gave rise to breaks in sedimentation in combined river delta and shallow water marine environment where detrital material and fine iron oxide and clay suspensions were deposited in fluctuating environments. These events gave rise to layers of both magnetite (martite) and specularite intergrown with quartz, silicates and phosphates. Textural and mineralogical studies show that the deposits consist of ferruginous clastic sediment and are not chemically deposited cherts. Field, geological and palaeontological evidence also supports a detrital origin, the facies being typical of zones rich in oxygen and close to the feeding continent.
The uncommon huge development of Moncorvo was due to the fact that the deposit occur in restricted basins on a continental platform were clastic sediments were predominantly deposit. Not only morphologically but also chemically the deposits are more similar to Precambrian iron formations than to Phanerozoic ironstones (d'Orey, 1999 - Ciências da Terra(13):131-140).

Claiming the cache:

This cache will take you to Torre de Moncorvo in Trás-os-Montes and to claim this cache all you have to do is wonder amongst the old iron mines and open pits; the legacy of the the men of iron, and tell me, in an e-mail, what sort of mining feature are you before at the given coordinates. Do not place the answers in the log. Enjoy!

Ferro (Fe)

O ferro (do latim ferrum) é um elemento químico, símbolo Fe, de número atômico 26 e massa atómica 56 u. À temperatura ambiente, o ferro encontra-se no estado sólido. É extraído da natureza sob a forma de minério de ferro que, depois de passado para o estágio de ferro-gusa, através de processos de transformação, é usado na forma de lingotes. Adicionando-se carbono dá-se origem a várias formas de aço.
É encontrado na natureza fazendo parte da composição de diversos minerais, entre eles muitos óxidos, como o FeO (óxido de ferro II, ou óxido ferroso) ou como Fe2O3 (óxido de ferro III, ou óxido férrico). Os números que acompanham o íon ferro diz respeito aos estados de oxidação apresentados pelo ferro, que são +2 e +3, e é raramente encontrado livre. Para obter-se ferro no estado elementar, os óxidos são reduzidos com carbono, e imediatamente são submetidos a um processo de refinação para retirar as impurezas presentes.

Tem-se indícios do uso de ferro, seguramente procedente de meteoritos, quatro milênios a.C., pelos sumérios e egípcios.
Entre dois e três milênios antes de Cristo foram aparecendo cada vez mais objetos de ferro (que se distingue do ferro proveniente dos meteoritos pela ausência de níquel) na Mesopotâmia, Anatólia e Egito. Entretanto, seu uso parece ser cerimonial, por ter sido um metal muito caro, mais que o ouro. Algumas fontes sugerem que talvez era obtido como subproduto da obtenção do cobre. Entre 1600 e 1200 a.C., observa-se um aumento do seu uso no Oriente Médio, porém não foi usado para substituir o bronze.
Entre os séculos XII e X antes de Cristo, ocorreu uma rápida transição no Oriente Médio na substituição das armas de bronze para as de ferro. Esta rápida transição talvez tenha ocorrido devido a uma escassez de estanho , e devido a uma melhoria na tecnologia em trabalhar com o ferro. Este período, que ocorreu em diferentes ocasiões segundo o lugar, denominou-se Idade do ferro, substituindo a Idade do bronze. Na Grécia iniciou-se em torno do ano 1000 a.C., e não chegou à Europa ocidental antes do século VII a.C.. A substituição do bronze pelo ferro foi paulatina, pois era difícil produzir peças de ferro: localizar o mineral, extraí-lo, proceder a sua fundição a temperaturas altas e depois forjá-lo.
Na Europa central, surgiu no século IX a.C. a "cultura de Hallstatt" substituindo a "cultura dos campos de urnas", que se denominou "Primeira Idade do Ferro", pois coincide com a introdução do uso deste metal. Aproximando-se do ano 450 a.C., ocorreu o desenvolvimento da "cultura da Tène", também denominada "Segunda Idade do Ferro". O ferro era usado em ferramentas, armas e jóias, embora segue-se encontrando objetos de bronze.
Junto com esta transição de bronze ao ferro descobriu-se o processo de "carburação", que consiste em adicionar carbono ao ferro. O ferro era obtido misturado com a escória contendo carbono ou carbetos, e era forjado retirando-se a escória e oxidando o carbono, criando-se assim o produto já com uma forma. Este ferro continha uma quantidade de carbono muito baixa, não sendo possível endurecê-lo com facilidade ao esfriá-lo em água. Observou-se que se podia obter um produto muito mais resistente aquecendo a peça de ferro forjado num leito de carvão vegetal, para então submergi-lo na água ou óleo. O produto resultante, apresentando uma camada superficial de aço, era menos duro e mais frágil que o bronze.
Na China, o primeiro ferro utilizado também era proveniente dos meteoritos. Foram encontrados objetos de ferro forjado no noroeste, perto de Xinjiang, do século VIII a.C.. O procedimento utilizado não era o mesmo que o usado no Oriente Médio e na Europa.
Nos últimos anos da Dinastia Zhou (550 a.C.), na China, conseguiu-se obter um produto resultante da fusão do ferro (ferro fundido). O mineral encontrado ali apresentava um alto conteúdo de fósforo, com o qual era fundido em temperaturas menores que as aplicadas na Europa e outros lugares. Todavia, durante muito tempo, até à Dinastía Qing (aos 221 a.C.), o processo teve uma grande repercussão.
O ferro fundido levou mais tempo para ser obtido na Europa, pois não se conseguia a temperatura necessária. Algumas das primeiras amostras foram encontradas na Suécia, em Lapphyttan e Vinarhyttan, de 1150 a 1350 d.C.
Na Idade Média, e até finais do século XIX, muitos países europeus empregavam como método siderúrgico a "farga catalana". Se obtinha ferro e aço de baixo carbono empregando-se carvão vegetal e o minério de ferro. Este sistema já estava implantado no século XV, conseguindo-se obter temperaturas de até 1200ºC. Este procedimento foi substituído pelo emprego de altos fornos.
No princípio se usava carvão vegetal para a obtenção de ferro como fonte de calor e como agente redutor. No século XVIII, na Inglaterra, o carvão vegetal começou a escassear e tornar-se caro, iniciando-se a utilização do coque, um combustível fóssil, como alternativa. Foi utilizado pela primeira vez por Abraham Darby, no ínício do século XVIII, construindo em Coalbrookdale um "alto forno". Mesmo assim, o coque só foi empregado como fonte de energia na Revolução industrial. Neste período a demanda foi se tornando cada vez maior devido a sua utilização, como por exemplo, em estradas de ferro.
O alto forno foi evoluindo ao longo dos anos. Henry Cort, em 1784, aplicou novas técnicas que melhoraram a produção. Em 1826 o alemão Friedrich Harkot construiu um alto forno sin mampostería para humos.
Em finais do século XVIII e início do século XIX começou-se a empregar amplamente o ferro como elemento estrutural em pontes, edifícios e outros.

Torre de Moncorvo

Torre de Moncorvo situa-se no Norte de Portugal, no Sul do Nordeste Transmontano, perto da fronteira com Espanha, na confluência dos rios Sabor e Douro. Com 53.277 hectares de superfície repartidos por 17 freguesias e 11.232 habitantes, Torre de Moncorvo quase tem metade da população da década de 50. Ainda assim é o concelho mais comercial e "urbano" do Douro Superior e também o que apresenta o maior número de serviços públicos. O seu Feriado Municipal é dia 19 de Março. Os rios Sabor e Douro são uma marca na paisagem deste concelho, ainda assim não menos importantes são o Vale da Vilariça e a Serra do Reboredo.
Esta região, onde se produz excelentes vinhos generosos e o melhor azeite do mundo, é também a maior produtora nacional de amêndoa.

O ferro em Moncorvo

Os jazigos de ferro do Ordovícico de Moncorvo, situados no nordeste de Portugal, consistem de niveis sedimentares de minérios de ferro frequentemente interestratificados com psamitos e quartzitos. As reservas minerais provavelmente excedem 1 000 milhões de toneladas o que faz de Moncorvo o maior jazigo de ferro da União Europeia. Existem estratos compactos com mais de 90 metros de possança o que é invulgar em jazigos do Fanerozóico. Se a possança de certos jazigos Precâmbricos de ferro pode atingir algumas centenas de metros a dos jazigos do Fanerozóico nunca excede um máximo de 15 metros sendo geralmente constituídos por um conjunto de estratos finos confinados a uma dada unidade de uma sequência sedimentar. O estudo microscópico pormenorizado dos minérios revelou que um estrato compacto de características detríticas constituído por magnetite e quartzo (em que a magnetite apresenta ocasionalmente núcleos de cromite) se depositou em lagoas próximas da costa onde os cursos de água desaguavam e não num oceano. Seguidamente, linhas de praia oscilantes e transgressivas revelam interrupções de sedimentação em ambientes de zonas deltaicas e marinhas pouco profundas onde material detrítico e suspensões de material ferruginoso e argiloso originaram estratos de magnetite (martite) e especularite intercrescidos com quartzo, silicatos e fosfatos em ambientes fluctuantes. Os estudos texturais e mineralógicos demonstram que a origem dos jazigos é essencialmente clástica não se tratando de um chert ferrífero depositado quimicamente. Há também provas paleontológicas e de campo que apoiam uma origem detrítica, cujas fácies são típicas de zonas ricas em oxigénio próximas dos continentes.
O enorme desenvolvimento de Moncorvo deve-se a que os jazigos ocorrem em bacias sedimentares restritas sobre uma plataforma continental onde sedimentos clásticos foram predominantemente depositados. Não só morfologicamente mas também quimicamente os jazigos de Moncorvo são mais semelhantes a jazigos Precâmbricos do que a jazigos Fanerozóicos (d'Orey, 1999 - Ciências da Terra(13):131-140).

Da serra do Reboredo, e a cargo da empresa Ferrominas, foram extraídas toneladas de minério. Entretanto, a concessionária acabou por ser transformada em Empresa de Desenvolvimento Mineiro até que, em 1988, a actividade acabou sem nada que o fizesse prever. Chegara mesmo a ser construído um bairro residencial, para funcionários superiores, que nunca foi utilizado e hoje se encontra praticamente votado ao abandono. Ainda na mesma serra, mas do lado esquerdo de quem segue para Carviçais, quase em frente à antiga exploração, encontra-se o Cabeço da Mua, a maior jazida de hematite do mundo.

A cache:

As coordenadas desta cache levam-te a passear pelos imensos trabalhos mineiros (agora abandonados) da Ferrominas até um certo........Para logares o found, manda-me um mail a descrever aquilo que vês à tua frente e que é uma parte integral desta mina. Não coloques as respostas no log nem ponhas fotos do "objecto" no teu log.

Happy earthcaching!

The most exciting way to learn about the Earth and its processes is to get into the outdoors and experience it first-hand. Visiting an Earthcache is a great outdoor activity the whole family can enjoy. An Earthcache is a special place that people can visit to learn about a unique geoscience feature or aspect of our Earth. Earthcaches include a set of educational notes and the details about where to find the location (latitude and longitude). Visitors to Earthcaches can see how our planet has been shaped by geological processes, how we manage the resources and how scientists gather evidence to learn about the Earth. To find out more click HERE.


______________________________________________________________________________ - Geocaching Portugal


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